Kếtluậnchương3...94 Trang 10 GDTGHCGRIBHCAIMCOIMOINMARSATIPCCJITMARPOLMEPCNCSNetCDFOSCARThuậttoánditruyềnGridDefinitionTemplateGreenHouseEffectHiệuứngnhàkínhGriddedBinaryhayGeneralRegul
BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO BỘGIAOTHƠNGVẬNTẢI TRƯỜNGĐẠIHỌCHÀNGHẢIVIỆTNAM NCS.ĐẶNGQUANGVIỆT NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG THUẬT TỐN NGẪUNHIÊN TÍNH TỐN TUYẾN ĐƯỜNG VÀ KẾ HOẠCHCHẠYTÀUTỐIƯUTRÊNCƠSỞẢNHHƯỞNGC ỦACÁCYẾU TỐ THỜITIẾT LUẬNÁNTIẾNSĨKỸTHUẬT HảiPhịng–2023 BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO BỘGIAOTHƠNGVẬNTẢI TRƯỜNGĐẠIĐẠIHỌCHÀNGHẢIVIỆTNAM NCS.ĐẶNGQUANGVIỆT NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG THUẬT TỐN NGẪUNHIÊN TÍNH TỐN TUYẾN ĐƯỜNG VÀ KẾ HOẠCHCHẠYTÀUTỐIƯUTRÊNCƠSỞẢNHHƯỞNGC ỦACÁCYẾU TỐ THỜITIẾT LUẬNÁNTIẾNSĨKỸTHUẬT NGÀNH: KHOAHỌCHÀNGHẢI MÃSỐ: 9840106 Ngườihướngdẫnkhoahọc: 1.PGS.TS.NguyễnViếtThành 2.PGS.TS.NguyễnMinhĐức LỜICAMĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi hướngdẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Viết Thành PGS TS Nguyễn Minh Đức,khơng có phần nội dung chép cách bất hợp pháp từ cơng trìnhnghiêncứu củatácgiảkhác Kếtquảnghiêncứu,nguồnsốliệutríchdẫn,tàiliệuthamkhảolàhồntồnchínhxácvàt rungthực HảiPhịng,ngày tháng Tácgiả năm2023 LỜICÁMƠN Tơi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Hàng hải Việt Nam, Viện Đàotạosauđạihọcđãchophépvàtạođiềukiệnchotơithựchiệnluậnánnày TơixinchânthànhcảmơnhaiThầyhướngdẫnkhoahọc:PGS.TS.NguyễnViếtThànhvà PGS.TS.NguyễnMinhĐứcđãtậntìnhhướngdẫn,địnhhướngnghiêncứugiúp tơihồnthànhluậnán TơixinchânthànhcámơnKhoaHànghải,Việnđàotạosauđạihọc,TrungtâmHuấnluyện thuyền viên, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam, thầy giáo,cơgiáo,cácnhàkhoahọcđãgópý,phảnbiệnvàđánhgiágiúptơitừngbướchồnthiệnluậnán Cuốicùng,tơixinbàytỏlịngbiếtơnsâu sắctớigia đìnhvàbạnbèđãlnđộngviên,khuyếnkhích,tạođiềukiệnchotơitrongsuốtthờigiantơingh iêncứu HảiPhịng,ngày tháng Tácgiả năm2023 MỤCLỤC LỜICAMĐOAN i LỜICÁMƠN .ii MỤCLỤC iii DANHMỤCCÁCKÝHIỆUVÀCHỮVIẾTTẮT vii DANHMỤCCÁCBẢNG xi DANHMỤCCÁCHÌNH xii TÓMTẮT 16 MỞĐẦU 18 CHƯƠNG1.TỔNGQUANVỀVẤNĐỀNGHIÊNCỨUCỦAĐỀTÀILUẬNÁN .28 1.1 Tìnhhìnhnghiêncứuliênquanđếnđềtàiluậnán 28 1.1.1 Cácgiảiphápnângcaohiệuquảsửdụngnănglượngvàgiảmphátthảikhínhàkính từtàubiển 28 1.1.2 Mộts ố p h n g p h p t í n h t o n t ố i u đ ợ c ứ n g d ụ n g đ ể t í n h t o n t u y ế n đườngchạytàu 33 1.2 Mộtsốnghiêncứuvềtínhtốntuyếnđườngchotàubiển 36 1.3 Kháiniệmvềtuyếnđườngchạytàutốiưuvàkếhoạchchạytàutốiưu 37 1.3.1 Kháiniệmtuyếnđườngchạytàutốiưu 38 1.3.2 Kháiniệmkếhoạchchạytàutốiưu 42 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới việc tính tốn tuyến đường kế hoạch chạy tàu tốiưu 44 1.4.1 