于全虎 孟德臣 張 平 張化英 戴雪良

(1.江蘇省船舶設(shè)計(jì)研究所有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212003；2.河南省交通運(yùn)輸廳航務(wù)局，河南 鄭州 450016)

河南省內(nèi)河標(biāo)準(zhǔn)化船舶技術(shù)與經(jīng)濟(jì)研究*

于全虎1孟德臣2張 平1張化英2戴雪良1

(1.江蘇省船舶設(shè)計(jì)研究所有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212003；2.河南省交通運(yùn)輸廳航務(wù)局，河南 鄭州 450016)

基于河南省內(nèi)河特定航道邊界條件分析，通過研究內(nèi)河貨運(yùn)船舶的主尺度、線型、推進(jìn)與操縱性等要素，提出全高小和大寬深比船型技術(shù)方向，對(duì)其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了研究；同時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)船型的機(jī)電設(shè)計(jì)和設(shè)備選型原則(包括LNG動(dòng)力應(yīng)用)進(jìn)行了闡述，并有針對(duì)性地分析視頻監(jiān)控系統(tǒng)、測深系統(tǒng)、船舶與橋梁避撞系統(tǒng)等可能會(huì)納入標(biāo)準(zhǔn)船舶技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的信息化技術(shù)，為研發(fā)適應(yīng)河南省主要干、支流航道的新型標(biāo)準(zhǔn)化船舶系列提供技術(shù)支撐。最后在非標(biāo)準(zhǔn)船型現(xiàn)狀分析基礎(chǔ)上提出標(biāo)準(zhǔn)船型研發(fā)的基本經(jīng)濟(jì)技術(shù)原則和成果，認(rèn)為河南省標(biāo)準(zhǔn)船型系列的研發(fā)將有利于改善船隊(duì)結(jié)構(gòu)，提高船舶技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)內(nèi)河航道、船閘等基礎(chǔ)設(shè)施的利用率，減少水質(zhì)、噪音等環(huán)境污染。

河南?。粯?biāo)準(zhǔn)化船舶；技術(shù)與經(jīng)濟(jì)

河南省內(nèi)河水運(yùn)發(fā)展歷史悠久，全省共有河流493條(流域面積100km2以上)，主要有沙潁河、淮河、唐白河等，河道總里程達(dá)26245km，具有發(fā)展內(nèi)河水運(yùn)優(yōu)越的自然條件?！笆濉睍r(shí)期，河南省內(nèi)河水運(yùn)具體規(guī)劃將重點(diǎn)改擴(kuò)建沙潁河、淮河、唐白河等內(nèi)河水運(yùn)工程，建設(shè)內(nèi)河航道304km，新增港口泊位42個(gè)，到“十三五”末通航里程將達(dá)到1855km，形成和鐵路、公路等主通道和主樞紐相連接，與淮河水系、長江水系等水網(wǎng)地區(qū)相貫通的“上連下通”內(nèi)河水運(yùn)發(fā)展格局。本文研究目的是為了適應(yīng)河南省航道升級(jí)改造工程，充分發(fā)揮等級(jí)航道的通過能力，為研發(fā)適應(yīng)省內(nèi)主要干、支流航道及橋梁環(huán)境的新型標(biāo)準(zhǔn)化船舶系列提供經(jīng)濟(jì)技術(shù)支撐，為提升河南省內(nèi)河航運(yùn)經(jīng)濟(jì)效益提供技術(shù)保障、促進(jìn)河南省船舶回船籍港。

1 通航基礎(chǔ)條件

影響航道通航基礎(chǔ)條件的要素是航道水位、寬度、彎曲半徑、跨航道建筑物的凈空高度等，分別決定了通航船舶(船隊(duì))的吃水、寬度、長度以及空載水線以上船體固定高度等；另外，船閘的平面尺度和水深條件也會(huì)影響船舶的通過性。

1.1 航道邊界條件影響因素

以往標(biāo)準(zhǔn)船型研究過程中，船舶吃水通常是按航道水深減去富裕水深來選定，使得船舶尺度偏小，船舶裝載量明顯小于航運(yùn)市場上已有船舶的裝載量，造成部分標(biāo)準(zhǔn)船型向社會(huì)推廣時(shí)，得不到船民的呼應(yīng)。實(shí)際上航道的最低通航水位在全年中所占天數(shù)比例非常低，只在極端天氣條件下或嚴(yán)重枯水時(shí)才會(huì)出現(xiàn)，其他時(shí)間段航道水位會(huì)明顯大于航道水深。

