內(nèi)河船舶油耗動(dòng)態(tài)管理作者：王石濤來(lái)源：《中國(guó)水運(yùn)》2014年第07期摘要：鑒于目前船用燃油料居高不下、船舶燃油消耗占據(jù)船舶營(yíng)運(yùn)費(fèi)用的50%以上的實(shí)際情況，而且，內(nèi)河航道水文情況復(fù)雜多變，成為影響船舶燃油消耗量的重要因素。本文將對(duì)構(gòu)建船舶油耗數(shù)據(jù)采集及應(yīng)用系統(tǒng)的方法進(jìn)行研究，對(duì)船舶公司油耗管理提供決策依據(jù)并實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞：內(nèi)河船舶油耗動(dòng)態(tài)監(jiān)控追求最大化的經(jīng)濟(jì)利益是各船舶經(jīng)營(yíng)管理公司的最終目標(biāo)，為了獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益，以降低船舶運(yùn)營(yíng)成本的方式來(lái)增加經(jīng)濟(jì)效益又是各公司的一種有效手段，特別是在航運(yùn)業(yè)不景氣的情況下，控制船舶運(yùn)營(yíng)成本的意義就顯得更加重要。鑒于目前船用燃油價(jià)格高居不下、船舶油耗費(fèi)用占船舶運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的比重較大的實(shí)際情況，為最大限度減輕市場(chǎng)所帶來(lái)的壓力，航運(yùn)企業(yè)始終將船舶油耗控制管理作為公司船舶日常管理的重中之重。在當(dāng)前航運(yùn)市場(chǎng)的條件下，船舶油耗成本控制的得當(dāng)與否，不僅會(huì)影響船公司的經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，而且在一定程度上還將直接影響船公司能否持續(xù)生存和發(fā)展。在當(dāng)前的航運(yùn)市場(chǎng)持續(xù)低迷、競(jìng)爭(zhēng)激烈的情況下，船公司處于微利或虧損狀態(tài)時(shí)，研究船舶油耗的問(wèn)題更加具有重要意義，下面將從內(nèi)河船舶實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)油耗數(shù)據(jù)的采集和應(yīng)用入手，研究?jī)?nèi)河船舶遠(yuǎn)程油耗監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和實(shí)現(xiàn)方式，探索如何通過(guò)數(shù)據(jù)定量分析，幫助船舶和航運(yùn)企業(yè)管理燃料成本。影響內(nèi)河船舶油耗的幾個(gè)因素1、航道水文對(duì)船舶油耗的影響內(nèi)河航道水文條件復(fù)雜，航道內(nèi)的水流流速對(duì)船舶油耗影響較大，上水船舶應(yīng)該盡可能航行于流速緩和的航道航線，而下水船舶應(yīng)該盡可能選擇水流流速較快的航道航線。對(duì)于熟悉航道特點(diǎn)的船員，還可以依照自己的經(jīng)驗(yàn)選擇相應(yīng)的流速的航道進(jìn)行航行。依據(jù)內(nèi)河航道特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)暮骄€對(duì)船舶節(jié)油具有積極的意義。根據(jù)船長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)值：正確選擇航線可節(jié)約3-5%的油耗。2、發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)速對(duì)油耗的影響船舶動(dòng)力系統(tǒng)一般包括左、右兩個(gè)主機(jī)，主機(jī)是消耗燃料的重要系統(tǒng)，一般來(lái)講，船舶會(huì)按照實(shí)際的航道來(lái)選擇主機(jī)的轉(zhuǎn)速和經(jīng)濟(jì)航速，或者是選擇開(kāi)單車(chē)，來(lái)達(dá)到節(jié)油的目的。3、駕駛習(xí)慣對(duì)油耗的影響船舶駕駛與汽車(chē)駕駛有共通之處，經(jīng)驗(yàn)豐富的司機(jī)可以在速度和燃油經(jīng)濟(jì)性中間選擇恰當(dāng)?shù)钠胶恻c(diǎn)。船員的駕駛習(xí)慣和操作方式也是影響油耗的重要原因。船舶油耗定量分析的重要意義我們對(duì)影響船舶油耗的原因進(jìn)行了分析，由分析可以看出最有效的節(jié)約燃油的方式就是選擇正確的航線及采用恰當(dāng)?shù)鸟{駛方式。如何才能確定選擇航線及駕駛方式的正確性，一方面需要船長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)值，另一方面需要通過(guò)對(duì)船舶的轉(zhuǎn)速、油耗、位移等參數(shù)進(jìn)行定量分析，從而得出最優(yōu)的船舶航道航線及駕駛方式。船舶油耗監(jiān)控系統(tǒng)正是對(duì)各類油耗參數(shù)進(jìn)行定量分析的有效手段。船舶油耗監(jiān)控系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)船舶油耗監(jiān)控系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上分為船載油耗數(shù)據(jù)采集單元及岸基數(shù)據(jù)分析單元。