內(nèi)河船舶油耗動態(tài)管理

王石濤

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 動態(tài)監(jiān)控

追求最大化的經(jīng)濟(jì)利益是各船舶經(jīng)營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)營成本的方式來增加經(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)營成本的意義就顯得更加重要。鑒于目前船用燃油價格高居不下、船舶油耗費(fèi)用占船舶運(yùn)營費(fèi)用的比重較大的實(shí)際情況，為最大限度減輕市場所帶來的壓力，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)市場的條件下，船舶油耗成本控制的得當(dāng)與否，不僅會影響船公司的經(jīng)濟(jì)效益和競爭實(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)市場持續(xù)低迷、競爭激烈的情況下，船公司處于微利或虧損狀態(tài)時，研究船舶油耗的問題更加具有重要意義，下面將從內(nèi)河船舶實(shí)時動態(tài)油耗數(shù)據(jù)的采集和應(yīng)用入手，研究內(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)河船舶油耗的幾個因素

1、航道水文對船舶油耗的影響

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€對船舶節(jié)油具有積極的意義。根據(jù)船長的經(jīng)驗(yàn)值：正確選擇航線可節(jié)約3-5%的油耗。

2、發(fā)動機(jī)車速對油耗的影響

船舶動力系統(tǒng)一般包括左、右兩個主機(jī)，主機(jī)是消耗燃料的重要系統(tǒng)，一般來講，船舶會按照實(shí)際的航道來選擇主機(jī)的轉(zhuǎn)速和經(jīng)濟(jì)航速，或者是選擇開單車，來達(dá)到節(jié)油的目的。

3、駕駛習(xí)慣對油耗的影響

船舶駕駛與汽車駕駛有共通之處，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，一方面需要船長的經(jīng)驗(yàn)值，另一方面需要通過對船舶的轉(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，對船舶油耗遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)（簡稱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，設(shè)計出由船基油耗實(shí)時數(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)時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

主要由油耗實(shí)時數(shù)據(jù)采集終端、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備組成。該系統(tǒng)主要完成船舶油耗實(shí)時數(shù)據(jù)（發(fā)動機(jī)油耗和轉(zhuǎn)速、AIS動態(tài)信息以及當(dāng)前GPS信息）采集與傳輸?shù)裙δ堋?/p>

2、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)庫系統(tǒng)持久保存在數(shù)據(jù)庫中。

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)庫中的數(shù)據(jù)通過web方式向終端用戶提供系統(tǒng)接入和數(shù)據(jù)訪問的人機(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)控兩臺主機(jī)的油耗和兩臺輔機(jī)的油耗，為確保數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，兩臺主機(jī)的流量計采用進(jìn)口橢圓齒輪流量傳感器。型號為日本進(jìn)口的OVAL牌橢圓齒輪流量計，量程10-800升/小時。兩臺輔機(jī)所采用的流量計選用宏峰儀表廠生產(chǎn)的國產(chǎn)流量計，量程30-600升/小時。

2、轉(zhuǎn)速傳感器

系統(tǒng)主要監(jiān)控兩臺主發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，采用國產(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)時的船舶GPS經(jīng)緯度信息數(shù)據(jù)。

4、船臺數(shù)據(jù)采集與傳輸終端

船臺數(shù)據(jù)采集終端采用自主研發(fā)的工業(yè)級數(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AIS設(shè)備對接方式簡單、靈活，對船臺現(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3G路由器，性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸效率高，安裝方式簡單。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)測量的重要參數(shù)，通過對船舶燃油消耗量相關(guān)數(shù)據(jù)的整合與挖掘，船舶營運(yùn)部門可通過本系統(tǒng)對船舶的油耗動態(tài)實(shí)現(xiàn)實(shí)時、精準(zhǔn)的掌握，通過定量分析船舶在航狀態(tài)、確定油耗異常的原因，及時修訂與優(yōu)化船舶航行方案。通過實(shí)時優(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)時油耗統(tǒng)計

數(shù)據(jù)信息的傳輸成為該系統(tǒng)中比較突出的問題，系統(tǒng)通過直觀的界面實(shí)時展示船舶左、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)為累計數(shù)據(jù)的每秒平均值，即：15秒累計量/15。同時提供以時間軸為X軸、轉(zhuǎn)速、油耗、速度等值為Y軸的二維曲線顯示方式，提供某個點(diǎn)的瞬時油耗相關(guān)參數(shù)查詢與顯示。同時基于電子江圖提供船舶對應(yīng)的位移軌跡。

2、歷史油耗統(tǒng)計

提供歷史時間段的油耗數(shù)據(jù)曲線顯示及離散時間點(diǎn)的油耗數(shù)據(jù)查詢功能，同時提供基于EXLE表格的數(shù)據(jù)匯總及導(dǎo)出，另外，為了便于統(tǒng)計分析，系統(tǒng)還提供了各類數(shù)據(jù)的匯總統(tǒng)計及船舶航跡回放等功能。

結(jié)論

船舶燃油實(shí)時監(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)部各部門之間有效溝通的管理新模式。在實(shí)際應(yīng)用過程中，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)的長效維護(hù)機(jī)制

重點(diǎn)加強(qiáng)船舶油耗動態(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。從中長期效益預(yù)期來講，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)計數(shù)據(jù)和制定航次能耗報表等數(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，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，共同提升公司的管理水平和信息化水平。

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（作者單位：長江海事局信息中心）