Cácyếutốthờitiết,khítượngthủyvăn 44 1.4.2 Cácđặctínhcủatàu 46 1.4.3 Mộtsốyếutốquantrọngkhác .47 1.5 Kếtluậnchương1 48 CHƯƠNG2: T Ổ N G H Ợ P TH Ô N G TIN T H Ờ IT IẾ T PH Ụ C V Ụ T Í N H TO Á N TU YẾNĐƯỜNGVÀKẾHOẠCHCHẠYTÀUTỐIƯU 49 2.1 Việcthuthậpthôngtinthờitiếtởtrêntàuhiệnnay 49 2.1.1 Mộtsốnguồnthôngtinthờitiếttiếpcậnđượctrêntàu 49 2.1.2 Cácnguồnthờitiếtdạngsố 51 2.2 Thơngtinthờitiếtphụcvụtínhtốnkếhoạchchạytàutốiưuđượcnghiêncứ utrongđềtàiluậnán .52 2.2.1 Bảntinsóngtồncầu,bảntingiótồncầucủaRish .52 2.2.2 DữliệudịngchảyOscar 53 2.3 KhaithácthơngtinthờitiếtdạngGribfilephụcvụtínhtốntuyếnđườngvàkếhoạc hchạytàutốiưu 54 2.3.1 ThơngtinthờitiếtcóđịnhdạngGribfile 54 2.3.2 Xâydựngphầnmềmtríchxuấtdữliệuthờitiết(sóng,gió)địnhdạngGrib2của Rish 56 2.3.3 Quytrìnhthuthậpthơngtinthờitiết(sóng,gió)từcơsởdữliệucủaRish .58 2.4 KhaithácthơngtindịngchảytừcơsởdữliệudịngchảyOscarphụcvụtínhtốntuyến đườngvàkếhoạchchạytàutốiưu 65 2.4.1 TổngquanvềcơsởdữliệudịngchảyOSCAR .65 2.4.2 XâydựngphầnmềmkhaithácthơngtintừcơsởdữliệudịngchảyOSCAR .66 2.5 TạovàUploadfiledữliệuthờitiếttổnghợpphụcvụtínhtốntuyếnđườngvàkế hoạchchạytàutốiưu 72 2.5.1 Tạofiledữliệuthờitiếttổnghợp 72 2.5.2 Uploadfiledữliệuthờitiếttổnghợp 74 2.6 Kếtluậnchương2 76 CHƯƠNG 3: TỔNG HỢP, PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH THAY ĐỔI TỐC ĐỘ VÀĐẶC TÍNH TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU CỦA TÀU BIỂN TRONG TỪNG ĐIỀUKIỆN HÀNH HẢI CỤ THỂ BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG NHỎNHẤTPHỤCVỤTÍNHTỐNTUYẾNĐƯỜNGVÀKẾHOẠCHCHẠYTÀUTỐIƯU 77 3.1 Đặctínhthayđổitốcđộtàubiểntrongtừngđiềukiệnhànhhảicụthể7 3.2 Đặctínhtiêuthụnhiênliệucủatàubiểntrongtừngđiềukiệnhànhhảicụthể .78 3.3 Xác định đặc tính thay đổi tốc độ tiêu thụ nhiên liệu tàu biển trongtừngđiềukiệnhànhhảicụthểbằngphươngphápbìnhphươngnhỏnhất7 3.3.1 Phươngphápbìnhphươngnhỏnhất 79 3.3.2 Ứng dụng phương pháp bình phương nhỏ xác định đặc tính tốc độ vàđặctínhtiêuthụnhiênliệucủatàubiểntrongtừngđiềukiệnhànhhảicụthể 80 3.4 Phần mềm mơ hình tổng hợp, phân tích đặc tính thay đổi tốc độ đặctính tiêu thụ nhiên liệu tàu biển điều kiện hành hải cụ thể phục vụtínhtốntuyếnđườngvàkếhoạchchạytàutốiưu .83 3.4.1 Tổngquanvềphầnmềm 83 3.4.2 Quy trình quản lý thơng tin đặc tính thay đổi tốc độ tàu biển từngđiềukiệnhànhhảicụthể 86 3.4.3 Quytrìnhquảnlýthơngtinvềđặctínhtiêuthụnhiênliệucủatàubiểntrongtừngđiềukiệ nhànhhảicụthể 87 3.4.4 Mộtsốkếtquảtổnghợp,phântích .90 3.5 Kếtluậnchương3 94 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG THUẬT TỐN VI KHUẨN CẢITIẾN ĐỂ TÍNH TỐN TUYẾN ĐƯỜNG VÀ KẾ HOẠCH CHẠY TÀU TỐIƯU NHIÊN LIỆU DỰA TRÊN NGUYÊN TẮC JUST IN TIME “TÀU ĐẾNCẢNGKỊPLÚC” 95 4.1 Tổngquanvềthuậttoánvikhuẩn 95 4.1.1 