一种基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法和装置与流程

1.本发明实施例涉及船舶油耗优化技术领域，尤其涉及一种基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法和装置。


背景技术：

2.国际海事组织(imo)在2010年第61届会议上将船舶能效管理计划(ship energy efficiency management plan,seemp)纳入《1973年国际防止船舶造成污染公约》修正案，对船舶能效管理提出了系统性要求，规定了船舶和船队的减排责任。imp旨在通过该计划建立适用于所有营运船舶的强制能效标准，逐步控制和减少海上的co2排放总量。seemp针对船队和船舶建立一个评估机制，引入船舶能效运行指数(energy efficiency operational index,eeoi)作为评价基准，通过对船舶运营数据的检测获得eeoi指数，船队和船舶必须以监测数据为基础，通过优化航行方案，加强设备维护更新等手段提高船舶的能耗效率。
3.此外，船舶运输业是一个投资大、风险高的行业，在目前世界经济竞争的激烈环境下，航企业面临着艰难的竞争形势。燃油价格的上涨、港口使费的上升以及维修费用的增加等因素导致了船舶营运成本大幅度增加，所以加强船舶营运成本控制，已成为航运企业是否能够适应市场竞争的要求，是否能够在市场竞争中获得竞争优势的关键所在。在运输收入一定的情况下，航运企业必须加强船舶营运成本控制，降低成本，增加船舶的营运利润。
4.现有技术中应用大数据技术对船舶油耗数据挖掘进行研究，构建不同工况下的船舶主机燃油消耗模型，实现不同通航环境下的油耗优化；但当前采用能效大数据进行数据挖掘并建立油耗模型的方法，由于数据量的缺乏、数据不完善以及建模方法本身的问题，往往导致训练所得到的模型不能准确地预测油耗，从而影响油耗优化的效果。并且现有技术中建立油耗模型通常基于风、浪、流等环境因素以及船舶的装载重量、航速等工况的数据，而在这其中，往往存在一些对船舶的油耗不具有非常明确影响关系的因素，此外，一些环境因素复杂且多变，很难用简单的数据形式进行定量分析，这些都将导致在建立油耗预测模型的过程中出现一些问题，使得难以建立较为精确的模型。基于上述方法得到的油耗预测模型进行油耗预测从而进行感潮河段的船舶进出港时间窗口推荐时，同模型建立所使用的输入变量一样，需要考虑的因素过多，且容易出现一些在此以外的其他因素和突发状况的影响，而模型自身又不具有太强的抗干扰能力，这给时间窗口推荐的工作带来了一定的困难和工作量的增加，也影响了其最终的效果。


技术实现要素：

5.有鉴于此，有必要提供一种基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法和装置，以解决现有技术中由于数据量的缺乏、数据不完善导致训练所得到的油耗模型不能准确地预测油耗，以及由于油耗模型建立所使用的输入变量一样导致抗干扰能力弱的问题。
6.为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供了一种基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法，包括：
7.确定船舶在不同时间窗口出发时的航次时间段和航行线路；获取航次时间段内航行线路上的潮汐预报数据；
8.根据所述潮汐预报数据和航次时间段内的设定实际航行速度，计算得到航行线路上任一点的静水航行速度；
9.基于所述静水航行速度和预先建立的静水油耗模型，计算航行线路上任一点的瞬时油耗量，根据任一点的瞬时油耗量确定航行线路的总油耗量；选择总油耗量最小的时间窗口进行推荐。
10.在一些可能的实现方式中，获取航次时间段内航行线路上的潮汐预报数据，具体包括：
11.获取航行线路上选定的各个分潮的周期和振幅，计算出各个分潮在航次时间段内航行线路上多个点的叠加振幅，得到对应多个点的潮流预报数据；
12.基于最小二乘拟合内插数学模型对任意相邻两个点间潮流预报数据进行数值内插，得到航行线路上的潮汐预报数据。
13.在一些可能的实现方式中，获取航行线路上选定的各个分潮的周期和振幅后，还包括：
14.将周期的相似度大于预设相似度阈值的分潮合并为一个分潮群；确定所述分潮群中振幅最大的分潮，并将分潮群中其余分潮归的振幅并至振幅最大的分潮中。
15.在一些可能的实现方式中，计算出各个分潮在航次时间段内航行线路上多个点的叠加振幅，具体包括：
16.获取余流的北方向分量；并根据分潮调和常数，分潮的角速率，分潮归并后的分潮的天文修订系数和零时天文相角，潮流的北方向分量的专用迟角确定所有分潮在北方向上叠加分量；基于余流的北方向分量和所有分潮在北方向上叠加分量确定潮流的北方向分量；
17.获取余流的东方向分量；并根据分潮调和常数，分潮的角速率，分潮归并后的分潮的天文修订系数和零时天文相角，潮流的东方向分量的专用迟角确定所有分潮在东方向上叠加分量；基于余流的东方向分量和所有分潮在东方向上叠加分量确定潮流的东方向分量。
18.在一些可能的实现方式中，根据所述潮汐预报数据和航次时间段内的设定实际航行速度，计算得到航行线路上任一点的静水航行速度，具体包括：
19.基于所述潮汐预报数据确定航行线路上任一点在任意时刻的海流速度；
20.根据所述航行线路和所述设定实际航行速度确定船舶航行至任一点处的时刻，提取对应的海流速度；基于速度矢量叠加方法确定保持设定实际航行速度时所需的静水航行速度。
21.在一些可能的实现方式中，根据任一点的瞬时油耗量确定航行线路的总油耗量，具体包括：
