远洋干线班轮航速与航线配船优化模型与算法

针对燃油价格剧烈波动条件下的远洋干线集装箱班轮航速和航线配船优化问题,通过分析远洋干线各航段货运量与港口对需求量、班轮航速与航线配船数量及燃油消耗量之间的关系,构建班轮航速与航线配船优化非线性规划模型,并设计逐步逼近求解算法,通过实例分析验证模型和算法的有效性及适用性。结果表明:基于航速优化策略,通过在不同航线上合理地配置船舶类型和数量,可明显降低班轮运输成本;依据燃油价格变化,适时采取"加船减速"或"减船加速"策略,可有效提高船公司的经济效益。     

不同市场环境下的班轮航线配船与航速优化

为有效提高班轮公司的经济效益,对不同市场环境下的班轮航线配船与航速优化方案进行研究。针对低迷市场环境下的单航线,建立以船队日均总成本最小为目标的单航线配船模型;针对景气市场环境下的多航线,考虑船队规模、船舶载货能力和航线运价差异,建立以所有航线日均总利润最大为目标的航线配船与航速优化模型,设计遗传算法求解模型。对某班轮公司的亚洲航线进行优化,结果表明:市场低迷时,随着油价升高,需通过增加营运船舶、减少闲置船舶及相应地降低航速来降低成本;市场景气时,该算例验证了多航线配船与航速优化模型的有效性和实用性。     

连续航次下班轮运输燃油补给决策

为在保障班轮服务正常运营的前提下降低航运公司的燃油补给成本,建立以航运公司营运总成本最小为目标的连续航次下班轮运输燃油补给决策模型。采用线性逼近的方法建立航速与燃油消耗量之间的分段线性函数关系,将非线性优化模型转化为线性模型,利用线性优化软件求解。以1条实际班轮航线为例进行算例分析,求得该航线连续航次下的燃油补给策略和各航段的最优航速,并分析连续航次数量与营运总成本之间的关系,为航运公司结合自身管理周期和风险选择以一定数量的连续航次为周期进行燃油补给的策略提供理论支持。结果表明:该模型可为优化营运成本、制定最优的燃油补给决策提供参考。     

基于能效管理的船舶航速系统优化设计

在目前航运业市场低迷、运力过剩的境况下,航运企业愈发重视对燃油成本的控制,对航速节油也有了更多的要求.为此,提出基于能效管理的船舶航速系统优化设计,计算船舶营运的经济航速.并结合航次的航线、航向、航速及每段航线的天气、水文等信息,对船舶营运航速的模型进行不断优化调整,指导船舶航行,为船舶及船岸操作提供决策支持,以达到优化节能的目的.     

考虑营运成本和排放的船舶航速多目标优化模型

针对船舶航速优化中的营运成本和CO_2及污染物排放2个互相矛盾的关键因素,提出一种基于理想点多目标优化的船舶最优航速求解方案。分别通过极小化营运成本和排放得到船舶的最小营运成本和最小排放解决方案,运用线性加权法求得营运成本和排放的Pareto最优解集。应用范数概念,通过Minkowski距离从Pareto前沿寻求权衡最优解,并根据权衡最优解对应的营运成本和排放求解对应的最佳航速。利用实船观测数据进行对比,表明该模型可进一步控制船舶营运成本和CO_2及污染物排放,验证了该方法的可行性及合理性。该航速优化方法的最大优点是能对不同船舶或不同航线的航速实现自动计算,无需人为干涉或借鉴专家知识。     

不定期船最佳航速优化研究

不定期船的航次日均盈利额主要受航速及燃油价格波动的影响,对于多艘不定期船,固定成本的不同也会 造成航次日均盈利额的差异.首先,采用控制变量法分别研究燃油价格及不同船舶固定成本的变化对不定期船航 次日均盈利额的影响,然后以航次日均盈利额最大化为目标构建不定期船最佳航速优化模型.最后,以中巴铁矿石航线上ATHENIAN PHOENIX号不定期船为例对该优化模型进行了实例分析,得出最佳航速优化计算公式及曲线图.     

