船舶节能航行的控制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于船舶航行技术领域，尤其是涉及一种船舶节能航行的控制方法及装 置。
【背景技术】
[0002] 随着我国和世界经济的发展，物流量不断增加，故船舶运输市场也随之不断发展 壮大。对于海运企业，燃油成本是公司营运的主要成本，因此，研究船舶燃油节能新技术，进 一步节省燃油消耗是十分重要的。降低船舶运行成本和做好节能减排工作十分重要，对于 企业发展和自然环境的保护具有重要意义。
[0003] 油是船舶航行开销的主要部分，因此，节油是船舶改进工作的一个非常重要的方 面。节油后，船舶燃烧的各种燃料油就减少，排放的废气、废料也会减少，这对环境保护具有 重要的意义；同时，节油后，船舶航行的成本也会降低。
[0004] 现有船舶节能技术，主要有优化船舶设计进行节油，例如，采用效率较高的驱动装 置和船体外形、提高船舶设备的性能等。
[0005] 当然，现有技术中，也有通过航行控制进行节油的方法，例如降低船舶航行速度、 采用定主机转速航行或定主机功率航行等。然而，不论哪种方式，均是通过人为经验对船舶 主机进行配置，节油效果较差。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的之一在于提供一种船舶节能航行的控制方法及装置。
[0007] 为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供了 一种船舶节能航行的控制方 法，其包括： 逐渐变化船舶主机的瞬时供油量，分别计算每一瞬时供油量下航行预定路程所对应的 油耗； 计算出航行预定路程油耗最少的瞬时供油量，并以所述瞬时供油量进行航行。
[0008] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括： 配置主机转速的上限值和下限值，以通过控制瞬时供油量控制所述主机在所述上限值 和所述下限值的区间内运行。
[0009] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法包括： 在常规航行时，当船舶在航行过程中所受阻力改变，且所受阻力的变化量大于等于预 设阈值时，相应的改变所述船舶的运行参数； 若所述船舶所受阻力变小，则通过控制当前油门开度增加对船舶主机的瞬时供油量； 若所述船舶所受阻力变大，则通过控制当前油门开度减少对船舶主机的瞬时供油量。
[0010] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括： 若所述船舶所受阻力变小且变化量大于等于预设阈值时，则逐渐增加对所述船舶主机 的瞬时供油量，并实时计算每一瞬时供油量下航行预定路程所对应的油耗，以找出航行预 定路程油耗最少的优选瞬时供油量，并保持所述优选瞬时供油量继续航行，直至船舶所受 阻力改变且变化量大于等于预设阈值； 若所述船舶所受阻力变大且变化量大于等于预设阈值时，则逐渐减小对所述船舶主机 的瞬时供油量，并实时计算每一瞬时供油量下航行预定路程所对应的油耗，以找出航行预 定路程油耗最少的优选瞬时供油量，并保持所述优选瞬时供油量继续航行，直至船舶所受 阻力改变且变化量大于等于预设阈值。
[0011] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法包括： 在常规航行时，实时检测船舶的对地速度和对水速度； 若所述船舶的对地速度快于对水速度，且两者速度的差值大于等于预设值，则通过控 制当前油门开度增加对船舶主机的瞬时供油量； 若所述船舶的对水速度快于对地速度，且两者速度的差值大于等于预设值，则通过控 制当前油门开度减少对船舶主机的瞬时供油量。
[0012] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法具体包括： 若所述船舶的对地速度快于对水速度，则逐渐增加对所述船舶主机的瞬时供油量，并 实时计算每一瞬时供油量下航行预定路程所对应的油耗，以找出航行预定路程油耗最少的 优选瞬时供油量，并保持所述优选瞬时供油量继续航行； 若所述船舶的对地速度慢于对水速度，则逐渐减小对所述船舶主机的瞬时供油量，并 实时计算每一瞬时供油量下航行预定路程所对应的油耗，以找出航行预定路程油耗最少的 优选瞬时供油量，并保持所述优选瞬时供油量继续航行； 重复执行上述步骤。
[0013] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法包括： 实时检测船舶的对地速度； 常规航行时，在相同瞬时供油量下， 若所述船舶的对地速度变大，且当变化量大于等于预设值，则通过控制当前油门开度 增加对船舶主机的瞬时供油量； 若所述船舶的对地速度变小，且当变化量大于等于预设值，则通过控制当前油门开度 减少对船舶主机的瞬时供油量。
[0014] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法包括： 若所述船舶的对地速度变大且变化量大于等于预设值，则逐渐增加对所述船舶主机的 瞬时供油量，并实时计算每一瞬时供油量下航行预定路程所对应的油耗，以找出航行预定 路程油耗最少的优选瞬时供油量，并保持所述优选瞬时供油量继续航行； 若所述船舶的对地速度变小且变化量大于等于预设值，则逐渐减小对所述船舶主机的 瞬时供油量，并实时计算每一瞬时供油量下航行预定路程所对应的油耗，以找出航行预定 路程油耗最少的优选瞬时供油量，并保持所述优选瞬时供油量继续航行； 重复执行上述步骤。