22.基于离散化乘积方法，将每个点的瞬时油耗乘以采样周期，得到对应采样周期内的周期油耗，对所有周期油耗求和，得到航行线路的总油耗量。
23.在一些可能的实现方式中，还包括：
24.根据船舶的排水量
△
、航行速度v、线性参数c1、速度指数参数c2、排水量指数参数
c3，构建静水油耗模型rf：
[0025][0026]
对所述静水油耗模型的等式两边取对数，得到：
[0027]
lnrf＝lnc1+c2lnv+c3lnδ
[0028]
获取船舶在静水航行的历史记录中每小时的油耗量、航行速度及排水量的记录信息；将所述静水油耗模型演变为多元函数的线性相关函数，基于最小二乘法和所述记录信息求解所述线性相关函数，以获得所述静水油耗模型的模型参数。
[0029]
第二方面，本发明实施例还提供了一种基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐装置，包括：
[0030]
潮汐预报模块，用于确定船舶在不同时间窗口出发时的航次时间段和航行线路；获取航次时间段内航行线路上的潮汐预报数据；
[0031]
静水航速计算模块，根据所述潮汐预报数据和航次时间段内的设定实际航行速度，计算得到航行线路上任一点的静水航行速度；
[0032]
油耗推荐模块，基于所述静水航行速度和预先建立的静水油耗模型，计算航行线路上任一点的瞬时油耗量，根据任一点的瞬时油耗量确定航行线路的总油耗量；选择总油耗量最小的时间窗口进行推荐。
[0033]
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明第一方面实施例所述基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法的步骤。
[0034]
第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面实施例所述基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法的步骤。
[0035]
采用上述实施例的有益效果是：本发明提供的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法，只考虑潮流对船舶实际航速的影响，即通过预报的潮汐对潮流进行定量分析，直接结合潮汐及其所影响的水流速度等对船舶航行过程中的实际航速进行分析，通过现有且相对准确的航速与油耗的关系进行油耗的计算和累加，推算得到整个航线的油耗从而进行施工船舶进出港的时间窗口推荐，从中选取油耗量较小的时间窗口，以实现施工船舶在感潮河段的油耗优化，以达到节能减排、降低航行成本的目地。
附图说明
[0036]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]
图1为本发明提供的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法的一个实施例流程示意图；
[0038]
图2为船舶在某航次中静水航行速度变化图；
[0039]
图3为本发明提供的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐装置的一个实施例结构示意图；
[0040]
图4为本发明提供的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备的一个实施例结构示意图。
具体实施方式
[0041]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042]
附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器系统和/或微控制器系统中实现这些功能实体。
[0043]
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0044]
现有技术中船舶的油耗预测模型进行油耗预测从而进行感潮河段的船舶进出港时间窗口推荐时，同模型建立所使用的输入变量一样，需要考虑的因素过多，且容易出现一些在此以外的其他因素和突发状况的影响，而模型自身又不具有太强的抗干扰能力，这给时间窗口推荐的工作带来了一定的困难和工作量的增加，也影响了其最终的效果。
[0045]
因此，本发明实施例提供一种基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法和装置，不再从建立油耗预测模型的方法出发，而是直接结合潮汐及其所影响的水流速度等对船舶航行过程中的航速进行分析，通过现有且相对准确的航速与油耗的关系进行油耗的计算和累加，推算得到整个航线的油耗从而进行施工船舶进出港的时间窗口推荐，以实现施工船舶在感潮河段的油耗优化，从而达到节能减排和降低成本的目的。以下将通过多个实施例进行展开说明和介绍。
[0046]
图1为本发明提供的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法的一个实施例流程示意图，如图1所示，基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法包括：
[0047]
步骤s1、确定船舶在不同时间窗口出发时的航次时间段和航行线路；获取航次时间段内航行线路上的潮汐预报数据；
[0048]
步骤s2、根据所述潮汐预报数据和航次时间段内的设定实际航行速度，计算得到航行线路上任一点的静水航行速度；
[0049]
