Accurate modeling of ship performance is crucial for the shipping industry to optimize fuel consumption and subsequently reduce emissions. However, predicting the speed-power relation in real-world conditions remains a challenge. In this study, we used in-service monitoring data from multiple vessels with different hull shapes to compare the accuracy of data-driven machine learning (ML) algorithms to traditional methods for assessing ship performance. Our analysis consists of two main parts: (1) a comparison of sea trial curves with calm-water curves fitted on operational data, and (2) a benchmark of multiple added wave resistance theories with an ML-based approach. Our results showed that a simple neural network outperformed established semi-empirical formulas following first principles. The neural network only required operational data as input, while the traditional methods required extensive ship particulars that are often unavailable. These findings suggest that data-driven algorithms may be more effective for predicting ship performance in practical applications.


翻译:准确的船舶性能建模对于航运业优化燃料消耗并随后减少排放至关重要,然而,预测现实世界条件下的速能关系仍是一个挑战。在本研究中,我们使用来自多艘船体形状不同的船舶的在职监测数据,将数据驱动机算法的准确性与评估船舶性能的传统方法进行比较。我们的分析包括两个主要部分:(1) 海量试验曲线与操作数据上安装的平静水曲线的比较,(2) 多倍增加的波抗理论的基准与以 ML 为基础的方法。我们的结果显示,简单的神经网络比按照第一原则建立的半经验公式要好。神经网络只需要作为投入的操作数据,而传统方法则需要广泛的船舶具体情况,而这些往往是没有的。这些结论表明,数据驱动算法可能更有效地预测实际应用中的船舶性能。

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