船舶能效智能管理系统:降本增效的新利器

国际金属加工网 2017年09月25日

今年3月,由中远海运散货运输有限公司联合中国船级社、大连海事大学共同完成的“船舶能效智能管理与控制技术研究及应用”项目,荣获中国航海学会2016年度科学技术奖一等奖。

船舶能效智能管理系统是近年来日趋流行的船舶能效管理产品,强调“船岸一体”概念,通过对船舶能效数据的实时监控、分析,指导船岸执行最佳节能方案,提高船舶整体运行效能。国外一些厂家对船舶能效管理产品的研发起步较早,而国内一直空白。经过与国外多个厂家的沟通交流,以及系统研发、装船实验、反复改进等长期努力,中远海运散运与中国船级社、大连海事大学成功完成了“船舶能效智能管理与控制技术研究及应用”项目的研制开发。

该系统具有以下优点:

满足船舶节能低碳法规的要求。系统研发中,一直关注、研究IMO能效规则、欧盟MRV法规及我国政府主管机关节能减排的有关要求,开发并应用了船舶能效数据库,进行船舶能效最佳操作应用研究、能效指标阈值研究等,形成了较完善的能效解决方案。此外,系统对排放控制区(ECA)海域、海峡名称以及折角点的坐标进行数字化处理,实现船舶船位与ECA位置关系判别,提示船舶进行低硫油切换操作。

应用多源传感器及数据集成技术。由于船舶设备分属于不同的制造厂家,所以其数据输出串口、通讯协议均不同,为了改观这一局面,该系统开发了可同时满足不同设备串口、不同通讯协议的数据集成系统,充分利用船舶现有通讯设备、通信模式,采用在线大数据化处理技术,提取数据中的有效信息,并以合理的大小、格式进行储存,自动向岸基传输数据。

实现精细化、多指标能效评估。该系统根据时间、阈值、极限值等能效边界条件,进行趋势、对比、关联分析,实现统计、分析、考核等功能;基于营运成本、市场环境、气象环境、船舶性能等多种相互关联及相互制约因素,针对营运过程中的多因素和多环节进行优化,合理处理关联约束,研究建立多目标优化模型。

实现船舶主机能效多层次智能评估。该系统以数据挖掘为基础,以主机燃油消耗率作为评价船舶能效状态的参数,建立船舶状态分析数学模型,对船舶航行状态进行分类判断;在航次结束后,对整个航次中正常航行状态时的能耗数据进行统计分析,根据箱型图的概念,实时评估主机的能效状态。

船舶航速优化。该系统根据预定航线海域的气象数据自动划分航段,通过船舶历史数据建立船舶航速数学模型,基于螺旋桨效率、船体效率、水动力导数、风压系数、波浪规则和波增阻响应函数等条件,优化各航段的设定转速,以总航程油耗最低或抵达时间为目标,给出各航段的建议转速,并根据执行效果及时更新优化方案。

目前,中远海运散运已有70余艘船舶安装了船舶能效智能管理系统。从安装后的运行情况看,该系统已初步搭起了船舶能效的智能化管理平台,实现了对船舶主要用能设备能效数据和废气排放的有效控制,根据公司有关单位跟踪测算,预计可实现年节油量1万多吨,节约费用2000多万元。

通过对系统的不断完善,特别是系统智能化功能的不断研发和有效运行,节能效果将逐步显现。随着智能船舶时代的到来,该系统也将在船舶智能化管理中发挥重要作用,成为中远海运散运建设世界一流干散货航运企业的有力支撑。

 

 


 


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