1、隨著世界能源日趨枯竭和全球溫室氣體排放量的增加，節(jié)能減排是當今時代的重要主題。對于航運業(yè)而言，船舶營運過程中首先要滿足當前IMO有關(guān)碳排放的要求，加上航運業(yè)的持續(xù)低迷，因而節(jié)能減排成為船舶營運過程中的首要任務(wù)。通過船舶營運時對油耗量的控制來提高船舶營運節(jié)能性是應(yīng)對這些挑戰(zhàn)常用的策略。本文以目標船舶“宇中?！陛喣骋缓酱螢檠芯繉ο?，通過航線分段和分段航速優(yōu)化，以追求航次總油耗量最低為目標的方法來研究船舶航次內(nèi)的節(jié)能性。
　　本文首先分

2、析了船舶航行時受到的各種阻力，并給出了相應(yīng)的計算方法。通過對柴油機特性分析以及船-機-槳之間的關(guān)系研究為下文系統(tǒng)建模仿真打下理論基礎(chǔ)。其次，選取了目標船舶并進行了相關(guān)參數(shù)的計算，建立船-機-槳運動的數(shù)學(xué)模型。通過MATLAB/Simulink對系統(tǒng)中各子系統(tǒng)計算模型進行建模仿真，進而建立了船-機-槳的運動系統(tǒng)仿真模型。然后根據(jù)目標船主機臺架試驗中轉(zhuǎn)速與油耗率之間的關(guān)系，通過最小二乘法擬合并修正之后建立了主機油耗率模型。再次，選取目標船舶

3、的某一航次（大連-新加坡）作為研究對象，通過營運數(shù)據(jù)中的經(jīng)緯度擬合航跡，找出航跡中的拐點;利用時間序列的聚類方法對氣象條件相似的航段進行歸類，通過拐點和聚類點確定航線分段點，完成航線分段。然后建立了航次油耗量與分段航速的關(guān)系模型。最后，結(jié)合上文分析，根據(jù)航次內(nèi)總油耗量與主機轉(zhuǎn)速關(guān)系模型建立以總油耗量最低為目標的優(yōu)化函數(shù)，通過遺傳算法算出優(yōu)化結(jié)果，將優(yōu)化結(jié)果中主機轉(zhuǎn)速代入到仿真模型計算得出相對應(yīng)的優(yōu)化航速、主機油耗率等相關(guān)參數(shù)，進而計算出