富裕水深為船舶航行下沉量及觸底安全富裕量之和，影響富裕水深的影響因素很多，船舶航行速度、船舶長、寬尺度，以及風(fēng)浪情況都是影響因子，海事部門頒布的“船舶航行富裕水深管理規(guī)定”原則上要求富裕水深應(yīng)不低于船舶吃水的10%；航道寬度主要影響船寬的選取，如考慮船舶在航道中調(diào)頭，則對(duì)船長也有影響。

1.2 跨河建筑物凈空高度

跨河建筑物主要有橋梁、渡槽、管道、電纜工程等設(shè)施，通航凈空高度是指設(shè)計(jì)最高通航水位至建筑物底部(如橋梁底部)的垂直距離[1]，《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)航道跨河建筑物的通航凈空高度應(yīng)達(dá)到8m以上，但實(shí)際情況難以達(dá)到，尤其是穿過城市的航道一般難以符合要求，本項(xiàng)目實(shí)際選取的凈空高度標(biāo)準(zhǔn)為：5m(中型船舶)和7m(大型船舶)。

1.3 船閘條件

沙潁河航道沙河漯河至平頂山段閘室條件：

閘室有效長度×口門寬×門檻水深=120m×12m×3.2m；

沙潁河航道周口至漯河段閘室條件：

閘室有效長度×口門寬×門檻水深=120m×18m×3.5m；

沙潁河航道周口至省界段閘室條件：

閘室有效長度×口門寬×門檻水深=260m×23m×4.5m。

2 標(biāo)準(zhǔn)船型總體技術(shù)分析

2.1 船舶主尺度參數(shù)

船舶主尺度首先要符合航道條件的要求，航道的寬度、水位、彎曲半徑值分別限制了船寬、吃水及船長的選擇。最大船寬應(yīng)不超過航道寬度的1/4；船舶最大吃水應(yīng)在航道水位條件下留有安全航行富裕水深；船舶最大長度取值應(yīng)不超過航道彎曲半徑的1/3到1/4之間，如航道寬度富裕且船隊(duì)操縱性能理想，也可不超過1/2。按照船舶大型化發(fā)展的思路，船舶主尺度參數(shù)的選擇考慮取航道尺度允許的上限值?？紤]到船舶在航道中的調(diào)頭，航道寬度對(duì)單船長度選擇也有一定的影響，因此單船長度應(yīng)不超過航道寬度(刪除部分內(nèi)容)。此外，船舶主尺度的確定還要考慮船閘的限制，船閘兩端及兩側(cè)的預(yù)留間隙應(yīng)取相應(yīng)船長和船寬的各5%～10%，船底留0.2m以上的間隙，根據(jù)船閘閘室長度來假設(shè)如何編組船舶(含船隊(duì))，取得理想的一次進(jìn)閘船舶數(shù)量最多，提高船閘通過率。同時(shí)船舶的總長、總寬應(yīng)符合《京杭運(yùn)河、淮河水系過閘運(yùn)輸船舶標(biāo)準(zhǔn)船型主尺度系列》的要求。

(1)船長L的選擇

船長的選擇是基于船舶總體布置、操縱性、船舶造價(jià)、船舶阻力、貨艙艙容等方面的綜合考慮，其中船舶阻力的考慮影響最大。

(2)船寬B的選擇

船寬的選擇是基于船舶總體布置、船舶穩(wěn)性、貨艙艙容等方面的綜合考慮，船寬的增加給船舶機(jī)艙、貨艙及船員艙室的布置會(huì)帶來有利影響，同時(shí)對(duì)船舶穩(wěn)性特別是初穩(wěn)性的提高有利，當(dāng)然，船寬過大也會(huì)引起橫搖加劇，導(dǎo)致適航性不佳。

(3)型深D和吃水d的選擇

船舶型深的選擇是船舶強(qiáng)度、干舷、船舶大傾角穩(wěn)性、貨艙艙容的綜合考慮，干舷在滿足貨艙艙容的前提下符合中國海事局相關(guān)法規(guī)[2]要求的最低要求即可。

