新能源船舶电力系统多目标协同的演化博弈分析与差异化政策优化研究

《Journal of Marine Science and Engineering》:Research on the Four-Party Game of Intelligence–Greenness–Efficiency–Resilience in New-Energy Ship Power Systems

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月17日 来源:Journal of Marine Science and Engineering 3.2

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   摘要 在国际海事组织温室气体战略更新和中国"双碳"目标的驱动下,采用低碳和零碳替代能源的船舶电力系统(本文称之为新能源船

  

摘要

在国际海事组织温室气体战略更新和中国"双碳"目标的驱动下,采用低碳和零碳替代能源的船舶电力系统(本文称之为新能源船舶电力系统)需要在智能化、绿色化、高效化和韧性之间实现均衡提升。这些性能目标之间存在固有的资源竞争与技术权衡,从而限制了传统单目标优化的效果。本研究将这四个技术目标视为具有二元策略选择的有限理性虚拟参与者,建立了四方演化博弈模型。在考虑技术耦合、风险扰动、政策补贴与惩罚机制的基础上,推导了复制动态方程,并通过雅可比稳定性分析求解演化稳定均衡。模型参数基于行业规范、公开文献及船舶实际运行记录进行标定。数值仿真结果表明,仅依靠政策激励或技术优化均无法实现完整的多目标协同,二者均需满足相应的阈值条件。根据收敛性能与动态稳定性风险,确定了较广的快速收敛补贴区间以及嵌套的实用最优补贴窗口。航行工况在不同船舶运行场景下显著重塑了均衡特征。本研究利用一艘纯电动智能集装箱船的运营数据进行了合理性验证。需要注意的是,基准协作度数值为多准则估计的综合指数,而非独立测量的运营数据,因此该对比仅为该单船提供了初步的合理性支撑。本研究揭示了多目标协调的演化机制与限制边界条件,为船舶设计、能源调度和差异化政策制定提供了理论参考。
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