Συγκριτική μελέτη της λειτουργίας στόλου με τη χρήση κριτηρίων βιωσιμμότητας: ανάπτυξη υπολογιστικού εργαλείου

Δασκαλάκης, Χρήστος; Daskalakis, Christos

dc.contributor.author	Δασκαλάκης, Χρήστος	el
dc.contributor.author	Daskalakis, Christos	en
dc.date.accessioned	2018-10-22T09:54:54Z
dc.date.available	2018-10-22T09:54:54Z
dc.date.issued	2018-10-22
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47820
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16064
dc.rights	Default License
dc.subject	Αέριες εκπομπές	el
dc.subject	Εξωτερικό κόστος	el
dc.subject	Κόστος λειτουργίας	el
dc.subject	Στόλος πλοίων	el
dc.subject	Ανάλυση βιωσιμότητας κύκλου ζωής	el
dc.subject	Emissions	en
dc.subject	External cost	en
dc.subject	Operational cost	en
dc.subject	Fleet	en
dc.subject	Life cycle sustainability analysis	en
dc.title	Συγκριτική μελέτη της λειτουργίας στόλου με τη χρήση κριτηρίων βιωσιμμότητας: ανάπτυξη υπολογιστικού εργαλείου	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Marine engineering	en
heal.classification	Ναυπηγική τεχνολογία	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/97726161116a914fe9fcf38119219ae532471c9d
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-03-28
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία με θέμα «Συγκριτική μελέτη της λειτουργίας στόλου με τη χρήση κριτηρίων βιωσιμότητας: Ανάπτυξη υπολογιστικού εργαλείου» εκπονήθηκε υπό την επίβλεψη του Αναπληρωτή Καθηγητή Δρ. Νικολάου Π. Βεντίκου στο πλαίσιο των προπτυχιακών σπουδών της σχολής Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Αντικείμενο της εργασίας αποτελεί η σύγκριση και η βελτιστοποίηση στόλων πλοίων μεταφοράς ξηρού φορτίου (Bulk Carrier) με χρήση της μεθόδου Ανάλυσης Κύκλου Ζωής. Ως κριτήρια χρησιμοποιήθηκαν το σύνολο των αέριων εκπομπών, το εξωτερικό κόστος και το κόστος λειτουργίας. Με βάση τα παραπάνω γίνεται εφικτός ο υπολογισμός του βέλτιστου συνδυασμού πλοίων με σκοπό την ελαχιστοποίηση των υπό μελέτη μεγεθών, ώστε για μια συγκεκριμένη θαλάσσια διαδρομή να καλύπτεται η ζήτηση σε συγκεκριμένο ξηρό φορτίο χύδην από τους υπό εξέταση στόλους. Για τον λόγο αυτό αναπτύχθηκε υπολογιστικό εργαλείο που, υπολογίζοντας το εξωτερικό κόστος και το κόστος λειτουργίας ενός στόλου αποτελούμενου από Bulk Carriers, εμφανίζει τον βέλτιστο συνδυασμό πλοίων του στόλου που απαιτείται να χρησιμοποιηθούν, ενώ παράλληλα υπολογίζει και παρουσιάζει επιπρόσθετα συναφή αποτελέσματα με βάση τους ισχύοντες κανονισμούς. Για την ανάπτυξη του προγράμματος χρησιμοποιήθηκε το περιβάλλον αριθμητικής υπολογιστικής MATLAB που αποτελεί, ταυτόχρονα, μια προγραμματιστική γλώσσα τέταρτης γενιάς. Το υπολογιστικό πρόγραμμα που αναπτύχθηκε λειτουργεί σαν διαδραστικό εργαλείο το οποίο, μέσω κατάλληλα διαμορφωμένων πλαισίων διαλόγου στην αγγλική γλώσσα, λαμβάνει τα απαραίτητα δεδομένα εισόδου από τον χρήστη και εξάγει τα ζητούμενα αποτελέσματα, με βάση τις παραμέτρους που τίθενται κάθε φορά. Τα απαιτούμενα δεδομένα εισόδου αφορούν στα βασικά χαρακτηριστικά των πλοίων, στα χαρακτηριστικά των μηχανών τους, στις αέριες εκπομπές τους, καθώς και στα στοιχεία της υπό εξέταση θαλάσσιας διαδρομής. Στα αποτελέσματα που εξάγονται, πέραν του βέλτιστου συνδυασμού πλοίων, συμπεριλαμβάνονται τα δεδομένα που απαιτείται να καταγράφονται σύμφωνα με τον Κανονισμό (EU) 2015/757 της Ευρωπαϊκής Ένωσης (Κανονισμός Παρακολούθησης – Αναφοράς – Πιστοποίησης/ Monitoring – Reporting – Verification, MRV), ενώ παράλληλα υπολογίζονται και εμφανίζονται στοιχεία που αφορούν άλλους κανονισμούς σχετικούς με τις αέριες εκπομπές των πλοίων, όπως είναι οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2) ανά τονομίλι και οι εκπομπές οξειδίων του αζώτου (ΝΟΧ) ανά κιλοβατώρα. Όλα τα αποτελέσματα αποθηκεύονται σε πίνακες για την ευκολότερη κατανόηση και περαιτέρω επεξεργασία τους, ενώ παράλληλα σχεδιάζονται χρήσιμα γραφήματα. Στη συνέχεια της εργασίας παρουσιάζονται και σχολιάζονται τα αποτελέσματα από την εφαρμογή του υπολογιστικού προγράμματος για δύο στόλους Bulk Carrier, που εκτελούν δρομολόγια μεταξύ Αυστραλίας και Κίνας. Διευρύνοντας το πεδίο της έρευνας εξετάζονται δύο εναλλακτικά σενάρια ταχυτήτων των πλοίων και αναλύονται τα αποτελέσματα που προκύπτουν από τη χρήση τριών ειδών καυσίμων (Heavy Fuel Oil, Marine Diesel Oil, Liquefied Natural Gas). Τέλος, γίνεται αναγωγή των αποτελεσμάτων στο χρόνο ζωής των πλοίων (ο οποίος ορίζεται ως 20 έτη).	el
