[发明专利]船舶航速优化方法及装置

权利要求书

1.一种船舶航速优化方法，其特征在于，所述方法包括：

采用恒向线正反解算法将船舶的航线进行分割，得到多个分割点；

当所述船舶的预期航行总时长大于气象预报时长时，计算所述气象预报时长内所述船舶的航行距离；

分别计算航线起点与多个所述分割点之间的目标距离，确定使所述目标距离与所述航行距离最接近的目标分割点；

基于预先建立的航速优化模型，将所述目标分割点作为优化终点以及将目标时长作为优化航行时长，对所述船舶的航速进行求解，得到最优航速分布；其中，所述优化航行时长小于所述气象预报时长。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用恒向线正反解算法将船舶的航线进行分割，得到多个分割点的步骤，包括：

采用恒向线正反解算法将所述船舶的多个航路点中的相邻航路点之间的航段进行分割，得到多个所述分割点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述船舶的预期航行总时长大于气象预报时长时，计算所述气象预报时长内所述船舶的航行距离的步骤，包括：

当所述船舶的预期航行总时长大于气象预报时长时，计算所述气象预报时长与所述预期航行总时长的比值；

将所述比值乘以航行总距离，得到所述气象预报时长内所述船舶的航行距离。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预先建立的航速优化模型，将所述目标分割点作为优化终点以及将目标时长作为优化航行时长，对所述船舶的航速进行求解，得到最优航速分布的步骤，包括：

根据以下算式对所述船舶的航速进行求解，得到最优航速分布{u}^opt：

其中，第J个分割点为目标分割点，t_i为船舶到达第i个分割点的时间，t_i-1为船舶到达第i-1个分割点的时间，f为油耗模型，u_i为航速，Δ为排水量，w(t_i-1/2,L_i-1/2)为船舶在每两个分割点之间的航段上预期经历的平均环境状态，L表示分割点；S_i为航线起点到各个分割点的距离，0β1，T_w为气象预报时长。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述航速优化模型根据以下算法之一进行求解：

粒子群优化算法、遗传算法、蚁群算法、动态规划算法。

6.一种船舶航速优化装置，其特征在于，所述装置包括：

分割模块，用于采用恒向线正反解算法将船舶的航线进行分割，得到多个分割点；

计算模块，用于当所述船舶的预期航行总时长大于气象预报时长时，计算所述气象预报时长内所述船舶的航行距离；

确定模块，用于分别计算航线起点与多个所述分割点之间的目标距离，确定使所述目标距离与所述航行距离最接近的目标分割点；

优化模块，用于基于预先建立的航速优化模型，将所述目标分割点作为优化终点以及将目标时长作为优化航行时长，对所述船舶的航速进行求解，得到最优航速分布；其中，所述优化航行时长小于所述气象预报时长。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述分割模块，还用于：

采用恒向线正反解算法将所述船舶的多个航路点中的相邻航路点之间的航段进行分割，得到多个所述分割点。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算模块，还用于：

当所述船舶的预期航行总时长大于气象预报时长时，计算所述气象预报时长与所述预期航行总时长的比值；

将所述比值乘以航行总距离，得到所述气象预报时长内所述船舶的航行距离。

9.一种智能船舶，其特征在于，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器执行所述机器可执行指令以实现权利要求1-5任一项所述的方法。

10.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现权利要求1-5任一项所述的方法。