船載油耗數(shù)據(jù)采集單元包括：流量傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、GPS系統(tǒng)、無(wú)線通信等模塊。岸基數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用單元是基于分布式處理系統(tǒng)的WEB數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用軟件。我們按照可擴(kuò)展性、可維護(hù)性好的原則，對(duì)船舶油耗遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱VNRMS）的業(yè)務(wù)應(yīng)用架構(gòu)模型進(jìn)行了深入研究和設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出由船基油耗實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、岸基數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)和分布式web管理系統(tǒng)三層架構(gòu)組成的VNRMS，如下圖所示。1、船基油耗實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由油耗實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集終端、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備組成。該系統(tǒng)主要完成船舶油耗實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（發(fā)動(dòng)機(jī)油耗和轉(zhuǎn)速、AIS動(dòng)態(tài)信息以及當(dāng)前GPS信息）采集與傳輸?shù)裙δ堋?、岸基數(shù)據(jù)處理和分析系統(tǒng)主要由岸基數(shù)據(jù)通信服務(wù)器軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)完成與船端采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)處理和分析，將處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)持久保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。3、岸基數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)（分布式web系統(tǒng)）主要負(fù)責(zé)將保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)通過(guò)web方式向終端用戶提供系統(tǒng)接入和數(shù)據(jù)訪問(wèn)的人機(jī)界面。船載數(shù)據(jù)采集單元1、流量傳感器該系統(tǒng)主要監(jiān)控兩臺(tái)主機(jī)的油耗和兩臺(tái)輔機(jī)的油耗，為確保數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，兩臺(tái)主機(jī)的流量計(jì)采用進(jìn)口橢圓齒輪流量傳感器。型號(hào)為日本進(jìn)口的OVAL牌橢圓齒輪流量計(jì)，量程10-800升/小時(shí)。兩臺(tái)輔機(jī)所采用的流量計(jì)選用宏峰儀表廠生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)流量計(jì)，量程30-600升/小時(shí)。2、轉(zhuǎn)速傳感器系統(tǒng)主要監(jiān)控兩臺(tái)主發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，采用國(guó)產(chǎn)磁敏轉(zhuǎn)速傳感器。3、船載AIS設(shè)備利用船舶AIS終端設(shè)備數(shù)據(jù)接口采集AIS設(shè)備內(nèi)置GPS數(shù)據(jù)，從而為系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的船舶GPS經(jīng)緯度信息數(shù)據(jù)。4、船臺(tái)數(shù)據(jù)采集與傳輸終端船臺(tái)數(shù)據(jù)采集終端采用自主研發(fā)的工業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)采集與傳輸控制器。該設(shè)備支持目前主流的設(shè)備通信接口（RS232/485，以太網(wǎng)），與船臺(tái)AIS設(shè)備對(duì)接方式簡(jiǎn)單、靈活，對(duì)船臺(tái)現(xiàn)存其它系統(tǒng)不產(chǎn)生任何干擾和影響，不影響其他船臺(tái)電子系統(tǒng)的正常使用。數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備采用工業(yè)級(jí)3G路由器，性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸效率高，安裝方式簡(jiǎn)單。