heal.abstract	This Thesis, entitled “Design of computational platform for the comparative assessment of vessels’ operations on fleet-wide basis with respect to sustainability criteria”, was developed within the field of undergraduate studies at the Naval Architecture and Marine Engineering department of the National Technical University of Athens, under the supervision of the Associate Professor Dr. Nikolaos P. Ventikos. The subject of this research is the comparison and optimization of dry Bulk Carriers using the Life Cycle Assessment method. Gas emissions, external cost and operating cost were used as criteria. Based on the above, it is possible to calculate the optimal combination of ships, in order to minimize the sizes under consideration, so that for a particular sea route the demand in a specific bulk cargo is covered by the fleets under consideration. Therefore, a computational platform was developed for the calculation of the external and operational cost of a Bulk Carrier fleet, displaying the optimal combination of ships to constitute the fleet and providing further results in accordance with the applicable regulations. The fourth-generation programming language and numerical computing environment MATLAB was used for the development of the platform. The platform operates as an interactive tool which, through appropriately configured dialog boxes written in English, receives the necessary input data from the user and outputs the requested results according to the parameters set for each inquiry. The required input data relate to the basic characteristics of the ships, the specifications of their engines, their gaseous emissions and the features of the sea-region under consideration. The exported results provide the optimal combination of ships to operate, along with data required to be recorded in accordance with the European Union Regulation (EU) 2015/757 (Monitoring – Reporting – Verification, MRV) and other regulations related to the gaseous emissions of ships, such as the amount of carbon dioxide (CO2) emissions per ton-mile and the oxides of nitrogen (NOX) emissions per kilowatt hour. All results are saved in matrices in order to be intelligible and their further processing to be feasible, while they are also presented in graphs and charts. In the last part of this Thesis, the results derived from using the above-mentioned platform to assess two Bulk Carrier fleets operating a sea-route between Australia and China are presented. In order to enhance the framework of research, two alternative scenarios for the ships’ speed and three distinct types of bunker fuels consumed (Heavy Fuel Oil, Marine Diesel Oil, Liquefied Natural Gas) are investigated. Finally, the exported results are converted and analyzed on the basis of the vessels’ lifecycle, which is considered to be 20 years of operation.	en
heal.advisorName	Βεντίκος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Βεντίκος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Ζαραφωνίτης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Καϊκτσής, Λάμπρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μελέτης Πλοίου και Θαλάσσιων Μεταφορών. Εργαστήριο Θαλασσίων Μεταφορών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	136 σ.
heal.fullTextAvailability	true