以往部分標(biāo)準(zhǔn)船型以航道水深作為吃水限制條件，留下富裕吃水后剩余的就是船舶的滿載吃水，這樣的選擇結(jié)果使得船舶的滿載排水量偏小，船舶載貨量明顯小于實(shí)際運(yùn)營船舶的載貨量。如果按航道的實(shí)際水位情況進(jìn)行選擇，適當(dāng)加大船舶吃水，在枯水期水位很低時(shí)采用限載航行，控制船舶吃水，防止船舶擦底、坐底現(xiàn)象發(fā)生；正常水位時(shí)船舶以較大吃水航行，載貨量明顯加大，可以有效提高船舶的營運(yùn)經(jīng)濟(jì)性。

2.2 船舶線型

在滿足一定的布置和裝載要求條件下，線型的優(yōu)劣直接影響到船舶的快速性、操縱性和耐波性指標(biāo)。本項(xiàng)目研究的船型主要航行于內(nèi)河A、B級(jí)航區(qū)，以B級(jí)航道為主，船舶傅氏數(shù)Fr一般小于0.2，屬于低速船范疇，其所受摩擦阻力占主要比例，興波阻力和粘壓阻力(形狀阻力)占次要比例[3]。

(1)船舶摩擦阻力控制

內(nèi)河貨船在船舶排水體積和吃水參數(shù)一定的條件下，減小船長、增加船寬對(duì)減小浸水面積有顯著作用，可以有效地減小船舶摩擦阻力。當(dāng)然船長減小會(huì)帶來其他阻力的相應(yīng)增加，總體上船長的減小會(huì)使船舶總阻力相應(yīng)減小。

(2)船舶興波阻力控制

選擇合理的船型參數(shù)(包括船長和菱形系數(shù))以及進(jìn)流段長度避免發(fā)生肩波的不利干擾；設(shè)計(jì)合適的首位型線；制造有利的波系干擾，讓首尾波產(chǎn)生有利干擾。

(3)船舶粘壓阻力控制

保持去流段足夠長度，后體收縮緩和；避免船體曲率變化過大，在橫剖面面積曲線上，前肩不過于隆起、后肩不過于內(nèi)凹，降低肩部產(chǎn)生漩渦增加的粘壓阻力。

2.3 船舶推進(jìn)與操縱性

(1)螺旋槳

螺旋槳和船體的相互作用表現(xiàn)為船體形成的速度場和螺旋槳形成的速度場之間的相互影響，通常用伴流、推力減額、相對(duì)旋轉(zhuǎn)效率來反映螺旋槳和船體間的相互作用。

①螺旋槳類型。常規(guī)內(nèi)河運(yùn)輸船型選用B系列螺旋槳和AU系列螺旋槳沒有本質(zhì)區(qū)別，由于速度范圍在低速船區(qū)間，一般不選用高恩系列螺旋槳。

②螺旋槳葉數(shù)。螺旋槳葉數(shù)與槳直徑、效率、空泡性能和船體振動(dòng)有關(guān)。一般主機(jī)功率在200kW以下或槳徑在1.3m以下時(shí)選擇3葉槳比較合適；主機(jī)功率在300kW以上時(shí)選擇4葉槳比較合適。在選擇葉數(shù)時(shí)應(yīng)避免葉頻與軸系和船體的自然頻率相等或相近，同時(shí)也應(yīng)盡量避免主機(jī)氣缸數(shù)、沖程數(shù)與葉數(shù)相等或恰為其整數(shù)倍。

③螺旋槳直徑及槳轂直徑。通常螺旋槳直徑越大、轉(zhuǎn)速越低則效率越高，但需考慮與船體尾部型線的配合，保持足夠的間隙，槳葉葉梢與船底板的間隙至少要大于0.12倍的螺旋槳直徑，以避免產(chǎn)生過大的激振力，且船速越高，間隙值越大。轂徑比小于0.22時(shí)，轂徑對(duì)槳的影響可以忽略不計(jì)，如大于0.22時(shí)就須作螺距修正。

(2)推進(jìn)方式

在保持主機(jī)功率及轉(zhuǎn)速不變的條件下，采用雙機(jī)雙槳可使螺旋槳獲得更高的效率。這是由于主機(jī)的功率得到了分解，螺旋槳最佳直徑也相應(yīng)減小，在淺水船舶或螺旋槳直徑受到限制的情況下效果較好。此外，內(nèi)河航道彎曲狹窄、船舶密度大，要求船舶有良好的操縱性和控制能力，才能保證航行安全。

