船舶燃油管理.doc

一、 项目概况（一）实施单位情况简介广州市航讯船务有限公司成立于2002年9月，是一家水路运输民营企业，以船舶运输为主，兼营船代、货代业务，公司管理的船舶达到30多艘。航讯公司以“管理更轻松，航运更高效”为目标，近年来专注于船舶的高效管理和提高经营效益的研究。公司在技术节能与管理节能方面做了大量工作，谋求从多方面、多角度发掘节能潜力。在技术节能的发展空间与潜力逐步压缩减少的情况下，开始将节能工作重点逐步转向大力推行管理节能。由于经济的发展，传统的油耗统计方法和监控手段，很难满足公司日益壮大的船队规模与统计的要求。随着信息化技术的日益成熟，越来越多的领域都渗入了信息化元素。信息技术的高速发展与进步，为燃油科学化、数字化管理提供了成熟的解决方案，使构建新型的信息化燃油管理模式成为可能。公司意识到信息化管理对船舶节能减排的重要性，积极组织研发队伍，充分研究了船舶原理，并利用信息化手段，对船舶实行管理节能。航讯公司在项目研究方面具备以下基础条件：1）人员情况：共有员工人数63人，其中船舶相关专业人员45人，都有丰富的船舶工作经验。工程技术开发人员14人，大部分都是本科以上，都在类似的行业有丰富的工作经验。在企业领导的带领下，全体员工积极响应节能减排的政策，大力开展节能减排研究工作，取得了大量的研究成果。2）科研条件：广州市航讯船务有限公司有自有产权的1000吨以上船舶6艘，管理租赁的船舶达30艘以上，营运范围包括港澳和内河，并且与中国海运、中国远洋、中国外运等航运巨头有长期的密切的合作关系，为系统的研究提供了更多的宝贵意见，充裕了系统研发的数据资源，推动系统研发工作的快速进行，为研究节能降耗技术提供了有利资源和测试平台。在管理船舶的过程中精益求精，用新的理念管理船舶，积累了大量的船舶管理经验，为该项目的研发提供了宝贵的实践经验。公司有良好的管理团队，有熟悉海况的海务管理人员和熟悉船舶原理的机务管理人员，这为项目的测试和设备的安装提供了有力的支持。公司具备自己的船舶轮机长，可以协助项目的测试和跟踪，这样就可以实时的与后台研发人员互动，及时解决问题，为项目的顺利开展提供了有效的资源。3）前期科研积累：已经授权了两项目实用新型专利（电子式旋转活塞流量计（专利号ZL200820048178.3）、一种旋转活塞式流量计(专利号ZL200820048175.X)），申请了一个发明专利(一种运输工具的油耗监测系统，申请号200819219627.0)。在项目的研发中，进行了大量的测试，取得了大量的宝贵数据，比如对流量计的选型以及对不同环境下流量计精度的测量数据，为项目的研发提供了更好的条件。（二）技术基本原理船舶油耗监控管理系统是对船舶油耗进行实时监控和航速优化的综合信息系统，采用微处理器、传感器、数据采集、数据挖掘、数据融合和一体化设计等技术，结合精细化管理理念，能够提供实时高效、调度监控、综合信息等信息服务功能，实现节能、减排、环保目标。利用信息化技术改造传统行业，不涉及发动机，船型的改进，适合广大船舶。利用信息化手段节能增效，实施方便，成本较低，效果明显。主要有以下几点：1）通过该系统监控船舶位置、发动机油耗和转速信息，实现船舶燃油消耗状况实时远程监测。2）通过对实时的测量数据进行统计分析，根据主机油耗量、船舶排水量和航速之间的关系式 对船舶油耗进行优选，得到一个位移油耗指标，根据该指标，指导船舶在最佳工作点上运作，实现船舶油耗最经济的目标。3）通过该系统为企业提供实时监控和数据管理平台，实时高效的数据采集与传输，船舶定位，结合生产调度系统，实现船舶运输产业流程的整合，使管理更轻松，航运更高效，有效地降低航运行业燃油消耗量，促进交通部门节能减排目标的实现。（三）主要关键技术本项目的主要关键技术有：1）多传感器数据测量与融合：对油耗、转速、GPS等数据的采集和融合。2）实时船岸通信：利用现有的GPRS无线通信技术，实现实时的船岸通信。