考慮通航環(huán)境要素的內(nèi)河船舶營運能效研究.pdf

1、隨著航運業(yè)的迅速發(fā)展，船舶溫室氣體減排越來越引起世界各國的重視。近年來，船舶節(jié)能減排的研究主要集中于新造船舶，包括新能源的利用、節(jié)能裝置與型線優(yōu)化等方面，對于數(shù)量龐大的在航船舶，主要通過營運優(yōu)化措施，利用能效管理手段降低船舶的能耗，以提高船舶的營運能效，這些方面的理論研究和工程實踐具有重要的研究意義和實用價值。
　　根據(jù)IMO相關(guān)規(guī)則，國際航行船舶營運能效水平利用EEOI指數(shù)進行評價。EEOI為監(jiān)測船舶溫室氣體排放、評價船舶能效提

2、供了重要的參考依據(jù)，這種方法對內(nèi)河船舶同樣具有重要的參考意義。文中以 EEOI為切入點，以內(nèi)河船舶為研究對象，考慮通航環(huán)境要素對內(nèi)河船舶營運能效的影響，分析了內(nèi)河船舶營運能效水平，建立了內(nèi)河船舶的營運能效模型，并基于此研究了船舶的排放狀況，提出了營運能效提升策略。具體的研究內(nèi)容和創(chuàng)新包括以下幾點：
　　（1）在分析內(nèi)河船舶的船-機-槳特性和內(nèi)河通航環(huán)境要素的基礎(chǔ)上，開展了船舶營運能效數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計、設(shè)備選型與實船安裝，構(gòu)建了內(nèi)

3、河船舶的營運能效數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
　?。?）基于船舶能效數(shù)據(jù)庫開展了數(shù)據(jù)分析，包括通航環(huán)境的基本特征、船-機-槳工作特性，以及內(nèi)河船舶營運能效水平，數(shù)據(jù)分析表明了在研究內(nèi)河船舶的營運能效問題的研究中，考慮通航環(huán)境要素的必要性。
　?。?）基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立了營運能效預(yù)測模型。驗證結(jié)果表明：該模型不僅可以反映特定船舶工況與通航環(huán)境下的船舶能效水平映射關(guān)系，而且能夠預(yù)測新的環(huán)境條件輸入下的能效水平。并基于所構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層

4、間的連接權(quán)重，進行了EEOI對環(huán)境特征輸入?yún)?shù)的敏感性分析。
　　（4）根據(jù)主要因素相互作用關(guān)系，通過基本理論推導(dǎo)得到表示與營運能效各有關(guān)變量之間的物理數(shù)學(xué)關(guān)系，建立了船舶營運能效機理模型，主要包括船舶阻力（包括靜水阻力與通航環(huán)境要素引起的附加阻力）、螺旋槳、船舶運動與主推進裝置等子模塊。
　　（5）對2種方法建立的模型進行了對比與分析。兩種模型仿真結(jié)果與實測數(shù)據(jù)的對比表明，這2種模型都能夠反應(yīng)出通航環(huán)境影響下的內(nèi)河船舶營運