不确定环境下的班轮运输补油策略与航速优化

考虑燃油价格的不确定性及航运碳排放因素,以船舶加油港口的选择、补油量和各航段航速为决策变量,建立基于模糊规划的班轮运输船舶燃油补给策略与航速优化模型。从理论上分析论证该模型存在最优解,并运用实例验证模型的有效性。进一步分析燃油价格模糊区间大小、碳税税率对航运成本、船舶补油策略和航速决策的影响。结果表明:班轮企业只有合理设置燃油价格模糊程度和碳税税率,才能保证企业的经济效益和社会效益。     

考虑船舶航速的集装箱班轮燃油补给策略

针对集装箱班轮运输中船舶燃油补给问题,分析船舶航速变化对燃油消耗产生的非线性影响,推导出船舶航速与船舶往返时间及船舶油耗之间的关系式,以连续多航次船舶燃油补给总成本最低为目标,加油港与加油量为决策变量,建立周计划内考虑航速的集装箱班轮燃油补给混合整数非线性规划模型.根据模型特点,利用分段线性逼近函数对模型进行等价转换.以某航运公司的亚欧单航线为仿真实验,依次分析港口时间窗、船舶类型、燃油价格及船舶油舱容量等因素对船舶燃油补给策略的影响.结果表明:该模型可以同时决策船舶加油港的选择、加油量的大小及航速的调整,比传统模式更能节省油耗和成本.     

气象条件和排放控制区规定的船速多目标优化

针对(Encission Control Area, ECA)法规背景下燃油价格升高的问题,以船舶营运成本和航行时间为目标,综合考虑ECA内外使用燃油的价格差以及气象条件的影响,提出一种船舶航速多目标优化模型。采用非支配排序遗传算法(Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm-II, NSGA-II)寻找Pareto最优解集,利用TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)算法从Pareto最优解集中筛选出最佳折中解。选定天津—宁波航线进行案例分析,结果表明:综合考虑ECA法规和气象条件能够有效减少船舶航行时间和航行总成本,并能帮助船公司更好地应对燃油价格上涨。此外,制定改变船速的最佳时间间隔,同样可有效减少航行成本。     

船舶航速优化算法研究

有效的航速优化算法能够使船舶处于最佳航行状态,从而减少燃油开支,节约运营成本。本文以船舶航速作为研究对象,给出一种基于遗传算法的不定期船舶运输经济航速优化方法,实现了航线不变情况下,不定期船舶运输的航速优化问题。     

船舶燃油成本控制及加油管理

<正>0引言世界经济的强劲增长导致石油需求的急速上升、地缘政治的不稳定、美元的持续贬值以及对石油期货的投机炒作,很长一段时间以来,国际油价一直呈现出宽幅振荡上扬的态势,致使其年均价格水平大幅提高。随着硫化物排放限制区域的继续扩大,低硫油的使用更加频繁,成本飙升。1加强燃油成本控制的管理1.1优化航线、降低航速,注重节油管理由于主机输出功率与航速的三次方成正比,而主机功率与耗油基本呈线性关系,因此降低船舶营运速     

航速优化下小型船舶调度目标选取优化方法分析

航运公司在进行货物运输时,为了提高航运经济性,降低营运成本,会对海域内的船舶进行灵活调度,对每艘船的航线、航行速度、途径码头、港口、货物运载量等内容进行详细的控制,船舶调度控制也是一项航运领域的研究热点。本文提出一种基于遗传算法的小型船舶调度优化技术,通过建立船舶的调度数学模型和目标函数,实现了航速优化条件下的船舶调度目标快速化选择。     

基于人工蜂群算法的船舶航速优化

航速优化是船舶智能能效管理的主要组成部分,对降低船舶营运成本、减少温室气体排放具有重要意义。为减少船舶航行时的主机燃油消耗,根据实船数据首先构建了主机油耗模型,模型的平均误差仅为0.813%,然后对整个航程进行分段,基于人工蜂群算法对整个航程的航速进行优化。经过验证可得结论：优化后的航速对应的整个航程航行时间减少了14.44%,油耗量降低了3.012%。研究结果表明,使用人工蜂群算法对航速进行优化,能够对航速提出建议,达到提高船舶能效水平,提高经济性、环保性的目标。     

集装箱班轮主干航线的船型选择

一、船型选择的概念对于给定的运输任务,可以采用不同类型的船舶运输,如不同载箱量、不同主尺度、不同航速或不同结构形式的船舶等。船型选择就是在特定的航线和货流结构条件下,按照一定的原则和要求选择最适宜的船舶类型来从事运输任务,以达到最优的效果。需要指出的是,集装箱班轮公司进行航线船型方案选择,有两个层面的含义。整体上,存在着一个如何在公司所有航线上进行船舶种类、规模和数量的分配,以实现公司航线网络配船整体最优的问题。这实质上是班轮航线系统配船优化问题。而本文中集装箱班轮航线船型选择则是一个狭义概念,即特指具…     