步骤s3、基于所述静水航行速度和预先建立的静水油耗模型，计算航行线路上任一点的瞬时油耗量，根据任一点的瞬时油耗量确定航行线路的总油耗量；选择总油耗量最小的时间窗口进行推荐。
[0050]
可以理解的是，本实施例中，设定实际航行速度表示船舶受风、流共同影响后对水底的航行速度，又称“对地航行速度”，实际航行速度是对水航行速度和流速的矢量和；静水航行速度是指无风、无流情况下的航行速度，即船舶在静水中单位时间内对地直线航行的距离；对水航行速度是指船舶相对于水的速度，与流速无关，与风速有关；在无风、无流的静
水条件下，静水航行速度等于对水航行速度。在只考虑流推力的情境下，静水航行速度与流速的矢量和即等于实际航行速度，因此，可以对实际航行速度和流速进行矢量计算，以得到船舶的静水航行速度，进而根据静水航行速度计算船舶的油耗。
[0051]
从物理的角度看，船舶航行过程中主要受推力和阻力的作用，推力主要是发动机带动螺旋桨产生的，也包括顺方向的水、风、流推力，阻力则包括逆方向的水、风、流等产生的阻力。因此，在船舶油耗模型中，可将影响因素分为船舶推进系统的功率转换和船舶航行过程受环境因素的推力和阻力变化两大环节。本发明主要考虑到流的影响，且可简单地将船舶在静水中的航速作为影响船舶油耗的因素，因此，通过分析潮流对船舶实际航速的影响，即通过预报的潮汐对潮流进行定量分析；在得到流速和流向后，结合整个航次的设定实际航行速度，可得到船舶在静水中的静水航行速度，以该静水航行速度所需油耗，相当于包括克服阻力即抵消逆流速度所需油耗，或由于借用推力即由于顺流的速度而省下部分能耗之后所做功。
[0052]
在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，获取航次时间段内航行线路上的潮汐预报数据，具体包括：
[0053]
获取航行线路上选定的各个分潮的周期和振幅，计算出各个分潮在航次时间段内航行线路上多个点的叠加振幅，得到对应多个点的潮流预报数据；
[0054]
基于最小二乘拟合内插数学模型对任意相邻两个点间潮流预报数据进行数值内插，得到航行线路上的潮汐预报数据。
[0055]
船舶在不同海况下沿不同航向航行的实际航速计算都是一个关键性问题。在近岸、近海区域，例如本发明实施例涉及到的感潮河段区域，船舶实际航速的计算涉及到海流计算、船舶在风浪中的失速计算、浅水失速计算等多个方面。因此需要通过分析影响航速计算的主要因素，给出适用船舶实际航速计算的具体模式。
[0056]
航海上将海流分为定海流、潮流、风生流三类，并将流中的船舶设定为随海流方向、按流速的大小而移动，不考虑由于流的非均匀性而导致的舰船的偏转和相对位移。定海流的估算，可以从有关资料中直接获取，风生流相对较小可以忽略，因此，本发明实施例只考虑潮流对船舶实际航速的影响，即通过预报的潮汐对潮流进行定量分析。
[0057]
潮流可以视为无数个具有不同周期、不同振幅的海面波动叠加的结果。因此，预报某一时刻某点的潮流，只需计算出所采用的各个分潮在该时刻该地点的振幅，叠加后就得到该时刻该地点的潮流。
[0058]
由于船舶航行线路长，只能求出有限个点的潮流，因此要计算任意点的潮流必须进行数值内插。考虑精度和实用性，本实施例中采用最小二乘拟合内插数学模型对已知潮流的两点进行内插。用上述方法进行潮流预报，在宽阔海区能达到较好的预报效果，但在近岸海域特别是航门水道上，由于地形因素对潮流的影响，流向流速的预报误差较大，需要做进一步考虑，如进行实时或定时的区域监控，以获得不同区域内的平均潮流。
[0059]
在上述各实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，获取航行线路上选定的各个分潮的周期和振幅后，还包括：
[0060]
将周期的相似度大于预设相似度阈值的分潮合并为一个分潮群；确定所述分潮群中振幅最大的分潮，并将分潮群中其余分潮归的振幅并至振幅最大的分潮中。
[0061]
对于潮流来说，一般只有几个周期的观测资料，从中分离周期接近的分潮十分困
难。本实施例中将周期相近的一个分潮群，归并到该群中最大的一个分潮中去。
[0062]
在上述各实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，计算出各个分潮在航次时间段内航行线路上多个点的叠加振幅，依据上述方法中的理论，潮流的计算方法具体包括：
[0063]
获取余流的北方向分量u0；并根据分潮调和常数uc，分潮的角速率qc，分潮归并后的分潮的天文修订系数dc和零时天文相角dc，潮流的北方向分量的专用迟角ζc确定所有分潮在北方向上叠加分量；基于余流的北方向分量和所有分潮在北方向上叠加分量确定潮流的北方向分量：
[0064][0065]
上式中，c表示任一分潮，u(t)表示t时刻潮流的北方向分量。
[0066]
获取余流的东方向分量v0；并根据分潮调和常数uc，分潮的角速率qc，分潮归并后的分潮的天文修订系数dc和零时天文相角dc，潮流的东方向分量的专用迟角ζc确定所有分潮在东方向上叠加分量；基于余流的东方向分量和所有分潮在东方向上叠加分量确定潮流的东方向分量：
[0067][0068]
上式中，c表示任一分潮，v(t)表示t时刻潮流的北方向分量；天文修订系数dc和零时天文相角dc为日期的函数。
[0069]
可以理解的是，潮汐现象是沿海地区的一种自然现象，指海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动，本实施例中，把海面垂直方向涨落称为潮汐，而海水在水平方向的流动称为潮流。
[0070]