3）油耗的优化：对采集数据统计分析，根据发动机的性能特性，结合经营目标，运用最优化算法计算出船舶在当前环境下的最佳工作点，指导船舶工作在油耗最优的状态。4）数据加工与处理：采用数据融合、数据挖掘、数据集成、优化、地图匹配等技术，在后台服务器进行完备的数据加工与处理。实现油耗的精确监控与管理，也为生产调度、安全管理、财务管理等都提供丰富的数据支持。5）综合的客户端监视：客户端能综合监视船舶的各项状态数据、地理位置、实时航迹、生产统计报表等信息，可以以地图、图表的形式表现。二、 主要节能减排做法和保障措施（一）系统构成船舶油耗监控管理系统是由服务器、用户监控端、船载终端、油耗测量装置、转速采集器等部分组成的。系统由下列部分组成：1）测量系统：油耗测量装置用于测量油耗，转速采集器用于测量转速。2）船载终端：船载终端是船舶现场的控制和通信单元，实现对船舶各监测单元（GPS、油耗测量装置、发动机转速采集器）的数据采集，实现船岸之间的通信。 图2 船载终端3）岸基系统：岸基系统包括后台服务器和用户监控端，服务器接收船舶通过GPRS通信方式发来的数据，并保存在数据库中，用于统计分析和数据挖掘。用户监控端用于监控船舶的地理位置、航速、油耗等状态，可以进行实时数据监视或历史回放等操作。岸基系统采用B/S架构设计，设有数据交换接口，连接船舶管理的其他信息系统。系统框架图： 图3 船舶油耗监控管理系统框架图船载终端是现场测量装置和后台岸基系统之间数据交互的桥梁，它负责采集GPS、油耗测量装置和发动机转速采集器的实时数据，并且具有油耗优化功能，它能结合当前工况，基于发动机的性能特性曲线与经营的优化目标，得到最优工作点，以此来优化船舶航速和油耗。船载终端按设定的时间间隔（现设定为1分钟）通过GPRS网络和因特网把采集到的原始数据传给通信服务器，通信服务器将数据保存在数据库中，并传输给管理平台，管理平台也可以直接读取数据库的数据。用户监控端通过服务器读取数据库的数据并进行实时数据监视或历史数据回放等操作。 图4 船舶油耗监控管理系统用户监控端利用船舶油耗监控管理系统，可以节约20%左右的油耗。下面是航讯公司在“航讯998”从香港到中山的测试数 （二）节能减排方法系统工作流程如下：图5 船舶油耗监控管理系统工作流程图2）数据采集后通过GPRS无线通信发往系统后台服务器；3）船载终端利用采集后的数据，根据发动机的性能特性曲线，结合当前工况和经营的优化目标，计算出最优的工作点，指导船舶工作在油耗最优的状态。4）船舶各类传感器采集的数据通过GPRS网络传给服务器后，服务器将数据送给后台监控端，可以进行船舶位置、船舶速度和油耗的监视，也可以进行历史轨迹回放等操作。5）系统后台服务器接收数据，对数据进行过滤，并保存在数据库中，用于统计分析和数据挖掘，可以对船舶发动机的性能进行分析，生成发动机的性能特性曲线，用于船舶的油耗优化。6）系统数据库中的数据，用于统计分析和报表管理，支持生产调度和各项日常管理。（三）保障措施船舶油耗监控管理系统从设计上就充分考虑到了船舶环境的复杂性，并在系统中增加了以下保障措施：1）技术保障由于内河环境GPRS网络信号比较差，在船载终端加入了历史数据保存机制，避免在网络信号差的地方丢失数据。船舶环境比较恶劣，电磁干扰也比较多，所有设备都充分考虑的电磁兼容性。油品质量参差不齐，在油耗测量装置里面充分考虑了船舶主机工作的安全性，对油品进行了多层过滤，并增加应急旁通阀门，保障船舶的安全运作。实时提示船舶位移油耗指标，指导船员以节能的方式驾驶船舶。2）思想保障 为顺利推进船舶油耗监控管理系统的试点、推广应用，提高对船运行业节能减排重要性的认识，航讯公司及船东协会积极组织船运经营单位转变观念，经多方多次协调、沟通，为船舶油耗监控管理系统的推进奠定了较为坚实的思想基础。3）组织保障 船舶油耗监控管理系统的实施离不开强有力的组织保障体系。广东省交通主管部门及船东协会非常关注船运的节能减排工作，并对实施节能减排的船舶进行各项优惠措施，这对推广船舶油耗监控管理系统起到了很大的推动作用，也为节能减排工作迈出了重要的一步。