[发明专利]用于减少船舶燃料消耗的方法和系统

说明书

一种用于通过使用历史船舶数据优化船舶吃水、速度和纵倾来减少船只燃料消耗的方法。收集与船舶的先前航程相关联的多个船舶操作性参数的历史全球在线数据。描述了在对采集的数据进行初始过滤和清理之后对所述数据进行分析以确定所述船舶的给定速度的最优吃水、速度和纵倾的过程。然后将确定的最优吃水、速度和纵倾值呈现给船长或自动吃水和纵倾优化系统，以用于调整当前吃水和纵倾。因此，本申请公开了一种用于对历史船舶数据进行分析以提供关于最优吃水、纵倾和速度的建议的方法。还公开了一种用于预测可实现的燃料节省并记录所实现的燃料节省的方法。

技术领域

本公开涉及一种用于通过优化操作性参数来改善船舶或船舶类的燃料消耗的方法。本公开还涉及一种用于通过各种数学模型收集船舶数据并对船舶数据进行分析以进一步确定最优操作性参数的方法。

背景技术

通常，船舶以预定纵倾和吃水开始其航程，所述纵倾和吃水然后在航程期间会由于内部转移(如燃料或润滑油转移)以及由于淡水和其它流体的消耗和产生而改变。对于液体天然气(LNG)、液体石油气(LPG)和其它液化气货船，吃水和纵倾也将随着货物通过蒸发气(BOG)消耗减少而改变。此吃水和纵倾可能不是船舶的当前速度的最优状况。此非最优吃水和纵倾状况会导致阻力增加，并且为了维持恒定速度，需要来自一个或多个主发动机的更多动力来克服增加的阻力。这导致整体燃料消耗增加，从而带来更多CO2和其它温室气体排放，所述排放另外可以通过更好地优化船舶纵倾和吃水来防止。燃料消耗的增加也会导致运营成本的增加。

用于确定最优船只速度或动力源配置和利用的当前可用的技术通常基于静态分析，所静态分析是当在装运前在工厂或在初始海上试验期间在船只上对发动机进行测试时执行的。这些计算通常是作为手动计算使用近似数据来执行的。

在工厂测试和初始海上测试之后，船只的最优操作性状况会随着船舶和板载设备的磨损、老化、维护、操作等而变化。每个船舶看起来将略有不同，并且最优操作性参数将随着时间的推移而变化。现有技术没有解决船只的操作性状况的与最优速度以及动力源配置和利用直接相关的这些各种变化。这些现有技术基于先前的静态分析，并且缺乏基于船只的实时操作性参数(即，当前状况)对最优船只性能进行的任何实时分析。

尽管可以使用部分自动化的或涉及操作人员的性能优化系统，但评估示出，船舶目前通常在非最优状况下运行，持续其总航行时间的显著部分，例如约30％。

当前行业实践通常仅将纵倾优化视为单参数，以降低主发动机动力和燃料消耗，并且因此到目前为止，这些举措取得了有限的成功。纵倾值通常是通过CFD计算建模或在海上试验时测量获得，两者都涵盖有限数量的航行状况。以此方式得到的信息不太准确，并且不会释放燃料减少的全部潜力(所测试的航行状况的数量较少)。常规解决方案还具有相对较高的开发成本和较长的部署时间。

仅对纵倾参数进行了优化来燃料消耗。US7243009公开了一种系统，所述系统仅使用输入数据的统计模型来确定最优纵倾。虽然此方法产生了一些性能改进，但可以实现更大的改进。此外，此方法依赖于当前时刻船舶的纵倾、动力和速度，从而限制了准确性。

在US20140336853A1中，公开了一种用于使用历史数据确定船舶的最优速度的方法，以及一种用于计算由此最优速度实现的燃料节省的方法。此方法仅通过将当前船只数据与存储在计算装置上的历史数据进行比较来优化速度。

SG190462公开了一种用于优化海洋船舶的燃料效率的方法，所述方法包括以下的各个步骤：检索船舶的操作性数据并且将所述数据与最优数据进行比较以获得方差，由此基于所述方差自动调整所述船舶的压载舱对以获得所述船舶的最优纵倾，从而实现优化所述船舶的所述燃料效率。