雙槳軸間距一般取船寬的35%～40%或至少大于2倍的槳葉直徑比較合適，如果船寬相對(duì)船長尺度較大，并且船舶方形系數(shù)很大、船尾橫剖型線平直時(shí)，槳前水流主要沿著船底縱剖線流動(dòng)，加大軸間距不但不會(huì)降低推進(jìn)效率，反而由于獲得舷側(cè)來流的補(bǔ)充，推進(jìn)效率進(jìn)一步提高，這時(shí)軸間距選擇在船寬的40%～45%范圍內(nèi)更加合適。

在雙槳船的旋向選擇上，雙槳外旋的船更易于操縱，這是因?yàn)橥庑龢獣?huì)產(chǎn)生局部附加的轉(zhuǎn)船力矩，增強(qiáng)了船舶控制能力，采用雙槳外旋還可以減少水面漂浮物進(jìn)入螺旋槳和船體間間隙。

3 全高小和大寬深比船型研究

3.1 全高小和大寬深比船型概述

內(nèi)河航道由于受到地理?xiàng)l件的限制，特別是過河建筑物的影響，一般水上高度都難以滿足《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》的要求。目前由于運(yùn)力過剩、運(yùn)價(jià)長期低迷，為了提高經(jīng)濟(jì)性，船民在資金允許的前提下盡可能建造載重噸位大的船舶，以裝載更多的貨物來降低貨運(yùn)成本、提高收益，造成船舶實(shí)際裝載噸位超過《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》推薦的裝載噸位。大噸位的船型在內(nèi)河航道中航行面臨的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題就是超高，特別是船舶空載時(shí)水上部分高度難以控制。因此，在河南省標(biāo)準(zhǔn)化船舶技術(shù)研究時(shí)提出了“全高小、大寬深比”的要求，即船舶水線以上部分高度要小，“船寬/型深”要適當(dāng)大的原則。

控制船舶空載水上固定高度的常規(guī)方法主要有控制干舷高度、設(shè)置壓載艙、桅桿可倒、前置駕駛室、升降駕駛室、甲板室沉降設(shè)計(jì)等。

3.2 小長寬比和大寬深比船型技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性分析

貨運(yùn)船舶的排水量等于載貨量、空船重量、油水重量、消耗性備品重量之和，其中油水重量和消耗性備品根據(jù)續(xù)航力要求確定，是必須配備的固定重量，跟船舶尺度沒有任何關(guān)系，只取決于航程的需求。在同樣的排水量條件下盡可能提高裝載能力，或者在同等裝載條件下盡可能減少鋼材的消耗，是重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

船舶空船重量由船體鋼料重量、木作舾裝重量、機(jī)電設(shè)備重量組成，船舶空船重量直接影響船舶的裝載能力。其中木作舾裝重量主要取決于規(guī)范[4]和法規(guī)[2]的相應(yīng)要求、機(jī)電設(shè)備重量主要取決于船舶自身的任務(wù)要求，其重量大小變化余地較小，而船體鋼料重量則取決于船舶結(jié)構(gòu)形式和船舶尺度比的選擇，其中影響最大的是船長L，其次是型寬B、型深D和方形系數(shù)Cb。

如果大寬深比與常規(guī)寬深比船型進(jìn)行比較，首先在船舶阻力性能上，增加船寬產(chǎn)生的摩擦阻力增值明顯小于增加船長帶來的阻力增值，在同樣排水量條件下增加船寬的優(yōu)點(diǎn)是用比較低的阻力增值可以獲得比較高的載貨收益。需要注意的是，現(xiàn)行船舶規(guī)范[4]對(duì)最大寬深比有限制條件，過大的寬深比會(huì)帶來船舶橫強(qiáng)度的要求，為了滿足高的橫強(qiáng)度要求，需要增大構(gòu)件的尺寸或者構(gòu)件厚度，會(huì)消耗更多的鋼料；過大的寬深比也可能帶來船舶穩(wěn)性指標(biāo)的不足，因?yàn)閮?nèi)河貨運(yùn)船型的干舷值都非常小，一般都是滿足船舶法規(guī)[2]的最低要求，寬深比過大時(shí)，會(huì)讓船舶的進(jìn)水角變小，從而影響穩(wěn)性指標(biāo)，以至于不能滿足法規(guī)[2]的要求。

