中國(guó)船級(jí)社質(zhì)量認(rèn)證公司 佟 鑫

船舶噸位分為總噸位和凈噸位。總噸位代表船舶的總?cè)莘e，是衡量船舶大小的主要參數(shù)，它用于船舶登記、區(qū)別船舶等級(jí)、計(jì)算保險(xiǎn)費(fèi)及衡量船舶技術(shù)管理的標(biāo)準(zhǔn)等；凈噸位代表船舶能用于營(yíng)利的有效容積，凈噸位又稱(chēng)計(jì)費(fèi)噸，它是船舶向港口交納各種稅收和費(fèi)用的依據(jù)。因此，提高船舶噸位丈量計(jì)算的精度顯得尤為重要。

“國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則（2011）”，分別對(duì)國(guó)內(nèi)航行海船船長(zhǎng)大于、等于24m和小于24m的船舶給出了噸位丈量方法。對(duì)于船長(zhǎng)小于24m的海船在“規(guī)則”第二篇的2.1和2.2中給出了簡(jiǎn)易計(jì)算方法，計(jì)算難度較小，并且此類(lèi)海船在實(shí)際工作中遇到的較少。因此，本文所述計(jì)算過(guò)程除指明外，針對(duì)國(guó)內(nèi)航行船舶的計(jì)算均指船長(zhǎng)大于、等于24m的船舶。

“規(guī)則”確定的丈量計(jì)算方法

針對(duì)船長(zhǎng)大于、等于24m的國(guó)內(nèi)航行海船，“國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則”（2011）給出了如下噸位丈量計(jì)算方法。

船舶總噸位（GT）

船舶總噸位GT= K1(V1+V2)

式中： K1—系數(shù)， K1=0.2+0.02Log10V或由“規(guī)則”表2.1.1查得；

V1—上甲板以下所有圍蔽處所的型容積（m3）；

V2—上甲板以上所有圍蔽處所的型容積（m3）；

（1）上甲板以下所有圍蔽處所的型容積V1的計(jì)算，“規(guī)則”（2011）給出了以下三種方法。

（a）通過(guò)修正的型深D′，利用排水容積曲線直接求V1；

（b）用邦氏曲線求甲板邊線下的容積，加上梁拱容積及船首尾垂線以外部分的容積，即得V1；

（c）用《國(guó)際航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》第2篇第2章給出的“辛氏”法求得容積V1。

以上三種計(jì)算方法在“規(guī)則”中有詳細(xì)論述，本文不再贅述。

（2）上甲板以上所有圍蔽處所型容積V2的計(jì)算。

上甲板以上所有圍蔽處所型容積丈量方法與《國(guó)際航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》第2篇第2章1.6和1.7所述丈量方法相同。

船舶凈噸位（NT）

船舶的凈噸位NT=K2GT

式中：GT為按“規(guī)則”量計(jì)所得的總噸位。K2可從“規(guī)則”2011中表2.2.1中查得。

噸位丈量的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

所需圖紙的確定

按“國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則”（2011）進(jìn)行噸位丈量的船舶，需要的主要圖紙有：總布置圖、型線圖、典型橫剖面圖、 靜水力曲線圖、邦氏曲線圖。在確定噸位丈量所需圖紙時(shí)，應(yīng)從船舶現(xiàn)有圖紙和船舶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，考慮以下三點(diǎn)因素：

（1）由于總布置圖不能完全表達(dá)主甲板生活區(qū)處所、錨鏈筒、海水閥箱、桅桿、起重機(jī)、通風(fēng)總管等圍蔽處所的詳細(xì)尺寸，在計(jì)算過(guò)程中應(yīng)結(jié)合船舶的上層建筑及甲板室結(jié)構(gòu)圖和其他上述圍蔽處所的圖紙。

（2）若在丈量計(jì)算過(guò)程中采用“規(guī)則”（2011）中靜水力曲線法求V1,則可以不準(zhǔn)備邦氏曲線圖和型線圖，僅利用靜水力曲線圖即可；若在丈量計(jì)算過(guò)程中采用“規(guī)則”（2011）中邦氏曲線求V1,則可以不準(zhǔn)備靜水力曲線圖和型線圖，僅利用邦氏曲線圖即可；若在丈量計(jì)算過(guò)程中采用“規(guī)則”（2011）中“辛氏”法求V1，則可以不準(zhǔn)備靜水力曲線圖和邦氏曲線圖，僅利用型線圖即可。在實(shí)際噸位丈量圖紙準(zhǔn)備過(guò)程中，筆者認(rèn)為型線圖、靜水力曲線圖、邦氏曲線圖三份圖紙最好準(zhǔn)備兩份以上，這樣可以通過(guò)一種方法計(jì)算V1后，再用另外一種方法驗(yàn)證，從而保證V1計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（3）在船舶噸位丈量計(jì)算過(guò)程中所取用的尺度數(shù)據(jù)應(yīng)嚴(yán)格控制誤差。在確定噸位丈量所需圖紙后，計(jì)算工作開(kāi)始前，必須將所選圖紙與實(shí)船進(jìn)行核對(duì)，確認(rèn)船長(zhǎng)、船寬、型深、貨艙口的長(zhǎng)與寬及數(shù)量、艏艉樓的長(zhǎng)度與高度，各層甲板室長(zhǎng)、寬、高及外形等尺寸是否與圖紙相符。如果有不符的情況，應(yīng)在圖紙上標(biāo)記出來(lái)，在噸位丈量計(jì)算過(guò)程中以實(shí)船結(jié)構(gòu)尺寸為準(zhǔn)。

