Investigation of a mathematical model for optimizing the characteristics of a container ship

Abstract

The design of a modern marine vessel is inextricably linked with the creation of its "electronic copy", implemented in the form of a mathematical model. At the same time, it contains not only the formulas, dependencies and variables that are minimally necessary for further calculations, but also ensures the integrity, objectivity and comprehensiveness of data about the object under study in some area of the search for a solution. In conjunction with the optimization algorithm used, for which the random search method is selected in this paper, a system for calculating the characteristics of a container ship is implemented with optimization according to a given efficiency criterion in the form of reduced costs. The article presents the results of calculating the characteristics of a feeder container vessel, performed in the developed optimization program, and analyzing the properties of a mathematical model based on numerical experimental data to assess its adequacy, sensitivity, and stability. A comparison of the results obtained with actual container ships made it possible to investigate the behavior of the mathematical model in the field of the highest accuracy, and to justify the deviations of the optimal experimental data obtained for the specified defining variables from the compared vessel design.

Keywords: mathematical model, container ship, optimization, random search algorithm, adequacy, efficiency criteria, computer experiments

References

Правила классификации и постройки высокоскоростных судов. СПб.: Российский Морской Регистр Судоходства, 2018. 104 с.

Правила классификации и постройки морских судов, Часть I. СПб.: Российский Морской Регистр Судоходства, 2019. 7 с.

Изменения в международной морской торговле // Обзор морского транспорта – 2017. - URL: https://unctad.org/system/files/official-document/rmt2017ch1_en.pdf. (дата обращения: 19.01.2025).

Гайкович А. И. Проектирование контейнерных судов. Учебное пособие. Л.: изд. ЛКИ, 1984. 27 с.

Рюмин С. Н. Курсовое и дипломное проектирование с использованием УИ САПР "Флот". Учебное пособие. СПб: изд. ГМТУ, 2005. 5 с.

Буров Ю. П. Оптимизация характеристик контейнерного судна с учетом прогнозируемой цены его постройки и эксплуатации // Морские интеллектуальные технологии. 2020. №48. С. 76.

Пашин В. М. Оптимизация судов. Л.: Судостроение, 1983. 8 с.

Гайкович А. И. Основы теории проектирования сложных технических систем. СПб.: Моринтех, 2001. 277 с.

Рюмин С. Н. Состав и средства создания базовой информационной модели для система автоматизированного проектирования крупнотоннажных судов // Научно-технический сборник РС. 2014. № 37. С. 76.

ISO 668:2020 - Series 1 freight containers — Classification, dimensions and ratings //

ISO: 2020. - URL: https://www.iso.org/standard/76912.html (дата обращения: 19.01.2025)

Гайкович А. И. Проектирование корабля с учетом процессов разрушения и восстановления // Научно-технический сборник Российского Морского Регистра Судоходства. 2015. №40/41. С. 31.

А. Вильямс SSPA серия испытаний сопротивления грузовых судов. Швеция.: 1969. 81 с.

Гайкович А.И. Теория проектирования водоизмещающих судов, Том II. СПб.: Моринтех, 2014. 749 с.

Author Biographies

Yuri P. Burov , Volga State University of Water Transport, Nizhny Novgorod, Russia

applicant, Department of Design and Technology of Construction and Ships, Volga State University of Water Transport, 5, Nesterova street, Nizhny Novgorod, Russia, 603951

Yuri A. Kochnev , Volga State University of Water Transport, Nizhny Novgorod, Russia

Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Design and Technology of Construction and Ships, Volga State University of Water Transport, 5, Nesterova street, Nizhny Novgorod, Russia, 603951

Published
18-06-2025
How to Cite
Burov, Y. P., & Kochnev, Y. A. (2025). Investigation of a mathematical model for optimizing the characteristics of a container ship. Russian Journal of Water Transport, (83), 34-42. https://doi.org/10.37890/jwt.vi83.589
Section
Shipbuilding, ship repair and ecological safety of the ship

Most read articles by the same author(s)