4 標(biāo)準(zhǔn)船型機(jī)電部分簡析

4.1 機(jī)電部分基本原則

標(biāo)準(zhǔn)船型機(jī)電部分設(shè)計(jì)及設(shè)備選型以安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保為基本原則，結(jié)合考慮河南省航道和航運(yùn)業(yè)的現(xiàn)有情況及發(fā)展規(guī)劃、船民的傳統(tǒng)習(xí)慣等，作為長期營運(yùn)的貨運(yùn)船舶，機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和相應(yīng)的設(shè)備選型首先滿足船舶主推進(jìn)的需要，突出航運(yùn)安全性，同時(shí)兼顧實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。對(duì)不影響船舶安全性和基本性能的方面，如生活系統(tǒng)等適當(dāng)簡化配置，同時(shí)為今后船員依據(jù)自身習(xí)慣在不影響標(biāo)準(zhǔn)船型基本要求的基礎(chǔ)上作適當(dāng)變動(dòng)留有一定的空間。

船舶應(yīng)用LNG能源是國家現(xiàn)在及將來都大力推進(jìn)的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)政策之一，河南省內(nèi)河船舶使用LNG新能源動(dòng)力符合國內(nèi)外船舶動(dòng)力能源發(fā)展的新趨勢，對(duì)河南省加快發(fā)展綜合綠色交通運(yùn)輸業(yè)具有積極意義。本系列標(biāo)準(zhǔn)船型采用模塊化研發(fā)理念，在所有船型上都充分考慮了LNG動(dòng)力應(yīng)用的技術(shù)儲(chǔ)備。

4.2 船電技術(shù)展望

本系列標(biāo)準(zhǔn)船型的通訊導(dǎo)航及無線電設(shè)備主要包括AIS系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、外通和內(nèi)通系統(tǒng)等，這里不再贅述，下面就內(nèi)河貨運(yùn)船舶目前不常用或尚處于研究階段，但今后隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展，可能會(huì)納入標(biāo)準(zhǔn)化船舶技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的船電技術(shù)、設(shè)備進(jìn)行簡要論述。

(1)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于航行防撞、防盜、防污染以及管理監(jiān)控等方面都起到非常重要的作用。內(nèi)河航道狹小、彎曲多，船舶密度大，易發(fā)碰撞、碰擦事故，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可提高駕駛視野，降低雷達(dá)和了望盲區(qū)，減少航行事故；離靠碼頭時(shí)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)船頭、船尾、兩舷和泊位周圍環(huán)境及船只情況的實(shí)時(shí)全景式觀察，減少靠泊碰撞事故。船舶在碼頭停靠或待閘期間，有可能發(fā)生非船上許可人員擅自登船的現(xiàn)象，給船舶帶來安全隱患，視頻監(jiān)控系統(tǒng)有效杜絕了此類現(xiàn)象的發(fā)生。該系統(tǒng)目前在內(nèi)河普通貨船上的配備比例不高。

(2)測深系統(tǒng)

目前各地方航道系統(tǒng)都加大了對(duì)航道的養(yǎng)護(hù)力度，航道施工頻繁，加之內(nèi)河航道本身水文情況較為復(fù)雜，為加強(qiáng)船舶的航行安全性，可以設(shè)置測深儀，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測船舶所處航道的水深情況，避免船舶擦底現(xiàn)象，該系統(tǒng)目前在內(nèi)河普通貨船上的配備比例不高。

(3)船舶與橋梁避撞系統(tǒng)