在上述各实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，根据所述潮汐预报数据和航次时间段内的设定实际航行速度，计算得到航行线路上任一点的静水航行速度，具体包括：
[0071]
基于所述潮汐预报数据确定航行线路上任一点在任意时刻的海流速度；
[0072]
根据所述航行线路和所述设定实际航行速度确定船舶航行至任一点处的时刻，提取对应的海流速度；基于速度矢量叠加方法确定保持设定实际航行速度时所需的静水航行速度。
[0073]
在上述各实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，根据任一点的瞬时油耗量确定航行线路的总油耗量，具体包括：
[0074]
基于离散化乘积方法，将每个点的瞬时油耗乘以采样周期，得到对应采样周期内的周期油耗，对所有周期油耗求和，得到航行线路的总油耗量。
[0075]
本实施例中，如图2中所示，根据预设的恒定航速(设定实际航行速度)结合流速得到船舶在每个采样点的静水航行速度，通过上述静水油耗模型，将其转化为瞬时油耗值。为得到整个航次的油耗累计值，可采用离散化的积分方法，即将每个瞬时值乘以采样周期并累计求和，最终得到整个航次的总油耗。
[0076]
在得到流速和流向后，结合整个航次的设定实际航行速度，可得到船舶在静水中的静水航行速度，以该静水航行速度航行所需油耗，相当于包括克服阻力即抵消逆流速度所需油耗，或由于借用推力即由于顺流的速度而省下部分能耗之后所做功。
[0077]
船舶在无风浪影响下，航行速度与燃油消耗的关系模型，称为静水油耗模型。现有的研究中，海军系数用于船舶的燃油效率分析，海军系数公式中包含了速度v、排水量
△
与船舶推进功率p之间的关系，海军系数公式如下式所示：
[0078][0079]
其中c为海军系数，为一个常数，v是船舶航速，p是船舶推进功率，
△
是船舶排水量。根据海军系数公式可知，在海军系数c是常量时，船舶的推进功率p与船舶速度v和船舶排水量
△
成正相关性，一般而言，船舶推进功率直接反映船舶油耗，船舶排水量就是船舶本身的重量，因此，在上述各实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，还包括：
[0080]
根据船舶的排水量
△
、航行速度v、线性参数c1、速度指数参数c2、排水量指数参数c3，构建静水油耗模型rf：
[0081][0082]
对所述静水油耗模型的等式两边取对数，得到：
[0083]
lnrf＝lnc1+c2lnv+c3lnδ
[0084]
获取船舶在静水航行的历史记录中每小时的油耗量、航行速度及排水量的记录信息；将所述静水油耗模型演变为多元函数的线性相关函数，基于最小二乘法和所述记录信息求解所述线性相关函数，以获得所述静水油耗模型的模型参数。
[0085]
为了更好实施本发明实施例中的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法，在基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法基础之上，对应的，本发明实施例还提供了一种基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐装置，如图3所示，基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐装置900包括：
[0086]
潮汐预报模块901，用于确定船舶在不同时间窗口出发时的航次时间段和航行线路；获取航次时间段内航行线路上的潮汐预报数据；
[0087]
静水航速计算模块902，根据所述潮汐预报数据和航次时间段内的设定实际航行速度，计算得到航行线路上任一点的静水航行速度；
[0088]
油耗推荐模块903，基于所述静水航行速度和预先建立的静水油耗模型，计算航行线路上任一点的瞬时油耗量，根据任一点的瞬时油耗量确定航行线路的总油耗量；选择总油耗量最小的时间窗口进行推荐。
[0089]
上述实施例提供的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐装置900可实现上述基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法实施例中描述的技术方案，上述各模块或单元具体实现的原理可参见上述基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法实施例中的相应内容，此处不再赘述。
[0090]
如图4所示，本发明还相应提供了一种基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备1000。该基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备1000包括处理器1001、存储器1002及显示器1003。图4仅示出了基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备1000的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。
[0091]
存储器1002在一些实施例中可以是基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备1000的内部存储单元，例如基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备1000的硬盘或内存。
