27927

بهينه سازي مسير و سرعت حركت شناور با لحاظ كردن نيروهاي محيطي و مصرف سوخت

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران گرايش سواحل بنادر و سازه هاي دريايي

1399

1401/11/30

سيد مصطفي سيادت موسوي

مهندسي عمران

امروزه تالش براي كاهش مصرف سوخت، انتشار گازهاي گلخانه اي و آلاينده هاي جوي و صرفه جويي اقتصادي، چالشي مهم در صنعت كشتيراني است. به منظور برآوردن و رسيدن به اين اهداف، تحقيقات و تالش هاي زيادي صورت گرفته كه هركدام بر روي موضوع خاصي متمركز شده اند كه هدف كلي همگي در قالب به حداقل رساندن توابع هدف قابل توصيف است. حدود 90 درصد از تجارت جهاني به وسيله ي كشتي ها در صنعت دريايي انجام مي شود. هزينه ي سوخت يكي از بخش هاي مهم و تاثيرگذار در هزينه ي شناورها است به طوري كه حدود 60 درصد از هزينه هاي شناورها به سوخت اختصاص دارد. در حمل و نقل دريايي مناسبترين مسير لزوما كوتاهترين مسير نبوده، و متغيرهاي مختلفي مثل ايمني، مقدار سوخت مصرفي و ... با درجات اهميت متفاوت در اين تصميم گيري نقش ايفا ميكنند. با توجه به اهميت موضوع در اين پژوهش به بهينه سازي مسير حركت يك كشتي پرداخته شد كه عوامل مختلفي مانند كوتاهي مسير، نيروهاي محيطي و مصرف سوخت در نظر گرفته شدند. جهت بهينه سازي مسير از الگوريتم دايجسترا استفاده شد كه در نهايت جهت بهبود، نتايج حاصله از الگوريتم با چندين مسير تصادفي با شرايط محيطي مختلف مقايسه شد. نتايج حاصل از اين عملكرد نشان ميدهد كه نيروي موج بيشترين اثر را برروي مقاومت كشتي مورد مطالعه دارد. همچنين نتايج نشان ميدهد با انجام بهينه سازي، ميزان مصرف سوخت و به دنبال آن هزينه ها كاهش يافته است؛ به عنوان مثال بهينه سازي با الگوريتم توسعه يافته در مسير دو بندر چابهار و بمبئي در تاريخ 1 ژانويه سال 2020 ،هزينه ها را تا 63.4 درصد نسبت به دايره عظيمه در همين مسيركاهش ميدهد، به طوري كه در يك مسير رفت و برگشت ميتوان 13778 دالر از هزينه ها را كاهش داد. علاوه بر مسير مشاهده شد كه استفاده از حداكثر سرعت در يك كشتي باعث افزايش مصرف سوخت ميشود اما با كاهش سرعت ميزان مصرف سوخت، نه به صورت خطي بلكه به صورت غيرخطي كاهش مييابد؛ هر چند با كاهش بيش از حد ديگر مصرف سوخت تغيير محسوسي نميكند و با توجه به ساير هزينه ها ميتوان دريافت كه هزينه ي كلي افزايش نيز پيدا ميكند. بنابراين در يك مسير دريايي ميتوان با انتخاب سرعت بهينه، هزينه ها را نير كاهش داد، كه در اين تحقيق سرعت 18 گره دريايي براي اين كانتينربر مناسب است

1401/12/07

Optimizing the route and speed of the float by considering environmental forces and fuel consumption

2/19/2024 12:00:00 AM

Nowadays, reducing fuel consumption, emission of greenhouse gases and atmospheric pollutants and economic savings are important challenges in the shipping industry. In order to meet and reach these goals, many researches and efforts have been made, each of which is focused on a specific topic. The general goal can be described in the form of minimizing some objective functions. About 90% of world trade is carried out by ships in the maritime industry. The cost of fuel is one of the most important and influential parts of the cost of vessels such that almost 60% of the cost of vessels is allocated to fuel. In sea transportation, the most suitable route is not necessarily the shortest one, and various variables such as safety, amount of fuel consumed, etc. play roles in determination of the route with different degrees of importance. Due to the importance of the subject, in this research, the optimization of the movement path of a ship was done, and various factors such as the shortness of the path, environmental forces and fuel consumption were considered. The Dijkstra algorithm was used to optimize the route. Finally, in order to assess the performance of the optimization, the results of the algorithm were compared with several random routes with different environmental conditions. The results of this performance showed that the fuel consumption and then the costs were reduced; e.g. the results showed that the optimization with the developed algorithm reduces the costs by 4.63% compared to the great circle for the case of transportation considered.

بهينه سازي , حركت شناور , مصرف سوخت , نيروهاي محيطي , موج و باد

Optimization , floating movement , fuel consumption , environmental forces , wave and wind

Navid Bahrami

Seyed Mostafa Siadatmousavi