由于歷史原因，內(nèi)河橋梁高度已成為內(nèi)河船舶大型化的瓶頸，為了避免船舶與橋梁產(chǎn)生剮蹭和撞擊，除了在航道升級(jí)時(shí)同步升級(jí)橋梁高度以及限制通航船舶高度，有必要研究船舶與橋梁避撞技術(shù)，設(shè)置預(yù)警系統(tǒng)對(duì)船舶的可能撞擊提前進(jìn)行預(yù)警，國內(nèi)已開展了相關(guān)預(yù)警防撞技術(shù)研究[5-8]。據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息佛山喜訊科技有關(guān)技術(shù)人員提出一種防止船舶碰撞橋梁預(yù)警系統(tǒng)，有船舶超高激光監(jiān)測報(bào)警，航道偏離超聲波測距預(yù)警，橋梁高精度移位預(yù)警等一系列針對(duì)橋梁的船舶預(yù)警系統(tǒng)。當(dāng)前船舶橋梁避撞系統(tǒng)還沒有已推廣使用的產(chǎn)品，這里僅作技術(shù)性討論。

5 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析

5.1 現(xiàn)有非標(biāo)準(zhǔn)化船舶現(xiàn)狀

根據(jù)通過穎上船閘的697艘船舶的資料顯示：近年來沙潁河沿線貨運(yùn)船舶發(fā)展速度明顯加快，目前沙潁河貨運(yùn)船舶絕大多數(shù)為單船，少數(shù)為拖帶船隊(duì)，基本沒有頂推船隊(duì)。500t級(jí)以下船舶所占比例較小，不到25%；500～800t級(jí)船舶比例約占50%；800～1000t級(jí)船舶比例約占15%。在船型尺度方面，500t級(jí)總長基本在45m以內(nèi)，型寬8.3m以內(nèi)，全高5m以內(nèi)，吃水最大為3m；800t級(jí)總長基本在50m以內(nèi)，型寬8.3～9.5m間，全高6.5m以內(nèi)，吃水最大為3.19m；1000t級(jí)總長基本在65m以內(nèi)，型寬10.8m以內(nèi)，全高大于7m,吃水超過3.3m。近年來建造的一些噸位較大的典型船舶尺度參數(shù)見表1所示。

表 1 典型非標(biāo)準(zhǔn)船舶主要參數(shù)表

目前河南省內(nèi)河營運(yùn)船舶尺度比較雜亂，給航運(yùn)管理、船舶過閘編組帶來困難,同時(shí)船舶載貨量偏小，在目前運(yùn)價(jià)較為低迷的情況下營運(yùn)效益較差。

5.2 標(biāo)準(zhǔn)船型研發(fā)經(jīng)濟(jì)技術(shù)原則

(1)參考已有的科研成果和經(jīng)驗(yàn)

自2006年交通運(yùn)輸部發(fā)布《全國內(nèi)河船型標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展綱要》以來，在政府相關(guān)部門的組織下，長江干線及主要支流、京杭運(yùn)河及長江三角洲水網(wǎng)主要航道、珠江干線、黑龍江水系主要河流包括松花江干流上都先后展開了標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸船型的研究推廣工作，這些科研成果中的經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。

(2)新船型的開發(fā)應(yīng)緊密結(jié)合市場調(diào)研

新的船型要有良好的技術(shù)形態(tài)，體現(xiàn)在船舶的阻力性能、推進(jìn)性能、操縱性能、適航性能等方面技術(shù)指標(biāo)優(yōu)秀，新船型還要有良好的經(jīng)濟(jì)性能，要具備運(yùn)量大、能耗低、勞動(dòng)生產(chǎn)率高等優(yōu)勢，發(fā)展被船民和市場廣泛接受歡迎的標(biāo)準(zhǔn)船型。

(3)盡可能推薦與航道相適應(yīng)的最大船型

同類型船舶在相同運(yùn)距條件下總是遵循載重噸位越大，單位營運(yùn)成本越低，發(fā)展載重噸位大的船舶可以充分挖掘航道的潛力，有效地提高航道通過能力，提高水資源利用率；在運(yùn)輸能力不變的前提下，發(fā)展大噸位船舶，可以減少航道中航行船舶的數(shù)量，改善航道擁擠程度，提高安全航行系數(shù)。

(4)符合國家行業(yè)政策

交通運(yùn)輸部頒布的《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》(GB50 319-2014)統(tǒng)一了內(nèi)河通航技術(shù)要求，促進(jìn)了內(nèi)河通航的標(biāo)準(zhǔn)化和現(xiàn)代化，充分發(fā)揮了我國內(nèi)河水運(yùn)優(yōu)勢，適應(yīng)了交通運(yùn)輸發(fā)展需要。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同等級(jí)航道的航道尺度和配套船閘的有效尺度，以及在航道里航行的船舶尺度。本系列標(biāo)準(zhǔn)船型的主尺度必須符合《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》和《京杭運(yùn)河、淮河水系過閘運(yùn)輸船舶標(biāo)準(zhǔn)船型主尺度系列》的相關(guān)要求，分別滿足沙潁河和淮河干線航道上的省內(nèi)和省際運(yùn)輸，兼顧等級(jí)偏低的渦河、沱河等支流航道上省內(nèi)的區(qū)間運(yùn)輸。