[0015] 为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供了 一种船舶节能航行的控制装 置，所述装置包括： 控制模块，用于逐渐变化船舶主机的瞬时供油量， 运算模块，用于分别计算每一瞬时供油量下航行预定路程所对应的油耗；以及计算出 航行预定路程油耗最少的瞬时供油量，并以所述瞬时供油量进行航行。
[0016] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述装置包括： 配置模块，用于配置主机转速的上限值和下限值，以通过控制瞬时供油量控制所述主 机在所述上限值和所述下限值的区间内运行。
[0017] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述装置包括： 监测模块，用于实时监测船舶在航行过程中所受阻力； 运算模块，用于判断所述船舶在所述航行过程中所受阻力是否改变，且所受阻力的变 化量是否大于等于预设阈值； 控制模块，用于在常规航行时，若所述船舶所受阻力变小且变化量大于等于预设阈值， 则通过控制当前油门开度增加对船舶主机的瞬时供油量；若所述船舶所受阻力变大且变化 量大于等于预设阈值，则通过控制当前油门开度减少对船舶主机的瞬时供油量。
[0018] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制模块用于： 若所述船舶所受阻力变小且变化量大于等于预设阈值时，则逐渐增加对所述船舶主机 的瞬时供油量，并实时计算每一瞬时供油量下航行预定路程所对应的油耗，以找出航行预 定路程油耗最少的优选瞬时供油量，并保持所述优选瞬时供油量继续航行，直至船舶所受 阻力改变且变化量大于等于预设阈值； 若所述船舶所受阻力变大且变化量大于等于预设阈值时，则逐渐减小对所述船舶主机 的瞬时供油量，并实时计算每一瞬时供油量下航行预定路程所对应的油耗，以找出航行预 定路程油耗最少的优选瞬时供油量，并保持所述优选瞬时供油量继续航行，直至船舶所受 阻力改变且变化量大于等于预设阈值。
[0019] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述装置包括： 监测模块，用于实时检测船舶的对地速度和对水速度； 运算模块，用于计算所述船舶的对地速度和对水速度的差值； 控制模块，用于在常规航行时，若所述船舶的对地速度快于对水速度，且两者速度的差 值大于等于预设值，则通过控制当前油门开度增加对船舶主机的瞬时供油量；若所述船舶 的对水速度快于对地速度，且两者速度的差值大于等于预设值，则通过控制当前油门开度 减少对船舶主机的瞬时供油量。
[0020] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制模块用于： 若所述船舶的对地速度快于对水速度，则逐渐增加对所述船舶主机的瞬时供油量，并 实时计算每一瞬时供油量下航行预定路程所对应的油耗，以找出航行预定路程油耗最少的 优选瞬时供油量，并保持所述优选瞬时供油量继续航行； 若所述船舶的对地速度慢于对水速度，则逐渐减小对所述船舶主机的瞬时供油量，并 实时计算每一瞬时供油量下航行预定路程所对应的油耗，以找出航行预定路程油耗最少的 优选瞬时供油量，并保持所述优选瞬时供油量继续航行。
[0021] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述装置包括： 监测模块，用于实时检测船舶的对地速度； 运算模块，用于判断在相同瞬时供油量下，所述船舶的对地速度的变化量是否大于等 于预设值； 控制模块，用于在常规航行时，若所述船舶的对地速度变大，且当变化量大于等于预设 值，则通过控制当前油门开度增加对船舶主机的瞬时供油量；若所述船舶的对地速度变小， 且当变化量大于等于预设值，则通过控制当前油门开度减少对船舶主机的瞬时供油量。
[0022] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制模块用于： 若所述船舶的对地速度变大且变化量大于等于预设值，则逐渐增加对所述船舶主机的 瞬时供油量，并实时计算每一瞬时供油量下航行预定路程所对应的油耗，以找出航行预定 路程油耗最少的优选瞬时供油量，并保持所述优选瞬时供油量继续航行； 若所述船舶的对地速度变小且变化量大于等于预设值，则逐渐减小对所述船舶主机的 瞬时供油量，并实时计算每一瞬时供油量下航行预定路程所对应的油耗，以找出航行预定 路程油耗最少的优选瞬时供油量，并保持所述优选瞬时供油量继续航行。
[0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：极大的减少了能源消耗，节约了航行成 本。
【附图说明】
[0024] 图1为现有技术中船舶定主机转速航行时船舶加速示意图。
[0025] 图2为现有技术中船舶定主机功率航行时船舶加速示意图。
[0026] 图3为本发明第一实施方式中船舶节能航行的控制方法的流程图。
[0027] 图4为本发明第二实施方式中船舶节能航行的控制方法的流程图。
[0028] 图5为本发明第三实施方式中船舶节能航行的控制方法的流程图。
[0029] 图6为本发明第四实施方式中船舶节能航行的控制方法的流程图。
[0030] 图7为本发明第五实施方式中