4）制度保障为促进公路、水路交通节约能源，提高能源利用效率，根据中华人民共和国节约能源法，交通主管部门制定了公路、水路交通实施中华人民共和国节约能源法办法，加强公路、水路交通用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，在公路、水路交通使用能源的各个环节，有效、合理地利用能源，并对违反本规定的交通用能单位进行责令限期改正，并可以通报批评或者给予责任者行政处分。这些制度为“船舶油耗监控管理系统”提供了有效保障。一、 主要成效（一）经济效益 1）船载终端按设定的时间间隔（现设定为1分钟）不断地采集GPS模块及各监测感应设备（油耗、转速）等的数据。 利用船舶油耗监控管理系统，可以节约20%左右的油耗。下面是航讯公司在“航讯998”从香港到中山的测试数据: 由上表测试统计数据可以看出，在同样的环境下，使用船舶油耗监控管理系统后，可以节能20%左右。据2006年资料统计：全国拥有内河船舶约21万艘、净载重量约8600万吨，年油耗量约500万吨。使用该系统预计每年可降低油耗100万吨左右。（一）社会和环境效益近年来，由于油价上涨迅速，船舶运输成本中燃油费用所占比例不断增大，尤其是在全球经济危机的背景下，船舶节约能源消耗、降低燃油费用、提高装置经济性已成为一个重要项目。因此船舶节能已成为世界各国造船界和航运界研究的重要项目，它关系到节约燃料资源和费用、环境保护以及船舶运营经济效益等问题。为此，国内外均投入大量人力、物力进行重点研究，我国还颁布了节约能源管理暂行条例。船舶燃油消耗是航运企业最主要成本之一，特别是近年来世界原油市场价格上涨，船东及租船人对燃油费用越来越关注。由于管理需要，船舶要定期向航运公司报告存油量和消耗油量，但受人为因素影响，有时会出现少测量或不测量而结算，或故意多报、少报等做法。船舶油耗如果人为进行测定，既不能保证数的实时性，也不能确保数据的精确性。本油耗管理系统围绕节能增效这个主题，立足技术节能、营运节能、管理节能，同时抓好采购、供应、调度指挥和现场管理四个环节，初步取得了较好的成效。“船舶油耗监控管理系统”集多种信息技术应用于一体，是利用信息技术管理节能的成功尝试，走出了一条确保企业与社会利益双赢的可持续发展道路，为其他航运企业的节能减排提供了一个切实有效的管理工具。值得指出的还有，本系统还为企业提供实时监控和管理数据平台，实时高效的数据采集与传输，船舶定位，结合生产调度系统，财务管理系统，实现船舶运输产业流程的整合。能有效提高航运企业的现代化管理水平，延长船舶的使用寿命，提高船舶的实际适航能力，降低运行成本，为航运公司带来可观的经济效益，提高市场竞争能力。船舶油耗管理系统非常值得航运企业推广使用。此外通过实施油耗管理系统，还可以提升我国船舶管理信息服务产业技术水平，提高对航运产业实现精细化管理水平。船舶油耗监控管理系统的实施，可以有效地降低了水运行业船舶燃油的消耗量，为国家和企业节约了大量能源，保护了环境，体现了航讯公司作为一个私营企业对社会负责任的态度。（二）预期的长期效果通过实施油耗管理系统，可以减少船舶的燃油消耗，降低运营成本，实现船舶内部的智能化管理，以及对船舶动态的实时监控，提高物流效率，预计可减少20%左右的油耗，据2006年资料统计：全国拥有船舶约21万艘、净载重量约8600万吨，航运业是燃料油的第二大用户，占总消耗量的22%，接近500万吨，预计每年可降低油耗降将近100万吨，并且随着技术的不断更新，将会带来更大的社会效益和环境效益。一、 推广计划为了推广应用“船舶油耗监控管理系统”，航讯公司前期已经和一些船东达成了协议，在珠江三角洲运作的船舶上安装使用该系统，并按照航讯公司的管理节能的办法管理船舶，已经初期达到了一定的经济效益，得到了船东们的肯定。作为内部推广，航讯公司制定了以下计划：（一）内部推广计划1）到2011年，安装该系统的船