VLCC航速优化研究及能效分析

发布时间：2017-09-18 18:18

  本文关键词：VLCC航速优化研究及能效分析

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【摘要】：航速作为不定期船运营管理的一项重要决策,受到船舶技术状况、行驶环境、气候条件和航运市场行情等多方面因素的影响。合理优化航速能够提高航运公司的经济收益,提高船舶能效,使航运企业能够在竞争激烈的市场中保持强有力的竞争力。原油是重要的战略资源,其在国民经济发展中具有重要作用,因而石油贸易影响各国经济发展。作为石油贸易的派生性需求,油轮运输在航运市场中占有重要地位,而承运进口石油最经济的运输方式是使用大型油轮(VLCC,Very Large Crude Carrier)。本文在系统归纳和分析航速优化相关领域的理论成果的基础上,展开对航次租船合同下的VLCC单船航速优化及能效问题的研究,并在此基础上,提出针对动力装置管理的措施。本研究首先分别建立了基于航次每营运天经济效益和基于航次经济效益的航速优化数学模型,模型分别以航次日收益最大和航次净收益最大为优化目标,综合考虑了航次收入、航次成本、航次时间等影响最优航速的主要因素;其次构建了基于航次能效的航速优化数学模型,该模型以航次EEOI最低为优化目标,综合考虑了主机油耗、辅机油耗、航次时间等影响最优航速的主要因素。针对模型的结构特征,应用外罚函数法和模式搜索法相结合的算法分别对三个模型进行求解。为了进一步解决模型在实际求解中的难题,运用Visual Basic编程技术,结合Access数据库,设计开发了 VLCC航速优化应用软件。该软件操作简单,可以实现人机交互,能够根据用户输入的初始已知数据,通过计算分别得到三个不同优化目标的最优航速。最后,本文结合某航运公司的VLCC实例,对其航速进行优化,结果证明本文给出的最优航速比航运公司给定的指导航速航次日收益更大或航次净收益更大或航次EEOI更低,证明本软件可以实际应用,为船舶管理者及操作者提供决策辅助支持,并相应改善船舶管理和操作。
【关键词】：VLCC 航速优化 EEOI 能效
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U676.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 研究背景11-14
• 1.2 研究意义14-15
• 1.3 研究现状15-17
• 1.3.1 国外研究现状15-16
• 1.3.2 国内研究现状16
• 1.3.3 研究进展分析与总结16-17
• 1.4 研究方法17-18
• 1.5 研究思路与主要内容18-20
• 第2章 VLCC航速优化理论基础概述20-39
• 2.1 VLCC运输市场概述20-24
• 2.1.1 国际原油供给需求20-22
• 2.1.2 运力供给22-23
• 2.1.3 主要航线23-24
• 2.1.4 租船方式及其特征24
• 2.2 船舶运输经济分析24-27
• 2.2.1 船舶运输成本24-25
• 2.2.2 油轮运价25-26
• 2.2.3 航次经济效益估算26
• 2.2.4 船期经济性26-27
• 2.3 船舶能效营运指数27-30
• 2.3.1 能效营运指数的定义27-29
• 2.3.2 能效营运指数的建立29-30
• 2.3.3 能效营运指数的影响因素30
• 2.4 不定期船最佳航速的选择30-35
• 2.4.1 航速决策者及航速优化目标30-31
• 2.4.2 航速、主机功率、油耗量三者之间的关系31
• 2.4.3 最佳营运航速31-35
• 2.5 船舶降速的影响及动力装置管理措施35-38
• 2.5.1 降速航行的影响36-37
• 2.5.2 动力装置管理措施37-38
• 2.6 小结38-39
• 第3章 VLCC航速优化数学模型分析39-59
• 3.1 问题提出39-40
• 3.2 问题描述40-41
• 3.3 基于航次每营运天经济效益的航速优化数学模型41-50
• 3.3.1 航次时间43
• 3.3.2 航次运输收入43
• 3.3.3 航次运输成本43-49
• 3.3.4 最终模型49-50
• 3.4 基于航次经济效益的航速优化数学模型50-52
• 3.5 基于航次能效的航速优化数学模型52-54
• 3.5.1 燃油消耗52-53
• 3.5.2 最终模型53-54
• 3.6 模型求解54-58
• 3.6.1 求解思路54-56
• 3.6.2 可行域划分56-57
• 3.6.3 外罚函数法57-58
• 3.6.4 模式搜索法58
• 3.7 小结58-59
• 第4章 航速优化应用软件的设计开发59-73
• 4.1 软件设计开发平台59
• 4.1.1 Visual Basic 6.0简介59
• 4.1.2 Access 2007简介59
• 4.2 数据库设计59-62
• 4.2.1 船舶技术参数数据库60
• 4.2.2 WS基本费率数据库60-61
• 4.2.3 航线数据库61
• 4.2.4 船舶港口信息数据库61
• 4.2.5 最优航速记录数据库61-62
• 4.3 软件设计框架62-66
• 4.3.1 软件功能设计63-64
• 4.3.2 软件结构设计64-66
• 4.4 软件使用说明66-72
• 4.4.1 启动软件66
• 4.4.2 航速优化向导66-71
• 4.4.3 显示优化结果71
• 4.4.4 决策记录自动保存71-72
• 4.4.5 优化报告打印72
• 4.4.6 历史决策查询及修改72
• 4.5 小结72-73
• 第5章 单船航速优化实例分析73-83
• 5.1 实例概述73-75
• 5.2 曲线拟合75-77
• 5.2.1 拟合定义75
• 5.2.2 主机油耗曲线75-77
• 5.3 优化计算77-78
• 5.4 模型图像78-80
• 5.4.1 基于航次每营运天经济效益的模型图像78-79
• 5.4.2 基于航次经济效益的模型图像79-80
• 5.4.3 基于航次能效的模型图像80
• 5.5 优化结果比较分析80-82
• 5.5.1 基于航次每营运天经济效益的优化结果分析80-81
• 5.5.2 基于航次经济效益的优化结果分析81
• 5.5.3 基于航次能效的优化结果分析81-82
• 5.6 不同优化目标的最优航速差异分析82
• 5.7 最优航速的选择82
• 5.8 小结82-83
• 第6章 结论与展望83-85
• 6.1 本文结论83-84
• 6.2 本文研究的不足与展望84-85
• 参考文献85-88
• 致谢88-89
• 作者简介89

【参考文献】

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本文编号：877100