摘要：针对低碳背景下的班轮航线配船与航速优化问题,以周利润最大化为目标,构建了无碳减排政策、碳限额、碳税、碳交易及碳补偿政策下的航线配船与航速优化非线性规划模型,并设计遗传算法求解。通过算例验证和敏感性分析研究各碳减排政策对班轮公司航线配船与航速优化方案、利润及碳排放量的影响,并探讨各减排政策的作用。研究结果表明各碳减排政策均使利润、碳排放量及平均航速下降,也均可通过设置合理的参数和策略以取得更明显的减排效果。对比发现碳交易政策的减排效果较好,更有利于航运业可持续发展。

摘要：航速优化作为内河船舶实现节能减排以及降低运营成本的有效措施之一,深受学术界的关注。本文以航行于长江航道的某7500 t内河散货船为研究对象,以实船设计数据为基础建立船舶阻力-主机-螺旋桨之间的能量传递关系模型;基于长江航道环境数据建立用于航速优化的长江航道数据模型;进一步地,以增广拉格朗日方程(augmented Lagrange equation)以及差分进化(differential evolution)算法为基础设计用于求解内河航速优化问题的ALDE算法。通过选取典型工况,分析7500 t内河散货船往返于江阴港与宜宾港之间的航速优化以及油耗结果。仿真结果表明:所设计的ALDE算法能够有效求解内河航速优化问题;通过实施航速优化,在指定航行到达时间的约束下能够节约2.76%的船舶柴油消耗。本研究可对内河船舶的节能以及降低航运成本起到重要的作用。

摘要：为了保持市场竞争能力,班轮公司需要保证集装箱在各个港口间的运输时间达到市场平均水平.本研究将航速设为变量,对具有运输时限的班轮航线网络设计问题进行求解,以得到既满足运输时限要求又能最大化总利润的航线网络设计与配船方案.为了有效求解实际问题,首先采用港口聚类算法筛选出候选挂靠港,然后确定港口的标号顺序,最后采用基于列生成思想的启发式算法对问题的非线性混合整数规划模型进行分解和迭代求解.采用不同规模的标准算例,验证了模型和算法的有效性.结果表明,与采用事先给定的设计航速相比,将航速设为变量,对每条航线的平均航速进行优化,能增强航线网络设计的灵活性并提升航线网络的盈利能力.

摘要：航速大小对于班轮的航线设计、配船类型和数量,以及货物的选择都会产生影响,本研究将航速作为变量,以总利润最大为目标,建立了班轮航线网络设计的非线性混合整数规划模型.根据模型的特点,提出一种基于变动需求的启发式算法,将模型进行分解和转化.通过算例的计算及与其他方法的对比表明,本研究方法能得到更优的航线网络.另外,当市场需求、运价和燃油价格等因素变化时,采用本研究的模型和算法,能对航线网络进行更有效地调整.

摘要：集装箱运输在全球贸易体系中发挥着重要作用,同时也面临着全球化带来的各种挑战和机遇.将经典的单港泊位调度问题(BAP)拓展到航运网络中的多个港口进行优化研究.考虑航速直接影响船舶到港时间和能耗,将船舶航速作为决策变量,以所有船舶总的在港成本最小为目标,建立泊位协同调度模型.依据模型特点,设计改进的遗传算法对模型求解.通过数值实验验证模型的性能,结果表明:对不同规模的调度问题进行航速优化,有利于降低船舶总的在港成本;依据燃油价格的变化,适时采用不同的航速策略,能够获得更好的经济和环境效益.

摘要：为控制成本、缩短航期,在考虑硫排放控制区(sulphur emission control area,SECA)、航海碳税等减排政策和北极东北航线气象因素的基础上,建立北极东北航线船舶航速多目标优化模型。通过带精英策略的非支配排序遗传算法(elitist non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)求得针对航运成本和航行时间的帕累托解集,然后采用灰色关联度分析法从帕累托解集中筛选出最佳折中解。选用实船数据进行案例计算,结果表明:运用NSGA-Ⅱ-灰色关联度分析法可以有效地计算出模型的折中解;减排背景下,除有冰航段外,船舶在SECA内外采取不同航速,有利于实现航运成本与航行时间的平衡;降低航海碳税或破冰费有利于加快中欧北极东北航线商业通航的进程。

摘要：为探究不定期船的最优航速问题,对单航次、单货物的不定期船进行航速优化研究。建立2个基于航次营运效益的船舶航速优化数学模型,分别以航次净收益最大和航次日收益最大为优化目标,全面考虑航速对航次净收益、航次日收益、航次时间的影响和货主的运输服务时间要求等。基于设计的优化算法,自主开发了优化软件对模型进行求解,实现航次净收益或航次日收益最大化。研究结果表明:通过某型散货船算例分析,验证了软件给出的最优航速比航运公司提供的指导航速取得的航次净收益更大或航次日收益更大。

摘要：船舶能效营运指数(Energy Effciency Operational Index,EEOI)与航速、水道环境等因素密切相关,寻找最优主机转速来实现航速优化是降低EEOI的重要方式。引入矩不确定鲁棒优化(Distributional Robust Optimization under Moment,DRO-MU)理论,并建立模型,计算上、下水工况,考虑多航段内水流速度的不确定性分布,以各航段的主机转速作为设计变量,航程时间与航速限阈作为约束条件,通过以追求最小EEOI为目标的优化模型,得到鲁棒性较高的分段航速优化方案,计算结果表明:该方法能在约束范围内有效改善船舶的EEOI能效特性,且能更好地反映真实情况,更具合理性与优越性。

摘要：智能船舶航线优化在学术界和工业界均受到越来越多的关注。针对智能船舶航线优化问题,从航线设计方法和航线优化算法这2个层面,分别阐述各种设计方法和优化算法的特点。结合近5年来的最新研究成果,在分析国内外智能船舶航线优化技术发展现状的基础上,将航线设计方法归纳为3种,即基于气象数据的航线优化、基于油耗模型的航线优化以及基于航线库或航路点库的航线优化,剖析其技术内涵及应用情况;深入分析改进的等时线法、动态规划法、图形搜索算法、智能算法、人工智能和机器学习算法的特性及不足,总结归纳将各类算法应用于智能船舶航线优化时存在的主要问题。最后,简要展望智能船舶航线优化的发展趋势,为未来在该领域的研究提供一定的思路。

摘要：通过对国内外船舶航行节能技术进行分析,提出节能航速辅助决策系统设计总体框架,对系统中涉及的主要关键技术和解决方法进行详细论述。提出从全局到局部的四段航速优化方法,可缩短航速优化计算时间,提高辅助系统的及时性。该系统的应用能在一定程度上消除船舶选择航速的盲目性,指导船舶在不同的航段选择不同的最佳航速。