本发明涉及船舶开发设计，尤其涉及一种船舶年度营运碳强度评估方法。
背景技术：
1、在全球共同应对气候变化的背景下，航运业正面临前所未有的压力和挑战，绿色低碳发展已成为业界关注的焦点。国际海事组织在海洋环境保护委员会第76届会议审议并通过了《marpol公约》附则vi的修正案，对国际的现有船舶提出了营运碳强度指标(cii)评级要求。该要求在2023年1月1日起实施。
2、船舶达到的年度营运碳强度指标，是基于上一自然年里船舶营运中实际的co2排放和航行里程计算得到的。因此，需要提出一种船舶年度营运碳强度评估方法，用于预测评估新开发船型的营运碳强度及各年度的cii评级，为船舶开发设计提供支撑，或评估实船按年度营运计划营运下的年度cii评级，据此评估/调整年度营运计划。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种船舶年度营运碳强度评估方法，用以解决了船舶开发设计阶段针对不同设计方案未来营运碳强度确定评判优劣的问题，也可用于船舶营运碳强度cii改进措施计划中营运模式调整。
2、一种船舶年度营运碳强度评估方法，具体包括以下步骤：
3、s1，定义船舶在整条拟投运航线中各段航线的营运工况和服务航速；
4、s2，根据所述运营工况和服务航速，确定船舶的营运模式，所述运营模式是指船舶在每种运行模式和每种营运工况下各个服务航速的营运时间占比；
5、s3，获取每种运行模式和每种营运工况下主机和辅机以各个服务航速运行时每天的油耗或气耗；
6、s4，根据所述营运模式以及所述每种运行模式和每种营运工况下主机和辅机以各个服务航速运行时每天的油耗或气耗，计算出船舶在每种运行模式和每种营运工况下以各个服务航速运行时排放的年度co2排放量和年度航程；
7、s5，根据所述船舶在每种运行模式和每种营运工况下以各个服务航速运行时排放的年度co2排放量和年度航程估算出船舶的年度营运碳强度ciish ip。
8、优选地，还包括步骤s6，根据所述估算出的船舶年度营运碳强度ciish ip，获取船舶在该营运模式下各年度的cii评级。
9、优选地，根据所述估算出的船舶年度营运碳强度ciish ip，获取船舶在该营运模式下各年度的cii评级的具体步骤为：
10、参照国际海事组织imo颁发的《船舶运营碳强度评级指南》，获取适用本船的评级边界系数；
11、根据所述适用本船的评级边界系数和规范要求的各年度营运碳强度ciireq，计算得到各个年度营运碳强度等级的等级边界；
12、将所述估算出的船舶年度营运碳强度ciiship与年度营运碳强度等级进行比对，获取船舶在该营运模式在各年度的cii评级。
13、优选地，所述年度营运碳强度等级包括五个等级，分别为等级“a”、“b”、“c”、“d”、“e”，
14、当船舶年度营运碳强度ciiship＜优秀等级边界时，则评级为等级“a”；
15、当船舶年度营运碳强度ciiship＜良好等级边界时，则评级为等级“b”；
16、当船舶年度营运碳强度ciiship＜及格等级边界时，则评级为等级“c”；
17、当船舶年度营运碳强度ciiship＜较差等级边界时，则评级为等级“d”；
18、当船舶年度营运碳强度ciiship≧较差等级边界时，则评级为等级“e”。
19、优选地，计算规范要求的年度营运碳强度ciireq的步骤为：
20、首先，参照国际海事组织imo颁发的《用于运营碳强度因子的基线指南》，计算出本船的运营碳强度基线ciiref：
21、ciiref＝a*capacity-c
22、其中，a为与船型和船舶运载能力相关的系数，capacity为船舶运载能力，c为与船型和船舶运载能力相关的系数；
23、然后，参照国际海事组织imo颁发的《运营碳强度基于参考线的折减系数指南》，获取/计算各年度的折减系数z；
24、然后，根据本船的运营碳强度基线ciiref和各年度的折减系数z计算出规范要求的各年度营运碳强度ciireq，ciireq＝ciiref*(1-z)c
25、优选地，还包括步骤s7，根据估算出船舶的年度营运碳强度ciiship，根据评级限制年计算公式计算出船舶cii评级可持续的年限。
26、优选地，还包括步骤s8，判断估算出船舶的年度营运碳强度cii是否超过规范要求的年度营运碳强度，若超过，则调整步骤s1中定义的船舶在整条拟投运航线中各段航线的服务航速。
27、优选地，步骤s1中定义船舶在拟投运航线上的营运工况和服务航速的具体步骤为：
28、获取船舶在拟投运航线上的历史航行信息；
29、根据船舶在拟投运航线上不同港口之间航行时的历史载重量定义每段航线的营运工况；
30、根据船舶在拟投运航线上不同港口的历史离靠港时间确定船舶在每段航线的服务航速。
31、优选地，所述营运工况包括压载工况和满载工况；
32、所述运行模式包括油耗模式和气耗模式。
33、优选地，年度co2排放量的计算公式为：
34、
35、年度航程的计算公式为：
36、ws＝capacity*dtvs(i)
37、船舶的年度营运碳强度ciiship的计算公式为：
38、