Kháiniệm 95 4.1.2 Nguyênlýchungcủathuậttoánvikhuẩn 96 4.1.3 Phânloạithuậttoánvikhuẩn 97 4.3 Nghiêncứu,xâydựngthuậttốnvikhuẩncảitiếntínhtốntuyếnđườngvàkếh oạchchạytàutốiưunhiênliệudựatrênnguntắctàuđếncảngkịplúc.103 4.3.1 Kháiniệmvềkhơnggiantìmkiếm,đườngnútvàtuyếnhànghải 104 4.3.2 Sơđồkhốingunlýtínhtốntuyếnđườngchạytàutốiưunhiênliệudựatrênngu ntắctàuđếncảngkịplúcứngdụngthuậttốnvikhuẩncảitiến 105 4.3.3 Hàmmụctiêucủatuyếnđườngchạytàutốiưunhiênliệudựatrênnguyêntắctàu đếncảngkịplúc 106 4.3.4 Thuậttốnvikhuẩntínhtốntuyếnđườngchạytàutốiưunhiênliệudựatên nguntắctàuđếncảngkịplúc 108 4.3.5 Mộtsốđiềuchỉnhđểtănghiệuquảlựachọncủathuậttoánvikhuẩn .114 4.3.6 Tổng thể thuật toán xác định tuyến đường tối ưu nhiên liệu dựa nguyêntắctàuđếncảngkịplúc .117 4.4 Xây dựng phần mềm tính tốn mơ hình mơ kết tính tốn tuyếnđường chạy tàu tối ưu nhiên liệu dựa nguyên tắc tàu đến cảng kịp lúc bằngthuậttoánvikhuẩncảitiến 119 4.5 Kếtluậnchương4 122 KẾTLUẬNVÀHƯỚNGNGHIÊNCỨUTIẾPTHEO .123 DANHMỤ C CÁ CC Ô N G TR ÌN H KHOAH ỌCĐ Ã CÔNGBỐ L IÊ N Q U A N ĐẾ NĐỀTÀILUẬNÁN .126 DANHMỤCTÀILIỆUTHAMKHẢO 128 DANHMỤCCÁCKÝHIỆUVÀCHỮVIẾTTẮT Chữviếttắt ACOA Giảithích AntColonyOptimizationAlgorithmThu ậttốntốiưuđànkiến BacterialForagingOptimizationAlgorithm BFOA BGTVT Thuậttốntốiưudựatrênviệctìmkiếmthứcăncủabầyvikhuẩn Bộgiaothơngvậntải CSDL Cơsởdữliệu DRT DataRepresentationTemplate DT EC ECDIS EEDI EEOI EGC FC DataTemplate ExhaustedSearch Thuậttốnvétcạn ElectronicChartDisplayandInformationSystem HệthốngthơngtinvàhiểnthịhảiđồđiệntửEnergyEffici encyDesign Index ChỉsốthiếtkếhiệuquảnănglượngEnergyE fficiencyOperationalIndicatorChỉsốk haitháchiệuquảnănglượngEnhancedGro up Call DịchvụgọinhómtăngcườngFu elConsumption Mứctiêuthụnhiênliệu UnitedNationsFrameworkConventionOnClimateChange FCCC GA CơngướckhungcủaLHQvềbiếnđổikhíhậu GeneticAlgorithm GDT Thuậttốnditruyền GHC GridDefinitionTemplateGreen HouseEffect GRIB Hiệuứngnhàkính GriddedBinaryhayGeneralRegularlydistributedInformation HCA inBinaryForm HillClimbingAlgorith IMCO mThuậttốnleođồi Intergovermental IMO Maritime Consultative OrganizationTổ chức liên phủ giải vấn đề Hàng hảiInternationalMaritimeOrganization INMARSAT TổchứcHànghảiquốctế InformationMaritimeSatelliteSystemHệ IPCC thốngthơngtinvệtinhhànghải IntergorvermentalPanelOnClimateChangeỦ JIT ybanliênchínhphủvềbiếnđổikhíhậuJustinTim e "Đếnkịplúc" MARPOL InternationalConventionforthePreventionofPollutionfromS hips MEPC CơngướcquốctếvềphịngngừnhiễmtừtàuMarine EnvironmentProtectionCommittee NCS NetCDF ỦybanbảovệmơitrườngbiểnNghiêncứus inh FormatNetworkCommonDataForm OSCAR OceanSurfaceCurrentAnalysesReal-Time Dự án nghiên cứu phân tích dịng chảy đại dương theothờigianthực PDT QĐ_TTgRISH