船舶上甲板的確定

在噸位丈量計(jì)算過(guò)程中，所用的甲板長(zhǎng)度為“規(guī)則”中定義的上甲板（量噸甲板）長(zhǎng)度。上甲板是指最高一層露天全通甲板，在露天部分上的一切開(kāi)口，均設(shè)有永久性關(guān)閉裝置，而且在該甲板下面船旁?xún)蓚?cè)的一切開(kāi)口，也有永久性水密關(guān)閉裝置。在確定船舶上甲板過(guò)程中，應(yīng)注意以下情況：

（1）如船舶具有階梯形上甲板，則取最低的露天甲板線和其平行于甲板較高的延伸線作為上甲板；

（2）甲板下的舷邊有開(kāi)口，且無(wú)關(guān)閉裝置，而舷內(nèi)有水密艙壁和甲板予以限界，則此開(kāi)口下面的第一層甲板作為上甲板；

（3）對(duì)于完全延伸到船寬的不連續(xù)上甲板的船舶，不連續(xù)長(zhǎng)度超過(guò)1m,則應(yīng)按照階段性上甲板處理；如不連續(xù)的上甲板不延伸到舷側(cè)，則按上甲板平臺(tái)以下的壁龕處理。

精度控制和簡(jiǎn)化算法

關(guān)于上甲板以下圍蔽處所容積的計(jì)算

“國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則”（2011）關(guān)于V1的計(jì)算給出了3種計(jì)算方法，分別是靜水力曲線法、邦氏曲線法、辛氏法。下面筆者介紹一下在實(shí)際操作中使用靜水曲線法和辛氏法這兩種方法的見(jiàn)解。

（1）用靜水力曲線求V1

采用靜水力曲線求V1的方法比較簡(jiǎn)便快捷，但是此方法帶來(lái)誤差比較大。因?yàn)殪o水力曲線僅給出到滿(mǎn)載吃水處，以上部分需要用曲線的“外延法”或“插值法”。筆者在用靜水力曲線計(jì)算V1的方法時(shí)，為了提高噸位丈量計(jì)算的精度，使結(jié)果更加準(zhǔn)確，采用了AUTOCAD 軟件繪制所選取的計(jì)算曲線末端的簡(jiǎn)易曲線，因?yàn)殡x船底線越高，船舶的曲率變化越小，靜水力曲線的末端曲率趨于平穩(wěn)，故從末端趨勢(shì)入手繪制出其延伸線，并在延伸線上取得目標(biāo)值。相對(duì)來(lái)說(shuō)，這樣做可以盡可能地減少用靜水力法所帶來(lái)的誤差。下面筆者以計(jì)算過(guò)的一條國(guó)內(nèi)航行散貨船為例，介紹一下這個(gè)方法。

在用靜水力曲線法計(jì)算該船V1時(shí)，該船所提供的靜水力曲線中僅有排水量曲線，無(wú)法找到排水型容積曲線，故選擇排水量曲線作為計(jì)算曲線。該輪的設(shè)計(jì)吃水為13.2m,滿(mǎn)載吃水為15m,經(jīng)修正后的型深為18.6m，所以通過(guò)在排水量曲線上取點(diǎn)用AUTOCAD 軟件繪制出13.2m～15m之間的排水量曲線，然后按照這條曲線的曲率繪制出延伸線部分，從延伸線上取得18.6m處的排水量數(shù)值。在得到具體過(guò)程如下：

第一步，用EXCEL生成吃水—排水量的點(diǎn)坐標(biāo)，為使繪制的曲線直觀表達(dá)曲率，本船在生成坐標(biāo)點(diǎn)時(shí)將橫坐標(biāo)吃水?dāng)U大了10000倍（擴(kuò)大倍數(shù)應(yīng)適船舶實(shí)際情況確定）。

?

第二步，將生成的吃水—排水量坐標(biāo)點(diǎn)輸入AUTOCAD 軟件得到計(jì)算曲線，并按此曲線趨勢(shì)繪制其延伸線，從而取得修正型深（吃水18.6m）處的排水量為114400t。

第三步，將得到的排水量數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)化，用排水量114400t,除以海水密度1.025kg/m3，再除以附體系數(shù)（本船附體系數(shù)取1.003），最終得到該船V1=111321.68m3。