存储器1002在另一些实施例中也可以是基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备1000的外部存储设备，例如基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备1000上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)等。
[0092]
进一步地，存储器1002还可既包括基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备1000的内部储存单元也包括外部存储设备。存储器1002用于存储安装基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备1000的应用软件及各类数据。
[0093]
处理器1001在一些实施例中可以是一中央处理器(central processing unit，cpu)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器1002中存储的程序代码或处理数据，例如本发明中的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法。
[0094]
显示器1003在一些实施例中可以是led显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及oled(organic light-emitting diode，有机发光二极管)触摸器等。显示器1003用于显示在基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备1000的信息以及用于显示可视化的用户界面。基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备1000的部件1001-1003通过系统总线相互通信。
[0095]
在本发明的一些实施例中，当处理器1001执行存储器1002中的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐程序时，可实现以下步骤：
[0096]
确定船舶在不同时间窗口出发时的航次时间段和航行线路；获取航次时间段内航行线路上的潮汐预报数据；
[0097]
根据所述潮汐预报数据和航次时间段内的设定实际航行速度，计算得到航行线路上任一点的静水航行速度；
[0098]
基于所述静水航行速度和预先建立的静水油耗模型，计算航行线路上任一点的瞬时油耗量，根据任一点的瞬时油耗量确定航行线路的总油耗量；选择总油耗量最小的时间窗口进行推荐。
[0099]
应当理解的是：处理器1001在执行存储器1002中的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐程序时，除了上面的功能之外，还可实现其它功能，具体可参见前面相应方法实施例的描述。
[0100]
进一步地，本发明实施例对提及的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备1000的类型不做具体限定，基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备1000可以为手机、平板电脑、个人数字助理(personal digitalassistant，pda)、可穿戴设备、膝上型计算机(laptop)等基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备。基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备的示例性实施例包括但不限于搭载ios、android、microsoft或者其他操作系统的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备。上述基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备也可以是其他基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备，诸如具有触敏表面(例如触控面板)的膝上型计算机(laptop)等。还应当理解的是，在本发明其他一些实施例中，基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备1000也可以不是基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐设备，而是具有触敏表面(例如触控面板)的台式计算机。
[0101]
相应地，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储计算机可读取的程序或指令，程序或指令被处理器执行时，能够实现上述各方法实
施例提供的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法步骤或功能。
[0102]
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件(如处理器，控制器等)来完成，计算机程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
[0103]
