基于智能算法的风力助航船舶航线优化

本文研究船舶风力助航技术,着重分析风速风向测量技术,包括一维测量技术以及二维测量技术;构建风力助航船舶运动的数学模型,研究船舶在海面上的受力结构,分析风翼角和最大助推力系数之间的关系;以退火算法为基础,结合Metropolis准则,研究船舶航线的优化方法,同时构建最优航线模型。     

船舶气象导航最省燃料航线研究

船舶气象导航是保证船舶航行安全和节能的重要手段。本文应用最佳控制理论研究和建立船舶最省燃料航线数学模型。在分析比较船舶最短时间航线和最省燃料航线数学模型的基础上，讨论了最省燃料航线算法实现。并针对冬季北太平洋进行了最省燃料航线模拟试验。     

海洋船舶自行气象导航

介绍了海洋船舶自行气象导航的优点、基本条件及制作方法。     

最优气象航线的设计与选择

气象导航航线的设计与选择,受诸多因素的制约。文章分析了影响最优航线制定的因素,并总结了根据不同季节大气环流特点和天气系统分布确定基础航线,进而根据中短期预报资料优化航线,动态选取最佳气象航线的方法。     

风力助航在船舶航行中的优化建模研究

首先介绍风力助航船舶航行优化的原理,从原理出发描述燃料最省的航行路线模型建立方法,并且通过实验仿真说明风力助航船舶航线与风向和航速有关。在此基础上通过优化准则得到最优的目标函数,实现了风力助航船舶的最优路径。     

船舶承租人与船舶所有人关注气象导航的不同价值取向

为掌握船舶航行的经济性和安全性,通过分析和实例解读,发现船舶承租人与船舶所有人关注气象导航的不同价值取向:船舶承租人关心船舶经济效益,船舶所有人关心船舶航行安全.为避免双方因《气象导航报告》发生争议,建议船舶所有人适时聘用气象导航服务.     

应用船载气象导航软件优化船舶航线实例分析

结合岸基气象导航服务,通过分析船载气象导航软件在北太平洋航线的一次实际应用,阐述船载气象导航软件的功能优势,以及对期租船舶履约船速计算的影响,为船舶所有人积极采用和船长合理应用船载气象导航软件优化航线进而提高营运效率提供参考。     

船舶自行气象导航的研究

本文在分析和研究目前岸基方式气象导航的基础上,提出船舶自行气象导航组成方案和具体实现.研究了适合于船载微机实现的最短时间航线计算方法、船舶水文气象资料数据库和船舶失速模型等问题.并进行了船舶自行气象导航实船试验.     

海浪模拟在船舶自行气象导航中的应用研究

本文主要研究海浪场的模拟在船舶自行导航中的应用,海浪模式选用美国NCEP最新开发的WAVEWATCH-Ⅲ海浪模式,为船舶自行导航提供有指导意义的有效波高和波向.     

面向风帆助航的海洋风力资源分析方法

为分析风帆助航条件下海洋风力资源对远洋船舶的辅助推力,将风场与航线数据在电子海图上叠加显示.通过设计算法,建立任意航线上风向变化与色彩变化的映射关系,以色彩的变化直观显示航迹带内的风向分布特征,利用矩阵实验室(MATLAB)对海洋风场数据进行读取和可视化,并对风速进行统计分析.研究结果表明,海上风速、风向在一定海域内保持稳定,为航行船舶风帆助航的可行性以及最优航线设计提供了理论依据和数据支持.     

基于云计算的海洋风场对船舶航线影响模型研究

为了满足节能减排及降低运营成本的需求,本文基于云计算,研究了海洋风场对船舶航向的影响,为海洋风力助航提供指导。首先本文分析海洋风场的风力分布特性;然后构建定速航向下风力助航的能耗模型及主机定输出时海洋风场对船舶航行的推动模型;最后提出结合云计算的航线优化方法及适度绕航方法。     

基于BP神经网络的船舶气象航线决策系统

[目的]为应对国际燃油价格波动和降低温室气体排放的需求,提出一种基于BP神经网络的船舶气象航线决策系统,在考虑经济和环境因素的情况下提高船舶运营效率。[方法]首先,从航海日志和午报等提取船速、转速、平均吃水、吃水差、船上货物重量、风和海浪的影响等7种运营数据,通过BP神经网络方法预测船舶燃油消耗量;然后,提出基于改进Dijkstra算法的船舶气象航线决策系统,并利用该系统获得船舶最优航线。最后,对12 335 t多用途船营口至仁川的航线进行仿真分析。[结果]利用BP神经网络方法预测的燃油消耗量与实测值的拟合优度为79.97%,表明预测效果较好;通过决策系统获得了该船在15和17 kn航速下的气象航线。[结论]基于BP神经网络的船舶气象航线决策系统获得的船舶航线更准确、可靠,有助于减少船舶的燃油消耗量和CO2排放量,为船东和海事管理部门提供技术支持。     

蓬长航线实施船舶定线制的必要性和可行性分析

通过对蓬莱至长岛水域的自然条件、通航环境的调查,结合国家有关规划、政策,从保证船舶通航安全和保护海洋环境的角度分析在该水域实施船舶定线制的必要性,进而对其可行性进行论证,为有关部门决策提供参考依据。     

复杂气象海况条件下船舶航行安全辨识及航行优化方法

为避免船舶在复杂气象海况条件下发生海损、谐摇和参数横摇等航行安全问题,建立船舶在各种气象海况条件下谐摇与参数横摇的预报模型,提出基于海况与稳性的多变量、多约束和多目标的航行优化模型,并利用决策变量在空间分布与时序上的耦合特性作为先验知识,解决航线的不平滑问题。结果表明：该方法不仅可以合理规避高海况区域,而且还可以避免横摇或谐摇的发生,对提高航行安全具有非常重要的意义。     

基于数据驱动的船舶航线实时优化

为了给不同海况下的船舶安全航行提供保障,设计基于数据驱动的船舶航线实时优化方法。利用数据驱动方法采集船舶历史航线、海域风速、风向、波高等海况数据,选取K-means聚类算法聚类海况数据,构建海况知识库。依据海况知识库内的船舶航线信息与航线转向点信息,划分船舶航线为不同航段。依据船舶航线的航段划分结果,以航行总时间最短以及总油耗最低为目标函数,设置船舶航速约束与转向点位置约束作为约束条件,构建航线实时优化模型。选取蚁群算法求解所构建的优化模型,输出航线实时优化结果。结果表明,该方法可以实时优化航线,降低船舶的航行时间与主机油耗,适用于不同海况的船舶航行。     

基于海上航线风能资源特征的船舶风帆选型

将风帆装置的气动特性、船舶航线信息和典型航区风能资源特征相结合,提出一个船舶风帆选型方法。根据风洞试验数据分别计算并归一化圆弧形翼帆、滚筒帆、涡轮帆和天帆的风力助推系数和横漂系数;考虑不同航线上风力、风向的概率数据计算出不同风帆的助推指数和横漂指数,将每年12个月的助推指数和横漂指数相加得到总助推指数和总横漂指数;以不同风帆的总助推指数较大,兼顾较小总横漂指数的优选原则,确定最佳的风帆类型。以上海—香港航线和横滨—洛杉矶西段航线为例,利用这种风帆选型方法,计算出2个航线不同风帆助航装置的综合助推指数、横漂指数和总评价指数,确定了2条航线的最佳风帆装置,为船舶风帆的选型设计提供依据。