[发明专利]一种船舶能耗与排放预评估系统

说明书

本发明提供一种船舶能耗与排放预评估系统，主要包含用户端输入模块、船型数据库模块、海洋环境预报模块、航速预报模块、能耗计算模块、用户端输出模块一、排放物计算模块、国际标准库对比模块和用户端输出模块二。船载及岸基用户端通过卫星通讯与系统计算平台建立连接。本发明基于船舶航速预报，通过对船舶航行时的主机功率—航速关系进行预测，实现在出航前对本航次燃油消耗量和污染物排放量进行评估，并能给出耗油量最低时的航速操纵策略，为航次规划提供了依据，可用于大型商用船舶如油轮、散货船、集装箱船等的出航前的燃油消耗及排放物排放量的预评估及控制。

技术领域

本发明涉及船舶出航能耗与排放的预评估，尤其涉及一种船舶能耗与排放预评估系统，属于船舶与海洋工程领域。

背景技术

地球表面积的70％由海洋覆盖，全球外贸运输的90％靠海上运输来完成。海上运输为世界经济的发展和人类社会的繁荣进步做出了巨大的贡献。海上运输业作为化石燃料消费的重点行业，船舶的每一次出航都会消耗大量的化石燃料(目前广泛使用的是柴油)，不仅产生大量的运输成本，也同时造成大量的温室气体和大气污染物的排放。

随着航运科技的发展，可持续发展、绿色环保的理念在船舶运营的过程中受到越来越多的重视。国际海事组织(IMO)为加强海运企业在节能减排方面的要求，制定了诸多的国际标准，要求海运企业加强能效管理，以提高船舶能效、减少污染排放。

目前，现行使用的能效管理系统都是通过实时的数据监测来掌握船舶的能耗和排放情况，且只进行监测而无法做出优化和改进措施，也不能够给船舶管理人员提供一定的辅助决策建议。总而言之，目前船载的能效管理系统只能获得船舶航行时的能耗和排放数据，对节能减排没有实质性的帮助。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种船舶能耗与排放预评估系统。

本发明的目的是这样实现的：包括用户端和系统计算平台，用户端与系统计算平台之间通过卫星通信，用户端包括用户端输入模块、用户端输出模块一和用户端输出模块二，系统计算平台包括船型数据库模块、海洋环境预报模块、航速预报模块、能耗计算模块、排放物计算模块、国际标准库对比模块。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.用户端输入模块用于输入初始参数，包括船舶参数、主、副机参数、出航时间、出航航线；船型数据库模块根据输入的船舶参数在数据库中匹配相对应的船型模型数据，将用户输入的船舶参数转换为能够用于航速预报模块计算的模型数据；海洋环境预报模块用于预测出航时的航线区域的风浪环境信息；航速预报模块根据船型数据和出航时的风浪信息对实船进行航速预报，得到主机功率—航速关系曲线；能耗计算模块根据主机功率—航速关系曲线及主、副机额定功率得出燃油消耗量—航速关系曲线；用户端输出模块一对能耗计算的结果进行输出，包括最小燃油消耗量及对应航速、航行时间，以及用户自由选择的航速所对应的燃油消耗量、航行时间，输出结果用于航速优化的参考；排放物计算模块根据燃油消耗量计算NO_x、CO、CO₂、HC排放物的排放量；国际标准库对比模块存储现行国际船舶排放标准，用于和排放物计算结果进行比对，评估是否符合国际标准；用户端输出模块二用于输出各污染物的排放量计算结果和评估结果。

2.用户端输入模块输入船舶参数，主、副机参数，出航时间，出航路线信息，其中船舶参数输出至船型数据库模块，出航时间和出航航线输出至海洋环境预报模块，主、副机参数输出至能耗计算模块。

3.船型数据库模块存储目前常用船型的数据模型，并根据用户端输入模块输入的船舶参数进行数据模型匹配，将船型数据输出至航速预报模块。

4.海洋环境预报模块根据由用户端输入模块输入的出航时间、出航航线，进行航线区域的风浪信息预测，预测结果作为航速预报模块的环境输入数据。