减速航行对集装箱船队实际运力的影响

问题概述集装箱船的航速一般在20kn以上;然而,自2008年开始,部分13000TEU集装箱船的平均航速从26kn降至20kn。马士基航运、中远、川崎汽船、日本邮船、商船三井等大型船公司纷纷加入减速行列。船公司实行低速航行策略的最直接目的是节约营运成本。随着国际燃油价格飞涨,     

排放管控下班轮减排措施的选择和成本分析

在限硫背景下,对船舶减排措施的选择做了研究,首先,主要考虑能造成船舶使用各减排措施间成本差异的因素建立船队年成本模型,然后,通过优化航速和船队规模计算出使用各减排措施时的最小成本,进而比较选出具有成本优势的减排措施。之后,选用了四条航线上的班轮运输船队进行了实例分析。结果表明,对于四条航线上的班轮来说,在当前油价情况下选用加装脱硫塔更为经济。对减排成本做燃油价差的敏感度分析,分析结果显示,随着燃油价差的降低,燃油转换措施的成本会越来越小,且当降幅为45%时,对四条航线上的班轮来说减排措施二更具成本优势。当液化天然气的价格是重硫油价格的78%时,选用LNG动力船比加装脱硫塔更有优势。     

散货船舶经济航速选择及燃油成本控制

为实现航次效益最大化,建立船舶经济航速选择模型,并通过Excel编制经济航速效益对比表,以某巴拿马型船实际营运数据验证模型和效益对比的实用性,分析航次执行的各个关键环节,提出相应的燃油预订和加油港选择、加油过程管控、存油量的有效监督、气导服务及结果分析等燃油成本控制措施。     

一种融合遗传算法和二分法的船舶航速优化方法

面对越来越高的节能减排要求,研究特定航线营运船舶的航速优化方案,对于船舶所有人来说具有重要的现实意义.提出一种融合遗传算法和二分法的船舶航速优化方法,考虑实时气象和风浪条件,构建简化油耗模型,深入阐述遗传算法和多约束条件下的航速快速寻优方法.根据实船反馈的数据动态调整每日航速优化建议并将其推送至船端,通过比较目标航次数据与优化航次数据,验证该方法的有效性.结果表明,采用该船舶航速优化方法能达到降低全航路油耗的目标.     

海运温室气体减排市场机制对班轮经营的影响

班轮运输中船舶航速快,燃油消耗费用在成本中占比高.因此,与燃油消耗量密切相关的“海运温室气体减排市场机制”的实施将使班轮运输受到的影响较其他运输方式大.为研究减排市场机制对班轮经营的影响,比较了目前在国际海事组织讨论的三类主要市场机制的运行特征,分析了它们对海运运输成本的影响途径以及因实施海运排放交易体系(METS)和国际海运温室气体基金机制(GHG FUND)而产生的碳成本.在此基础上,定量分析了集装箱班轮航线经营中不同船型、航速情景下,实施市场机制产生的碳成本随燃油价格和碳价格变化的规律.结果表明,在班轮航线上,为降低温室气体排放而降低航速,尽管使投入船舶增多,但整体营运效益得到改善.高速、大型船舶减速后带来的成本降低效应比小型、低速船舶来得大.     

基于实船数据的船舶航速与油耗优化建模

为获得水路运输中船舶的最佳航速,实现燃油效率的最大化,以长江航线货运船的航速、燃油等真实监测数据为基础,提出一种新的船舶航速与油耗优化模型。模型包括白箱模型(White-Box Model,WBM)和黑箱模型(Black-Box Model,BBM)两个部分:WBM由改进后的物理方程和数学公式组成;BBM是BP(Back Propagation)神经网络。两者结合成新的灰箱模型(Grey-Box Model,GBM)。通过分析船舶航行过程中影响船舶燃油消耗的多种因素,确定WBM参数,分别用串联和并联的方式将白箱与BP网络结合构建船舶航速与油耗优化模型,采用牛顿-拉普森迭代算法进行求解。计算结果表明:优化模型可在选定的航段内找到最佳的指导航速,并且模型的R2达到了0.945。此外,将建立的模型与单一的WBM进行对比验证,所建立的船舶航速与油耗优化模型得到的最佳航速更加精确,整体误差也从0.130减小到0.071。