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基于船舶柴油机监测数据的能耗研究

基于船舶柴油机监测数据的能耗研究

作者：石利勇重庆交通大学

学位级别：硕士

随着全球化贸易趋势的发展,船舶作为全球贸易的主要交通运输工具,其温室气体排放量也逐渐增加。国际海事组织对船舶排放制定诸多限制措施,以减少船舶温室气体的排放。与此同时,航运业也在不断探索船舶环保措施,以减少船舶燃料的消耗。目... 详细信息

随着全球化贸易趋势的发展,船舶作为全球贸易的主要交通运输工具,其温室气体排放量也逐渐增加。国际海事组织对船舶排放制定诸多限制措施,以减少船舶温室气体的排放。与此同时,航运业也在不断探索船舶环保措施,以减少船舶燃料的消耗。目前,对船舶能耗的研究已成为热门研究课题。本文以降低内河船舶航次总油耗为目标,结合通航环境及船舶自身数据对实验船进行分段研究,建立区域航段的主机油耗预测模型,结合神经网络把油耗预测值转化为目标函数优化的问题,借助遗传算法工具对该问题求解,获得该航段最佳主机转速,得到每个航段的主机转速,达到降低船舶航次总油耗、节能减排的目的。具体研究内容如下:首先,为了得到研究船舶能耗所需的数据,对实验船安装必要的采集仪器。在采集仪器安装完成后,基于树莓派编写数据采集程序,使数据能够稳定、实时传输。并在此基础上设计船舶管理平台,该平台能够实时查看船舶动态,对船舶采集的数据也能进行简单的分析。其次,获得实验船采集的相关数据,借助Python对数据进行预处理、清洗等步骤,获得研究所需的有效数据。结合内河船舶的特点,建立船舶柴油机油耗预测模型。用洪水期上行数据为数据集,对建立的油耗模型训练和验证,该油耗模型训练的预测值为95.668%,验证的预测值与实际值相差6%,说明该油耗预测模型性能良好。然后,在船舶柴油机油耗预测模型基础上,选择遗传算法对船舶油耗模型的输入参数优化。分析油耗预测模型的输入参数,选择主机转速为寻优对象,以油耗预测模型的输出值作为遗传算法的适应度函数,对输入参数的主机转速展开寻优研究。实验结果表明,在区域航段内寻找最佳主机转速,不仅降低船舶燃油的消耗,还减少船舶污染物的排放。最后,借助中国船级社对船舶能耗评估相关指数,对区域航段船舶能耗进行评估,得到优、良、中、差四个不同航段等级。船舶全航程实际油耗值与区域航段实际的总油耗值进行对比,得到区域航段的船舶油耗相较于实际油耗值减少3.46%,EEOI也降低3.57%,在实际工程应用的范围内。

关键词：船舶能耗船舶柴油机神经网络遗传算法能效评估

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静水港单拖船靠泊操纵要点

世界海运 2012年第5期35卷 31-33页

作者：石利勇天津港引航中心

根据天津港单拖船协助靠泊的成功范例和失败教训,结合船舶操纵理论引航经验,介绍船舶靠泊前所必需的准备工作,阐述船舶在空载状态下单拖船协助靠泊的操纵要点,以及满载船舶单拖船协助靠泊时基于空载状态下的修正方法,以期促使船舶操纵... 详细信息

根据天津港单拖船协助靠泊的成功范例和失败教训,结合船舶操纵理论引航经验,介绍船舶靠泊前所必需的准备工作,阐述船舶在空载状态下单拖船协助靠泊的操纵要点,以及满载船舶单拖船协助靠泊时基于空载状态下的修正方法,以期促使船舶操纵者能预见性地消除船舶在靠泊过程中存在的风险。

关键词：天津港单拖船靠泊风力风向锚链

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基于声子晶体的船机减振特性研究

重庆交通大学学报（自然科学版） 2020年第9期39卷 140-145,152页

作者：张杰邓羽彭中波石利勇重庆交通大学航运与船舶工程学院重庆400074 中国科学院海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室中国科学院海洋研究所山东青岛266071

