船舶最佳气象航线的设计

本文介绍了气象导航技术在船舶最佳航线设计中的应用，论述其所使用的一般方法、原理及其系统构成。用船舶失速数值方法替代经验公式，并用Ｃ语言编程提供了最短时间航线模拟算例。     

基于实冰况的船首抗冰强度优化设计

为了加强极地船舶船首强度，对极地航线冰况进行研究，提取真实极地航线的海冰数据，建立船舶航行冰况频谱表。对船舶首部采用构型全参数化设计，可保证在首部光顺的前提下进行自由变形。评估函数引入多目标线性规划思想，通过智能优化算法建立优化模型，最终建立极地船舶航行多冰况抗冰性能总收益最优的船舶型线优化设计方法。文中方法可对极地特定航线下的船首抗冰强度起到较好的优化作用。     

上海港国际集装箱运输系统规划

综合两种灰色模型得出上海港集装箱吞吐量发展水平的预测值．选取3条主要的国际航线，分别是上海-美国、上海-欧洲、上海-日本，建立单航线单船模型，用黄金分割法进行船型优选．以此为基础，从系统工程的角度结合港、航、船、货4个方面，对上述航线上的船舶进行优化配置，给出船队发展规划，从而为上海国际集装箱枢纽港的建设提供参考．     

船舶抗风浪等级的研究

从船舶稳性，船舶强度和船舶运动理论出发，分析研究航次的特殊装载状态，提出了一种确定船舶抗风浪等级的简易方法，为船长选择航线提供了重要依据。     

装帆船舶航线优化方法

对安装翼型硬帆船舶航线优化方法进行研究.以节能功率为航线优化设计的目标函数,综合考虑航海地理、海洋风况等因素,提出一种装帆船舶航线优化方法.以新加坡-台湾航线为例,对参考航线与现有航线进行计算分析,提出一条节能功率最大的优化航线.结果表明,安装风帆船舶在本文提出优化航线上航行时可比现有航线节省功率3.23％.     

船舶航向保持的PID控制

针对船舶在海上航行时存在着航向偏离理想直航线的问题，确定了保持船舶航向稳定性的性能指标，并采用PID控制方法保持船舶航向的稳定性．仿真结果表明该方法是有效的．     

优选我国沿海煤炭运输系统特征元素的对策

提出一种分三个层次优选我国煤炭海运系统特征元素的方法.(1)在特定航线上,结合蒙特卡洛试验分析,用排队理论随机模拟船舶的营运,对煤炭运输进行系统仿真,分析中的变量参数有:船舶尺度、泊位个数与规模、装卸机械的型式和装卸率.通过计算,揭示了船舶、装卸机械和泊位的内在关系;(2)在多航线情况中以目标规划的方法对沿海煤炭运输系统整体进行规划研究,以平均年度费用、投资量、钢材消耗等为目标,按照目标优先等级的概念进行了列式解算,并且讨论了目标结构变化时解的结构变化;(3)进一步对单船船型进行了优化计算,发现船的方形系数多数超过0.8,B/T在3.0以上,L/B 在5.0～6.0,即船舶向肥短方向发展,航速较低,约13节左右.     

大圆航程与恒向线航程的比较分析

大圆航线和恒向线航线是远洋船舶常用的航线设计方法,理论上,可以通过航程节省率这个概念及计算公式,定量分析船舶航行时相同起止位置的大圆航线比恒向线航线节省航程。为了验证这个假设,分别采用墨卡托算法计算恒向线航程及大圆解析法计算大圆航程,比较二者的航程节省率,并用实例证实船舶在高纬度海区、航向接近东西向、横跨经度较大的情况下航行时,大圆航线更节省航程。     

多种因素影响下的船舶航线诱导模型构建与应用

为实现船舶科学快速的到达目的地,通过结合海上船舶行驶的特点和影响因素建立了针对于船舶航行的海上航线诱导模型。首先根据影响船舶行驶的海风、波浪等因素和船舶自身情况求出船舶在风浪环境下行驶速度,进而求出风浪对航速的影响系数,然后利用改进的BPR公式和排队论的理论对船舶路段的行程时间进行计算,最后运用蚁群算法求出流量时变航路网中用时最短的路径。在进行建模时考虑了施工区的影响、不同位置风浪变化的影响以及碍航物的影响。研究表明：该模型在本算例中最佳航线比其他航线的最佳航线航行时间最高可减少6.4%,并且加入风浪等环境因素的影响使得结果更加准确,说明该方法能更好的为船舶航行提供帮助。     

集装箱环绕航线均衡运行原理及作业量函数模型

针对集装箱环绕航线的箱量配置及效益评估问题直接影响航线的均衡运行和困扰提高航线经营管理质量问题，根据集装箱环绕航线的基本特征，通过对集装箱环绕航线理想模型的设定和分析，提出了集装箱环绕航线均衡运行原理，建立了船舶在各端港均衡作业量的数学模型．应用和解决了理想环绕航线集装箱总需备量和各挂靠港集装箱配置量的计算问题及航线的效益评估．填补了集装箱航线均衡运行理论的空白，为集装箱航线运行规律的深入研究奠定了理论基础，对指导集装箱航线资产的合理配置和提高航线的经营管理质量具有重要的现实意义．     

船舶初步设计阶段智能决策支持系统的应用

提出了用于辅助船舶设计者在获取船型要素信息量有限情况下，进行船型方案优选决策的支持系统理论体系框架和模型。将该系统应用于某实船船型方案优选决策，证明该方法是可行的、可靠的。此外，对未来智能决策支持系统在船舶初步设计中的应用前景进行了展望和预测。     