5.3 研發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化船舶

根據(jù)上述技術(shù)及經(jīng)濟(jì)分析，通過主尺度要素研究，結(jié)合航運(yùn)市場調(diào)研，確定船舶的裝載量，再綜合考慮航速要求選擇內(nèi)河運(yùn)輸船舶常用的6160系列柴油作為推進(jìn)主機(jī)，先期研發(fā)的4型標(biāo)準(zhǔn)化船型見表2所示。

表 2 標(biāo)準(zhǔn)船型要素表

6 結(jié)語

河南省標(biāo)準(zhǔn)船舶技術(shù)與經(jīng)濟(jì)研究綜合考慮了交通運(yùn)輸部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)船型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以及河南省內(nèi)河航運(yùn)具體情況?；谠擁?xiàng)研究成果的標(biāo)準(zhǔn)船型的推廣實(shí)施，將有利于改善河南省內(nèi)河貨運(yùn)船舶的結(jié)構(gòu)，提高營運(yùn)船舶的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行效率和服務(wù)質(zhì)量，促進(jìn)航運(yùn)安全，同時(shí)促進(jìn)內(nèi)河航道、船閘等基礎(chǔ)設(shè)施的利用率和通航能力，減少對(duì)河流水質(zhì)、沿岸噪音等環(huán)境污染。隨著河南省新建船舶的標(biāo)準(zhǔn)化，船型和噸位雜亂的舊船將逐步淘汰，營運(yùn)船舶的結(jié)構(gòu)將得到明顯優(yōu)化。

[1]GB50139—2014，內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]中國海事局.內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則[M].北京：人民交通出版社，2016.

[3]盛振邦，劉應(yīng)中.船舶原理[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2010.

[4]中國船級(jí)社.鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范[M].北京：人民交通出版社，2016.

[5]丁洪影.基于激光測距原理的船舶防撞系統(tǒng)研制[D].長春：吉林大學(xué)，2007.

[6]桑凌志，毛喆，張文娟，等.內(nèi)河多橋梁水域船舶安全航行預(yù)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[J].中國航海，2014，37(4)：34-39.

[7]張文娟.橋區(qū)船舶航行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2013.

[8]王淑，任慧，云霄.通航橋梁主動(dòng)防船撞系統(tǒng)及其性能分析[J].中國公路學(xué)報(bào)，2012，25(6)：94-100.

10.3969/j.issn.1672-9846.2017.03.016

U662.2；F552.7

A

1672-9846(2017)03-0088-06

2017-07-25

河南省交通運(yùn)輸科技項(xiàng)目“河南省內(nèi)河運(yùn)輸船舶標(biāo)準(zhǔn)船型開發(fā)研究”(編號(hào)：2016B3)。

于全虎(1974-)，男，陜西咸陽人，江蘇省船舶設(shè)計(jì)研究所有限公司高級(jí)工程師，主要從事船舶科研與設(shè)計(jì)。孟德臣(1963-)，男，河南寧陵人，河南省交通運(yùn)輸廳航務(wù)局研究員級(jí)高級(jí)工程師，主要從事港航工程勘測設(shè)計(jì)和建設(shè)管理工作。張 平(1966-)，男，江蘇揚(yáng)州人，江蘇省船舶設(shè)計(jì)研究所有限公司研究員級(jí)高級(jí)工程師，主要從事船舶科研與設(shè)計(jì)。張化英(1978-)，男，山東東阿人，河南省交通運(yùn)輸廳航務(wù)局工程師，主要從事船舶設(shè)計(jì)、船舶檢驗(yàn)、海事安全監(jiān)管。戴雪良(1963-)，男，江蘇吳江人，江蘇省船舶設(shè)計(jì)研究所有限公司研究員級(jí)高級(jí)工程師，主要從事船舶研究與科研管理。