声子晶体在减振降噪方面具有广阔的应用前景,比如将声子晶体的概念引用到我们日常的交通工具减振的研究中。针对船机的振动和噪音问题,设计一种基于局域共振理论的声子晶体板。其结构为多元复合圆柱体周期排列在基体中构成。通过COMSOL... 详细信息

声子晶体在减振降噪方面具有广阔的应用前景,比如将声子晶体的概念引用到我们日常的交通工具减振的研究中。针对船机的振动和噪音问题,设计一种基于局域共振理论的声子晶体板。其结构为多元复合圆柱体周期排列在基体中构成。通过COMSOL有限元软件分析,计算带隙特性,振动传输损耗,以及隔音效果。最后将所设计的声子晶体板通过振动实验,分析其实际减振效果并与环氧树脂基板对比。研究表明:在完全带隙范围内,振动传输有明显损耗,隔声量也明显优于基板。通过振动实验分析,声子晶体板对低频激励的衰减作用也优于基板,整体对比分析相较基板有5~10个单位的衰减作用。

关键词：船舶工程声子晶体带隙特性减振降噪船机

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不同风速和载态下锚泊船安全出链长度计算

世界海运 2022年第1期45卷 10-15页

作者：柴志文石利勇天津港引航中心

随着船舶日益大型化专业化以及锚型和锚链等级的多样化,用经验公式来估算安全出链长度已不能保证船舶锚泊时的安全。在总结有关学者和专家研究成果的基础上,依据悬链线长度公式和商船舾装标准推导出计算锚泊船临界出链长度的公式,进而... 详细信息

随着船舶日益大型化专业化以及锚型和锚链等级的多样化,用经验公式来估算安全出链长度已不能保证船舶锚泊时的安全。在总结有关学者和专家研究成果的基础上,依据悬链线长度公式和商船舾装标准推导出计算锚泊船临界出链长度的公式,进而基于锚型和锚链等级,推导出锚泊船安全出链长度计算公式。锚泊实践表明,本文提出的安全出链长度计算公式适用范围广,计算方便,结果可靠。

关键词：风速载态锚泊船抛锚水深出链长度

船舶舾装数的计算原理与满载锚泊船的抗流性能

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世界海运 2023年第12期46卷 1-7页

作者：柴志文石利勇天津港引航中心

为评估船舶固有的锚泊性能之一——抗水流性能,可基于船舶舾装数的计算原理对决定船舶舾装标准的因素进行分析,继而通过探究满载散装船水线以上受风面积及满载浸水面积随船舶吨级变化的趋势,推断满载船舶抗水流性能的变化规律,之后依据... 详细信息

为评估船舶固有的锚泊性能之一——抗水流性能,可基于船舶舾装数的计算原理对决定船舶舾装标准的因素进行分析,继而通过探究满载散装船水线以上受风面积及满载浸水面积随船舶吨级变化的趋势,推断满载船舶抗水流性能的变化规律,之后依据实船的类型和尺度对它们在满载状态下的抗水流性能做出评估。文中所求得的满载锚泊船抗水流性能的特征值表明:处于重载状态的中型散货船、中型油轮及集装箱船、LNG船、滚装船等高干舷船锚泊时的抗水流性能优于处于重载状态的大型油轮和大型散货船锚泊时的抗水流性能。

关键词：船舶舾装数船舶舾装标准满载锚泊船锚泊性能

基于锚链受力分析的大型重载散货船起锚困难的成因及对策

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航海技术 2020年第1期 58-62页

作者：石利勇柴志文天津港引航中心南疆站

散货船指散装运输谷物、煤、矿砂、盐、水泥等大宗干散货物的船舶,SOLAS公约对其定义为主要用于运输散装干货的船舶。本文所指的大型散货船指用于装运大宗散货的专用船舶,这类船舶具有满载排水量大、长宽比小、方形系数大、船体应舵慢... 详细信息