船舶其他系統(tǒng)在必要的情況下可以復(fù)用其通信網(wǎng)絡(luò)，提升其他系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸能力，降低3G路由器的投資成本。岸基數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)柴油機(jī)的燃油消耗量（率）是柴油機(jī)測(cè)量的重要參數(shù)，通過(guò)對(duì)船舶燃油消耗量相關(guān)數(shù)據(jù)的整合與挖掘，船舶營(yíng)運(yùn)部門(mén)可通過(guò)本系統(tǒng)對(duì)船舶的油耗動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的掌握，通過(guò)定量分析船舶在航狀態(tài)、確定油耗異常的原因，及時(shí)修訂與優(yōu)化船舶航行方案。通過(guò)實(shí)時(shí)優(yōu)化船舶燃油消耗定額，使之更貼近船舶燃油消耗的實(shí)際情況，為燃油監(jiān)控與異常消耗預(yù)警提供可靠的依據(jù)（根據(jù)船舶油耗的量化數(shù)據(jù)）。1、實(shí)時(shí)油耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息的傳輸成為該系統(tǒng)中比較突出的問(wèn)題，系統(tǒng)通過(guò)直觀的界面實(shí)時(shí)展示船舶左、右主機(jī)油耗、船速、左右主機(jī)轉(zhuǎn)速、等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采樣頻率為15秒，顯示的數(shù)據(jù)為累計(jì)數(shù)據(jù)的每秒平均值，即:15秒累計(jì)量/15。同時(shí)提供以時(shí)間軸為X軸、轉(zhuǎn)速、油耗、速度等值為Y軸的二維曲線顯示方式，提供某個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)油耗相關(guān)參數(shù)查詢與顯示。同時(shí)基于電子江圖提供船舶對(duì)應(yīng)的位移軌跡。2、歷史油耗統(tǒng)計(jì)提供歷史時(shí)間段的油耗數(shù)據(jù)曲線顯示及離散時(shí)間點(diǎn)的油耗數(shù)據(jù)查詢功能，同時(shí)提供基于EXLE表格的數(shù)據(jù)匯總及導(dǎo)出，另外，為了便于統(tǒng)計(jì)分析，系統(tǒng)還提供了各類數(shù)據(jù)的匯總統(tǒng)計(jì)及船舶航跡回放等功能。結(jié)論船舶燃油實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)只是一種技術(shù)手段，要真正實(shí)現(xiàn)管理節(jié)能需要構(gòu)建企業(yè)內(nèi)部各部門(mén)之間有效溝通的管理新模式。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，我們建議從以下幾點(diǎn)不斷完善該系統(tǒng)。1、完善該系統(tǒng)的長(zhǎng)效維護(hù)機(jī)制重點(diǎn)加強(qiáng)船舶油耗動(dòng)態(tài)監(jiān)控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元的研究，定期優(yōu)化不同船型的節(jié)能定額標(biāo)準(zhǔn)等參數(shù)，更好地發(fā)揮該系統(tǒng)對(duì)節(jié)能減排的決策支持作用。2、注意技術(shù)節(jié)能和管理節(jié)能的有機(jī)結(jié)合跟蹤考察油量智能傳感設(shè)備的應(yīng)用于效果，通過(guò)技術(shù)手段進(jìn)一步提高該系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量。效益預(yù)期分析船舶管理是航運(yùn)業(yè)的基礎(chǔ)，船舶管理信息化是航運(yùn)企業(yè)與國(guó)際接軌、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的必由之路。我們以載重3000噸的油船為例，宜昌至重慶段上水航行，在未安裝監(jiān)控系統(tǒng)的情況下，單程油耗約為16噸（柴油）。這其中大約有近半噸的燃油是不必要的耗損。這些耗損主要是由船員不正確的駕駛習(xí)慣造成的。特殊水域需要合適的航速才能達(dá)到既不影響航運(yùn)又能節(jié)油的目的，通過(guò)技術(shù)手段糾正船員的駕駛習(xí)慣是一項(xiàng)比較切實(shí)可行的措施。從中長(zhǎng)期效益預(yù)期來(lái)講，該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益預(yù)期是很可觀的。該系統(tǒng)的實(shí)施一方面可以督促船員糾正自己的不良駕駛習(xí)慣，遵守工作紀(jì)律。另一方面它能夠代替人工統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和制定航次能耗報(bào)表等數(shù)據(jù)收集與整理的工作，將人力從繁瑣的數(shù)據(jù)整理的工作解放出來(lái)，節(jié)省了人力和物力等公司資源成本，從而實(shí)現(xiàn)公司降低船舶油耗和提升人工效率的雙重目標(biāo)。另外該項(xiàng)目還可以與船公司生產(chǎn)調(diào)度等其他系統(tǒng)結(jié)合，共同提