航速作为不定期船运营管理的一项重要决策,受到船舶技术状况、行驶环境、气候条件和航运市场行情等多方面因素的影响。合理优化航速能够提高航运公司的经济收益,提高船舶能效,使航运企业能够在竞争激烈的市场中保持强有力的竞争力。原油是重要的战略资源,其在国民经济发展中具有重要作用,因而石油贸易影响各国经济发展。作为石油贸易的派生性需求,油轮运输在航运市场中占有重要地位,而承运进口石油最经济的运输方式是使用大型油轮(VLCC,Very Large Crude Carrier)。本文在系统归纳和分析航速优化相关领域的理论成果的基础上,展开对航次租船合同下的VLCC单船航速优化及能效问题的研究,并在此基础上,提出针对动力装置管理的措施。本研究首先分别建立了基于航次每营运天经济效益和基于航次经济效益的航速优化数学模型,模型分别以航次日收益最大和航次净收益最大为优化目标,综合考虑了航次收入、航次成本、航次时间等影响最优航速的主要因素;其次构建了基于航次能效的航速优化数学模型,该模型以航次EEOI最低为优化目标,综合考虑了主机油耗、辅机油耗、航次时间等影响最优航速的主要因素。针对模型的结构特征,应用外罚函数法和模式搜索法相结合的算法分别对三个模型进行求解。为了进一步解决模型在实际求解中的难题,运用Visual Basic编程技术,结合Access数据库,设计开发了 VLCC航速优化应用软件。该软件操作简单,可以实现人机交互,能够根据用户输入的初始已知数据,通过计算分别得到三个不同优化目标的最优航速。最后,本文结合某航运公司的VLCC实例,对其航速进行优化,结果证明本文给出的最优航速比航运公司给定的指导航速航次日收益更大或航次净收益更大或航次EEOI更低,证明本软件可以实际应用,为船舶管理者及操作者提供决策辅助支持,并相应改善船舶管理和操作。