目錄
“交通安全科學(xué)與技術(shù)學(xué)術(shù)著作叢書”序
前言
第1章 概論 1
1.1 水路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2 船舶能效與排放控制概述 4
1.2.1 船舶能效基本概念 4
1.2.2 船舶能效與排放控制法規(guī) 4
1.3 船舶能效優(yōu)化方法研究現(xiàn)狀 12
1.3.1 航速優(yōu)化 14
1.3.2 航線優(yōu)化 29
1.3.3 船隊(duì)部署優(yōu)化 29
1.3.4 能效管理系統(tǒng) 31
1.4 本書涵蓋的內(nèi)容 32
第2章 船舶能效影響因素與優(yōu)化方法 34
2.1 營(yíng)運(yùn)能效評(píng)價(jià)方法 34
2.1.1 單船能效評(píng)價(jià)指標(biāo) 34
2.1.2 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效評(píng)價(jià)指標(biāo) 34
2.2 船舶能效影響因素分析 35
2.2.1 裝載量對(duì)船舶能效影響分析 37
2.2.2 通航環(huán)境對(duì)船舶能效影響分析 37
2.2.3 航線對(duì)船舶能效影響分析 38
2.2.4 航速對(duì)船舶能效影響分析 38
2.2.5 營(yíng)運(yùn)管理對(duì)船舶能效影響分析 39
2.3 船舶能效優(yōu)化方法分析 40
2.3.1 船舶航行優(yōu)化 40
2.3.2 船舶能耗系統(tǒng)優(yōu)化管理與控制 42
2.3.3 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效監(jiān)測(cè)與管理 43
2.4 本章小結(jié) 45
第3章 船舶能效數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng) 46
3.1 船舶能效數(shù)據(jù)需求分析 46
3.2 數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)方案 47
3.3 船載數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng) 47
3.3.1 系統(tǒng)架構(gòu)與功能 47
3.3.2 數(shù)據(jù)采集設(shè)備 49
3.3.3 能效數(shù)據(jù)處理單元 61
3.3.4 軟件系統(tǒng)與控制臺(tái) 63
3.4 岸基能效數(shù)據(jù)分析平臺(tái) 64
3.4.1 數(shù)據(jù)分析架構(gòu)與原理 65
3.4.2 數(shù)據(jù)分析平臺(tái)總體架構(gòu) 66
3.4.3 集群的配置與部署 68
3.5 本章小結(jié) 69
第4章 船舶能效數(shù)據(jù)挖掘分析 71
4.1 能效數(shù)據(jù)清洗方法 71
4.1.1 異常值處理 72
4.1.2 缺失值處理 74
4.1.3 數(shù)據(jù)集成 74
4.1.4 數(shù)據(jù)變換 74
4.2 能效數(shù)據(jù)特征分析 75
4.2.1 通航環(huán)境數(shù)據(jù)分析 77
4.2.2 船舶營(yíng)運(yùn)能效水平分析 78
4.2.3 船舶能效系統(tǒng)狀態(tài)分析 79
4.3 能效數(shù)據(jù)主成分分析 83
4.3.1 主成分分析法 83
4.3.2 主成分分析結(jié)果 83
4.4 能效數(shù)據(jù)相關(guān)性分析 86
4.4.1 相關(guān)性分析方法 86
4.4.2 能效相關(guān)性分析結(jié)果 87
4.5 能效數(shù)據(jù)敏感性分析 88
4.6 本章小結(jié) 91
第5章 船舶能效建模方法 92
5.1 船舶能效白箱模型 92
5.1.1 船舶阻力模型 92
5.1.2 船-機(jī)-槳模型 95
5.1.3 船舶能效模型 97
5.1.4 船舶油耗預(yù)測(cè)模型 98
5.2 船舶能效黑箱模型 99
5.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 99
5.2.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的能效建模 100
5.3 船舶能效灰箱模型 104
5.3.1 基于灰箱模型理論的油耗預(yù)測(cè)模型 104
5.3.2 灰箱油耗優(yōu)化模型構(gòu)建 104
5.4 本章小結(jié) 106
第6章 船舶能效優(yōu)化方法 107
6.1 通航環(huán)境分析 107
6.1.1 聚類分析算法 107
6.1.2 通航環(huán)境類別劃分 110
6.2 單目標(biāo)船舶能效優(yōu)化 111
6.2.1 最小化總航行成本優(yōu)化模型 111
6.2.2 最小化船舶排放優(yōu)化模型 112
6.2.3 考慮碳稅費(fèi)用的優(yōu)化模型 112
6.3 多目標(biāo)船舶能效優(yōu)化 113
6.3.1 多目標(biāo)優(yōu)化模型 113
6.3.2 帕累托最優(yōu)解集 114
6.3.3 權(quán)衡最優(yōu)解 114
6.4 本章小結(jié) 115
第7章 船舶能效優(yōu)化實(shí)例 116
7.1 優(yōu)化算法 116
7.1.1 粒子群優(yōu)化算法 116
7.1.2 人工魚群優(yōu)化算法 117
7.1.3 鯨魚優(yōu)化算法 119
7.2 船舶能效優(yōu)化方法 122
7.2.1 對(duì)象船舶參數(shù) 122
7.2.2 航速優(yōu)化結(jié)果 123
7.2.3 結(jié)果分析 124
7.3 靈敏度分析 126
7.3.1 最晚到港時(shí)間靈敏度分析 126
7.3.2 燃油價(jià)格靈敏度分析 128
7.3.3 租船價(jià)格靈敏度分析 129
7.3.4 免費(fèi)碳排放額度靈敏度分析 130
7.3.5 碳稅稅率靈敏度分析 131
7.4 本章小結(jié) 133
第8章 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效優(yōu)化管理 135
8.1 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效數(shù)據(jù)分析 135
8.1.1 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效分析方法 135
8.1.2 同航區(qū)不同船舶能效對(duì)比分析 136
8.1.3 同船舶不同航區(qū)能效對(duì)比分析 136
8.2 考慮多因素的船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效優(yōu)化模型與方法 137
8.2.1 考慮多因素的船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效優(yōu)化方法 137
8.2.2 考慮多因素的船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效模型 138
8.2.3 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效非線性優(yōu)化模型 140
8.2.4 優(yōu)化模型求解 141
8.3 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效優(yōu)化 141
8.3.1 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效優(yōu)化結(jié)果 142
8.3.2 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效優(yōu)化結(jié)果對(duì)比分析 144
8.3.3 敏感性分析 146
8.4 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效綜合優(yōu)化方法 148
8.4.1 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效綜合優(yōu)化問題與方法 148
8.4.2 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)決策模型 151
8.4.3 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型 152
8.4.4 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法 154
8.5 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效綜合優(yōu)化 156
8.5.1 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效綜合優(yōu)化結(jié)果 157
8.5.2 船隊(duì)營(yíng)運(yùn)能效綜合優(yōu)化結(jié)果分析 160
8.6 本章小結(jié) 163
第9章 電力推進(jìn)船舶能效優(yōu)化 164
9.1 柴電混合動(dòng)力船舶能效優(yōu)化 164
9.1.1 研究對(duì)象 164
9.1.2 船舶能效建模與分析 165
9.1.3 船舶能效優(yōu)化 171
9.1.4 發(fā)電機(jī)組運(yùn)行模式管理實(shí)例介紹 187
9.2 本章小結(jié) 193
第10章 總結(jié)與展望 194
10.1 總結(jié) 194
10.2 展望 195
參考文獻(xiàn) 197