以上对本发明所提供的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法，其特征在于，包括：确定船舶在不同时间窗口出发时的航次时间段和航行线路；获取航次时间段内航行线路上的潮汐预报数据；根据所述潮汐预报数据和航次时间段内的设定实际航行速度，计算得到航行线路上任一点的静水航行速度；基于所述静水航行速度和预先建立的静水油耗模型，计算航行线路上任一点的瞬时油耗量，根据任一点的瞬时油耗量确定航行线路的总油耗量；选择总油耗量最小的时间窗口进行推荐。2.根据权利要求1所述的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法，其特征在于，获取航次时间段内航行线路上的潮汐预报数据，具体包括：获取航行线路上选定的各个分潮的周期和振幅，计算出各个分潮在航次时间段内航行线路上多个点的叠加振幅，得到对应多个点的潮流预报数据；基于最小二乘拟合内插数学模型对任意相邻两个点间潮流预报数据进行数值内插，得到航行线路上的潮汐预报数据。3.根据权利要求2所述的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法，其特征在于，获取航行线路上选定的各个分潮的周期和振幅后，还包括：将周期的相似度大于预设相似度阈值的分潮合并为一个分潮群；确定所述分潮群中振幅最大的分潮，并将分潮群中其余分潮归的振幅并至振幅最大的分潮中。4.根据权利要求3所述的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法，其特征在于，计算出各个分潮在航次时间段内航行线路上多个点的叠加振幅，具体包括：获取余流的北方向分量；并根据分潮调和常数，分潮的角速率，分潮归并后的分潮的天文修订系数和零时天文相角，潮流的北方向分量的专用迟角确定所有分潮在北方向上叠加分量；基于余流的北方向分量和所有分潮在北方向上叠加分量确定潮流的北方向分量；获取余流的东方向分量；并根据分潮调和常数，分潮的角速率，分潮归并后的分潮的天文修订系数和零时天文相角，潮流的东方向分量的专用迟角确定所有分潮在东方向上叠加分量；基于余流的东方向分量和所有分潮在东方向上叠加分量确定潮流的东方向分量。5.根据权利要求1所述的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法，其特征在于，根据所述潮汐预报数据和航次时间段内的设定实际航行速度，计算得到航行线路上任一点的静水航行速度，具体包括：基于所述潮汐预报数据确定航行线路上任一点在任意时刻的海流速度；根据所述航行线路和所述设定实际航行速度确定船舶航行至任一点处的时刻，提取对应的海流速度；基于速度矢量叠加方法确定保持设定实际航行速度时所需的静水航行速度。6.根据权利要求1所述的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法，其特征在于，根据任一点的瞬时油耗量确定航行线路的总油耗量，具体包括：基于离散化乘积方法，将每个点的瞬时油耗乘以采样周期，得到对应采样周期内的周期油耗，对所有周期油耗求和，得到航行线路的总油耗量。7.根据权利要求1所述的基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法，其特征在于，还包括：
根据船舶的排水量
△
、航行速度v、线性参数c1、速度指数参数c2、排水量指数参数c3，构建静水油耗模型r
f
：对所述静水油耗模型的等式两边取对数，得到：lnr
f
＝lnc1+c2lnv+c3lnδ获取船舶在静水航行的历史记录中每小时的油耗量、航行速度及排水量的记录信息；将所述静水油耗模型演变为多元函数的线性相关函数，基于最小二乘法和所述记录信息求解所述线性相关函数，以获得所述静水油耗模型的模型参数。8.一种基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐装置，其特征在于，包括：潮汐预报模块，用于确定船舶在不同时间窗口出发时的航次时间段和航行线路；获取航次时间段内航行线路上的潮汐预报数据；静水航速计算模块，根据所述潮汐预报数据和航次时间段内的设定实际航行速度，计算得到航行线路上任一点的静水航行速度；油耗推荐模块，基于所述静水航行速度和预先建立的静水油耗模型，计算航行线路上任一点的瞬时油耗量，根据任一点的瞬时油耗量确定航行线路的总油耗量；选择总油耗量最小的时间窗口进行推荐。9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法的步骤。10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法的步骤。

技术总结
本发明实施例提供了一种基于船舶油耗的感潮河段进出港推荐方法和装置，只考虑潮流对船舶实际航速的影响，即通过预报的潮汐对潮流进行定量分析，直接结合潮汐及其所影响的水流速度等对船舶航行过程中的实际航速进行分析，通过现有且相对准确的航速与油耗的关系进行油耗的计算和累加，推算得到整个航线的油耗从而进行施工船舶进出港的时间窗口推荐，从中选取油耗量较小的时间窗口，以实现施工船舶在感潮河段的油耗优化，以达到节能减排、降低航行成本的目地。成本的目地。成本的目地。


技术研发人员：林镇定 闫涛 陶宗恒 朱宇新 王振兴 潘雪成 刘伟 汪望明
受保护的技术使用者：交通运输部天津水运工程科学研究所
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/8/14