散货船指散装运输谷物、煤、矿砂、盐、水泥等大宗干散货物的船舶,SOLAS公约对其定义为主要用于运输散装干货的船舶。本文所指的大型散货船指用于装运大宗散货的专用船舶,这类船舶具有满载排水量大、长宽比小、方形系数大、船体应舵慢、干舷高度相对较低等特点,如大型矿砂船等。

关键词： SOLAS公约满载排水量专用船舶散装运输方形系数散货船大型矿砂船大宗散货

2.3万TEU级集装箱船港池中拢风靠泊操纵

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航海技术 2022年第2期 9-13页

作者：石利勇柴志文天津港引航中心

鉴于大型集装箱船自身的结构特点和操纵特性,在靠泊过程中驾引人员应进一步增强风险意识,尽早采取有效的应对措施。特别是在较强的拢风环境中靠泊时,一旦错过有效控制风致漂移速度的时机,船舶极易陷入十分被动的局面,甚至导致安全事故... 详细信息

鉴于大型集装箱船自身的结构特点和操纵特性,在靠泊过程中驾引人员应进一步增强风险意识,尽早采取有效的应对措施。特别是在较强的拢风环境中靠泊时,一旦错过有效控制风致漂移速度的时机,船舶极易陷入十分被动的局面,甚至导致安全事故发生。2020年4月6日,在韩国釜山港,由于“M.B”轮的驾引人员忽视横向风压力对船的作用效果,最终导致1台桥吊全损、5台桥吊受损的重大事故。

关键词：风险意识集装箱船韩国釜山横向风操纵特性桥吊安全事故应对措施

“长赐”轮搁浅事故对大型船舶沿河道航行的启示

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航海技术 2022年第3期 9-12页

作者：柴志文石利勇天津港引航中心

北京时间2021年3月23日,由深圳港开往鹿特丹港的超大型集装箱船“EVER GIVEN”(长赐)轮在通过苏伊士运河过程中,于北京时间14∶00时许,在距离Km159号灯浮12.2 n mile处冲向运河东岸,造成极为严重的搁浅事故,致使整个苏伊士运河航道被阻... 详细信息

北京时间2021年3月23日,由深圳港开往鹿特丹港的超大型集装箱船“EVER GIVEN”(长赐)轮在通过苏伊士运河过程中,于北京时间14∶00时许,在距离Km159号灯浮12.2 n mile处冲向运河东岸,造成极为严重的搁浅事故,致使整个苏伊士运河航道被阻塞(见图1)。该事故一经发生如同引爆了一颗震撼弹,震动了整个航运界。据报道,此次事故给苏伊士运河当局造成的经济损失每天达1400万~1600万美元。

关键词：鹿特丹港苏伊士运河大型船舶航运界深圳港超大型集装箱船

天津新港港区和北港池间船舶直接移泊的可行性

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天津航海 2019年第1期 19-22页

作者：石利勇张耀伟天津港引航中心南疆站天津300456 天津海事局船舶交通管理中心天津300457

文章从船舶节能减排出发,论证了天津新港港区和北港池港区直接移泊的可行方案,该文基于大型灵便船的操纵特点,统计分析了六艘大型灵便船的旋回圈数据,提出了航法设计,幵论证分析了K2轮的可行性,进而从船舶管理、船舶操纵两个方面提出了... 详细信息

文章从船舶节能减排出发,论证了天津新港港区和北港池港区直接移泊的可行方案,该文基于大型灵便船的操纵特点,统计分析了六艘大型灵便船的旋回圈数据,提出了航法设计,幵论证分析了K2轮的可行性,进而从船舶管理、船舶操纵两个方面提出了直接移泊的相关建议。

关键词：水域移泊大灵便型船操纵性能可行性建议