船舶最小事故航线选择方法研究

提出了一种船舶最小事故航线的选择方法,这一方法的基本思路是先将船舶最小事故航线选择问题转化为一不含负权的最短路问题,然后再运用Dijkstra算法进行求解。     

用卫星导航仪等分距离设计大洋航线的探讨

论述用卫星导航仪等分距离设计大洋航线的方法，并用ＪＬＥ３８５０卫星导航仪设计了从美国纽波特纽斯到好望角航线，为１３．５万载货吨位船舶导航，取得了较好的效果，该方法简单、方便、实用且精度高。     

基于遗传算法的船舶避浅航线的设计

针对VTS(vessel traffic services)值班员在实际工作中凭借感觉和经验引导船舶避浅所存在的弊端,以及目前国内外对船舶避浅的研究主要集中在搁浅概率的计算,提出了采用遗传算法设计船舶避浅航线的思想,并讨论其可行性和有效性.算法以航程最短和航线转向幅度角最小为目标,以避开搁浅危险区域和不偏离航道作为约束条件构造适应度函数.实验结果表明,算法用时短,种群迭代次数少,能够迅速收敛至唯一解.在相同背景条件下,采用不同航线转向点数所求避浅航线基本相同,严格符合避浅航线的设计规则,表明该方法有效、可行.     

“冰上丝绸之路”——北极航线船舶航行安全的跟驰模型

为研究"冰上丝绸之路"——北极航线船舶安全通航状况,特别是在有破冰船开道情况下,跟驰船舶与破冰船的安全间距以及跟驰船舶之间的安全间距问题,基于陆上交通流理论的跟驰模型,分析北极航线船舶的航行阻力即船舶水流阻力、船舶兴波阻力、碎冰阻力以及船舶制动性能,建立适用于北极航线的交通流跟驰模型,给出船舶安全间距、船头间距、船舶跟驰速度的公式,并结合"永盛"轮的具体资料和数据,进行模型参数验证和模型应用.结果表明,本文建立的适于北极航线的跟驰模型具有一定的现实意义,可有效降低凭借航行经验产生的航行风险,可为北极航线的船舶安全航行提供支持.     

风浪对洪泽湖区航运安全的影响研究

在调查和研究洪泽湖区近十年的船舶事故原因和有关因素的基础上，明确了引起洪泽湖区船舶事故的主要因素是风浪.根据湖区的环境因素，计算了在正常水位条件下，5个风级、8个方位的波浪情况，由此可清楚地了解在不同风级时，船舶在湖区内遭遇不同风级作用时的波浪要素，并结合航线方向进行船舶摇摆计算，进而对船舶事故进行分析，为船舶安全保障提供参考依据.     

船舶典型远洋航线上风力资源时空分布特征

为利用海洋风力资源实现对船舶的辅助推进,对全球海洋风场数据进行分析和处理,实现海洋风场在全球电子海图上的叠加显示.选取超大型油船(VLCC)中东航线和散货船巴西航线为典型航线,对航线周围海域的风力资源进行时空分布特征分析,初步实现远洋船舶利用风力资源进行辅助推进的有效性评估,为远洋船舶新型风翼助航系统的研发提供理论依据.     

航线集装箱需备量构成的方法

针对集装箱航线箱务管理中合理确定自有箱量和租箱量这一问题,提出一种舱位利用率法,在航线集装箱总需备量确定的基础上,通过分析最近年度的历史资料,即年度每个月份航线上船舶舱位利用率的分布情况,确定年度内船舶最大舱位利用率、最小舱位利用率和平均舱位利用率,并运用航线集装箱需备量计算的数学模型,调整相应参数,方便、快捷地确定出航线集装箱总需备量中的自有箱量、长期租箱量和短期租箱量,为航线集装箱需备量构成的分析研究提供了一种新的理论依据和易于操作的实际方法。     

考虑碳排放和班轮联盟合作的航线网络优化模型

【目的】考虑到碳税的征收和班轮联盟运营成为主流，对该趋势下航线网络设计问题进行研究。【方法】采用合作博弈和逆优化理论，构建混合整数规划模型。该模型基于班轮联盟承运人之间的舱位交易活动，同步决策班轮航线网络设计方案、船队设计方案、航速方案、货物运输方案以及各承运人之间的舱位交易价格，该价格可确保各承运人按联盟整体收益最大的货物运输方案运营时，都能获得自身最大收益，从而确保了联盟合作的达成。采用遗传算法框架，设计模型的求解算法。【结果】基于亚欧航线实际运营数据，设置不同运价和碳税费率的案例，进行了灵敏度分析，结果显示不同情境下的航线网络方案中，碳税支出和联盟合作方案有所不同。【结论】运价对联盟网络结构和收益分配有明显影响：随着运价的提升，网络结构复杂性增强，市场份额高的承运人投资收益率更高；征收碳税明显改变了船舶运营策略：随着碳税费率的升高，船舶短途运输航程明显增加，承运人倾向于选择增加船舶数量，降低航速运营。     

远洋船舶避台航线设计算法

为提高避台行动的安全性和经济性,借助气象统计中的目标圆理论,提出完整的远洋船舶避台航线设计算法,并在全球电子海图平台上对该算法进行模拟.结果证明,该算法能够根据避台人员要求自动设计避台航线,改变了目前避台航线依赖于人工的局面,对于提高避台航线设计的自动化程度和保障船舶安全具有十分重要的意义.