39、其中，m为年度co2排放总量，单位为吨；cfoil为燃油的碳转换系数；cfgas为燃气的碳转换系数；days为全年营运航行天数；fochab为全年港口停泊期间的燃油消耗量，单位为吨；gchab为全年港口停泊期间的燃气消耗量，单位为吨；dsfoclome(i)为满载状态燃油模式下，以航速vs(i)航行时主机日油耗，单位为吨/天；dpoclome(i)为满载状态燃油模式下，以航速vs(i)航行时主机点燃油日油耗，单位为吨/天；dsfocloae(i)为满载状态燃油模式下，以航速vs(i)航行时辅机日油耗，单位为吨/天；dpocloae(i)为满载状态燃油模式下，以航速vs(i)航行时辅机点燃油日油耗，单位为吨/天；rlo(i)为满载状态燃油模式下，以航速vs(i)航行营运天数在全年营运航行天数中的占比；dsfocbome(i)为压载状态燃油模式下，以航速vs(i)航行时主机日油耗，单位为吨/天；dsfocbome(i)为压载状态燃油模式下，以航速vs(i)航行时主机点燃油日油耗，单位为吨/天；dsfocboae(i)为压载状态燃油模式下，以航速vs(i)航行时辅机日油耗，单位为吨/天；dpocboae(i)为压载状态燃油模式下，以航速vs(i)航行时辅机点燃油日油耗，单位为吨/天；rbo(i)为压载状态燃油模式下，以航速vs(i)营运天数在全年营运航行天数中的占比；dsfgclgme(i)为满载状态气模式下，以航速vs(i)航行时主机日气耗，单位为吨/天；dpoclgme(i)为满载状态气模式下，以航速vs(i)航行时主机点燃油日油耗，单位为吨/天；dsfgclgae(i)，单位为满载状态气模式下，以航速vs(i)航行时辅机日气耗，单位为吨/天；dpoclgae(i)为满载状态气模式下，以航速vs(i)航行时辅机点燃油日油耗，单位为吨/天；rlg(i)为满载气模式，航速vs(i)营运天数在全年营运航行天数中的占比；dsfgcbgme(i)为压载状态气模式下，以航速vs(i)航行时主机日气耗，单位为吨/天；
40、dpocbgme(i)为压载状态气模式下，以航速vs(i)航行时主机点燃油日油耗，单位为吨/天；dsfgcbgae(i)为压载状态气模式下，以航速vs(i)航行时辅机日气耗，单位为吨/天；dpocbgae(i)为压载状态气模式下，以航速vs(i)航行时辅机点燃油日油耗，单位为吨/天；rbg(i)为压载气模式，以航速vs(i)营运天数在全年营运天数总的占比；
41、ws为年度航程；capacity为船舶运载能力，对于散货船、油船、集装箱船、气体运输船、lng运输船、滚装货船、杂货船、冷藏船和兼用船用载重量，对于穿梭客船、滚装车辆运输船、滚装客船用总吨；dt为船舶年度航行里程；
42、
43、本发明的有益效果是：
44、1、本发明的方法实现了船舶年度营运碳强度的快速评估，通过定义营运工况、服务航速和营运模式，结合各工况各服务航速下船舶的油耗/气耗数据，可精确计算该营运模式下船舶可达到的营运碳强度，为准确判断船舶设计方案排放优劣提供了一种有效的技术手段，也预测船舶在不同模营运模式营运碳强度优劣。
45、2、本发明的方法的计算结果可用来具体分析不同服务航速下达到的船舶营运碳强度及其评级可持续的年限，评估何时采用降速或/和低碳原料来提升营运碳强度评级，延长船舶营运年限，降低船舶生命期的综合营运成本。
1.一种船舶年度营运碳强度评估方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的船舶年度营运碳强度评估方法，其特征在于，还包括步骤s6，根据所述估算出的船舶年度营运碳强度ciiship，获取船舶在该营运模式下各年度的cii评级。
3.根据权利要求2所述的船舶年度营运碳强度评估方法，其特征在于，根据所述估算出的船舶年度营运碳强度ciiship，获取船舶在该营运模式下各年度的cii评级的具体步骤为：
4.根据权利要求3所述的船舶年度营运碳强度评估方法，其特征在于，所述年度营运碳强度等级包括五个等级，分别为等级“a”、“b”、“c”、“d”、“e”，
5.根据权利要求3所述的船舶年度营运碳强度评估方法，其特征在于，计算规范要求的年度营运碳强度ciireq的步骤为：
6.根据权利要求4所述的船舶年度营运碳强度评估方法，其特征在于，还包括步骤s7，根据估算出船舶的年度营运碳强度ciiship，根据评级限制年计算公式计算出船舶cii评级可持续的年限。
7.根据权利要求1所述的船舶年度营运碳强度评估方法，其特征在于，还包括步骤s8，判断估算出船舶的年度营运碳强度ciiship是否超过规范要求的年度营运碳强度，若超过，则调整步骤s1中定义的船舶在整条拟投运航线中各段航线的服务航速分布。
8.根据权利要求1所述的船舶年度营运碳强度评估方法，其特征在于，步骤s1中定义船舶在拟投运航线上的营运工况和服务航速的具体步骤为：
9.根据权利要求1所述的船舶年度营运碳强度评估方法，其特征在于，所述营运工况包括各种拟定工况，为便于理解，以仅包含压载工况和满载工况的营运工况为例；
10.根据权利要求1所述的船舶年度营运碳强度评估方法，其特征在于，年度co2排放量的计算公式为：