（2）用辛氏法求 V1

目前，不少營(yíng)運(yùn)的船舶缺少靜水力曲線和邦氏曲線計(jì)算資料，在這種情況下就要采用《國(guó)際航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》第1分冊(cè)第二章第二節(jié)給出的“辛氏”法來(lái)計(jì)算V1，辛氏法在三種方法中最為繁瑣，但同時(shí)計(jì)算結(jié)果最為準(zhǔn)確。在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，筆者用AUTOCAD 軟件繪制出辛氏法所選取的各分長(zhǎng)點(diǎn)處橫剖面曲線，然后用AUTOCAD 軟件直接讀取各分長(zhǎng)點(diǎn)處橫剖面面積，這樣做既簡(jiǎn)化了“規(guī)則”中所述橫剖面辛氏積分的過(guò)程，又避免了積分過(guò)程中帶來(lái)的計(jì)算誤差，提高了計(jì)算結(jié)果的精確度。下面結(jié)合筆者做的一條港口工程船噸位丈量，介紹一下此方法的過(guò)程。

第一步，通過(guò)船舶的型線圖和型值表，讀取辛氏法所選取各分長(zhǎng)點(diǎn)處橫剖面的半寬值和水線高，并用EXCEL生成半寬值—水線高坐標(biāo)值。如下表（以所選取的0站分長(zhǎng)點(diǎn)為例）。

0站分長(zhǎng)點(diǎn)半寬（mm) 水線高(mm) 生成坐標(biāo)2514 1200 2514,1200 2548 1400 2548,1400 2582 1600 2582,1600 2616 1800 2616,1800 2858 3200 2858,3200

第二步，利用各站生成的坐標(biāo)在AUTOCAD軟件中繪制所選取各分長(zhǎng)點(diǎn)處的橫剖面，然后用AUTOCAD 軟件讀取各分長(zhǎng)點(diǎn)橫剖面的面積。下圖所示為用AUTOCAD 軟件繪制的各分長(zhǎng)點(diǎn)處剖面圖。

第三步，將以上數(shù)據(jù)代入“規(guī)則”中給出的表格，進(jìn)行辛氏積分，最終求得V1。

甲板以上不規(guī)則圍蔽處所容積的確定

在“規(guī)則”中規(guī)定甲板以上圍蔽處所的容積確定采用該圍蔽處所的平均長(zhǎng)度×平均寬度×平均高度。但在實(shí)際噸位丈量過(guò)程中，對(duì)于甲板以上不規(guī)則的圍蔽處所，無(wú)論是從圖紙量取，還是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，都難以得到所謂“平均”數(shù)值。筆者總結(jié)了幾個(gè)甲板以上常見(jiàn)不規(guī)則處所容積的確定方法，如下。

（1）上層建筑部分不規(guī)則艙室

確定上層建筑不規(guī)則艙室，應(yīng)比對(duì)圖紙所顯示的數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量確定該規(guī)則艙室的輪廓尺寸，可以用AUTOCAD軟件繪制該艙室的幾何草圖，在AUTOCAD 軟件中直接讀取其面積。對(duì)該不規(guī)則艙室進(jìn)行幾何劃分，然后分區(qū)域計(jì)算容積再求和。例如，筆者在對(duì)一條港口工作船的不規(guī)則主甲板室容積確定時(shí)采用了如下方法：

第一步，通過(guò)總布置圖紙量取和實(shí)船測(cè)量，確定了該船主甲板室地板和頂棚的輪廓尺寸，在AUTOCAD 中繪出草圖，通過(guò)面積讀取功能得到地板 面 積S1=94.01m3， 頂棚面積S2=91.54m3。（ 如下圖）。

第二步，在AUTOCAD 中繪制出主甲板室縱剖面圖，主甲板室高度為2.6m，對(duì)其進(jìn)行幾何劃分，將其分為1m和1.6m兩個(gè)部分（如下圖）。

第三步，兩部分分別求體積，再求和。

該船主甲板容積V=S1×1+(S1+S2)×1.6÷2=242.45m2!

（2）煙囪容積確定

對(duì)于大噸位船舶的大煙囪的量取較為困難，難以得到平均截面積和平均高度。筆者在進(jìn)行煙囪容積量確定時(shí)，通過(guò)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)確定煙囪上下端口的面積，將煙囪縱剖面看成一個(gè)梯形進(jìn)行計(jì)算，可得：

煙囪容積=（上端口面積+下端口面積）×煙囪高度÷2

（3）艙口圍板高度確定。

由于船舶主甲板存在梁拱和舷弧，筆者認(rèn)為確定艙口圍板高度應(yīng)以實(shí)船測(cè)量為準(zhǔn)，最好能在橫向和縱向艙口圍多取幾個(gè)高度值，然后取平均值作為艙口圍板的計(jì)算高度。

由于船體是一個(gè)不規(guī)則的復(fù)雜空間體，船舶噸位丈量計(jì)算是一個(gè)連續(xù)近似、積分的過(guò)程，選擇不同的計(jì)算方法或不同的人來(lái)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果可能完全不同。所以在進(jìn)行船舶噸位丈量時(shí)，要從實(shí)際船舶船型特點(diǎn)和現(xiàn)有圖紙情況出發(fā)，選取適宜的計(jì)算方法，嚴(yán)格控制每個(gè)計(jì)算步奏的誤差范圍，從而保證噸位丈量計(jì)算結(jié)果的精度。