中國海洋調(diào)查船分級方法研究

孟慶龍，孫雅哲，楊維維

（國家海洋技術(shù)中心，天津 300112）

中國海洋調(diào)查船分級方法研究

孟慶龍，孫雅哲，楊維維

（國家海洋技術(shù)中心，天津 300112）

海洋調(diào)查船是開展海洋調(diào)查觀測的必需工具，是中國“建設(shè)海洋強國”、“一帶一路”戰(zhàn)略實施的重要保障。實行海洋調(diào)查船分級制度對于提高中國海洋調(diào)查船管理水平，合理安排調(diào)查船航次并有效指導國家海洋調(diào)查船新建規(guī)劃具有積極意義。歐美均有系統(tǒng)完善的海洋調(diào)查船分級制度，而中國目前還沒有。文中在借鑒美國調(diào)查船分級制度的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國地理位置以及調(diào)查船參數(shù)將，中國調(diào)查船分為全球級、大洋級、區(qū)域級和近岸級4個級別。分級依據(jù)選取船舶注冊總噸、續(xù)航力、自持力、科考定員和實驗室面積。在此基礎(chǔ)上采用該分級方法對中國現(xiàn)有調(diào)查船進行了等級劃分，得到了較好的結(jié)果。另外，還探討了選取船舶滿載排水量和續(xù)航力進行調(diào)查船分級的可能，為今后完善調(diào)查船分級方法提供了更多的思路。

海洋調(diào)查船；分級；全球級；大洋級；區(qū)域級；近岸級

海洋調(diào)查船作為開展海洋調(diào)查觀測的必需工具，是獲取自主海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的重要基礎(chǔ)平臺。歐美在長期的海洋調(diào)查船建造和運營過程中積累了大量的經(jīng)驗并逐步形成了科學的海洋調(diào)查船分級方法。中國海洋調(diào)查船發(fā)展晚于歐美發(fā)達國家，但自新中國成立至今已建成并保有各類海洋調(diào)查船60余艘（船舶滿載排水量大于300 t）。隨著“建設(shè)海洋強國”、“一帶一路”等戰(zhàn)略的實施，中國海洋開發(fā)活動的深度、廣度和強度將不斷增加，對海洋調(diào)查船的需求也將越來越強烈。而中國目前還沒有具體、完善的海洋調(diào)查船分級方法，僅《國家海洋調(diào)查船隊管理辦法（試行）》中將中國調(diào)查船分為近海調(diào)查船和遠海調(diào)查船。這還遠不能滿足中國調(diào)查船科學運營和管理的需求，本文參考美國海洋調(diào)查船的分級標準，結(jié)合中國地理情況及現(xiàn)有調(diào)查船參數(shù)，探討了中國調(diào)查船分級的標準。

1 美國海洋調(diào)查船分級情況

美國擁有系統(tǒng)明確的海洋調(diào)查船分級標準，將其調(diào)查船分為全球級、大洋級、區(qū)域級和本地級四級，各等級調(diào)查船定位如下：

全球級：執(zhí)行全球范圍調(diào)查任務(wù)的調(diào)查船，作業(yè)海域包括四大洋以及南北極。

大洋級：在各大洋開展調(diào)查任務(wù)的調(diào)查船，主要作業(yè)于太平洋、大西洋，少量作業(yè)于北冰洋。

區(qū)域級：比大洋級調(diào)查船小，主要針對近岸、海灣、三角洲、大陸架及特定海域開展調(diào)查。

近岸級：船型較小，在臨近港口的近岸地區(qū)使用。

根據(jù)美國國家科學基金會（NSF）的報告[1]，美國各等級調(diào)查船的分級指標如表1所示：

表1 美國各等級調(diào)查船分級指標

美國UNOLS成員船的實際分級情況如表2所示：

表2 美國UNOLS成員船分級列表

從表2可以看出，美國在調(diào)查船分級的過程中，分級指標的運用并不嚴格，結(jié)合UNOLS已退役調(diào)查船參數(shù)，其實際分級的指標范圍如表3所示：

表3 美國UNOLS成員船實際分級的指標范圍

從以上分析可知，美國在海洋調(diào)查船分級中將其調(diào)查船分為了全球級、大洋級、區(qū)域級和本地級4個級別，分級指標采用了船舶型長、自持力、續(xù)航力和科考定員。在具體等級劃分過程中并未嚴格按照各等級指標進行，而是允許4個指標中有1～2個略小于相應等級指標要求。

美國的調(diào)查船分級方法是在結(jié)合美國所處地理位置、美國調(diào)查船承擔的海洋調(diào)查任務(wù)以及美國現(xiàn)有調(diào)查船基本參數(shù)的基礎(chǔ)上建立的。該分級方法為美國科學地統(tǒng)籌協(xié)調(diào)本國海洋調(diào)查船使用、制定美國海洋調(diào)查船退役和新建計劃、高效完成美國海洋調(diào)查任務(wù)提供了基礎(chǔ)，產(chǎn)生了較好的社會和經(jīng)濟效益。而我國目前由于還未制定科學的調(diào)查船分級方法，因而存在著調(diào)查船能力不滿足海洋調(diào)查需要或調(diào)查船資源浪費等船舶選用不合理的問題；同時，調(diào)查船分級方法標準的缺失也導致中國在國家層面缺乏制定科學的調(diào)查船退役和新建規(guī)劃的能力；另外，中國缺少海洋調(diào)查船分級標準也導致本國調(diào)查船使用和協(xié)調(diào)難以與國際接軌，不利于中國調(diào)查船參與國際海洋調(diào)查合作。因此，我們必須在參照美國調(diào)查船分級標準的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國自身國情，建立科學的調(diào)查船分級標準。

2 中國海洋調(diào)查船分級的總體定位

參考美國的調(diào)查船分級方法，中國的調(diào)查船也可分為4個等級，分別為全球級、大洋級、區(qū)域級和近岸級。由于所處地理位置的原因，美國大洋級調(diào)查船定位為重點關(guān)注太平洋與大西洋的調(diào)查任務(wù)，區(qū)域級定位為承擔美國海灣、大陸架及特定海域調(diào)查任務(wù)。相比之下，我國調(diào)查船的作業(yè)海域主要包括渤、黃、東、南海、西太平洋、東印度洋、大西洋以及南北極，結(jié)合我國未來“近海透明、兩洋覆蓋、全球到達”的海洋調(diào)查目標，我國各等級的總體定位及其作業(yè)海域如表4所示。

表4 中國調(diào)查船等級及其總體定位

3 中國海洋調(diào)查船分級指標選取

美國調(diào)查船分級指標經(jīng)過了長期的實踐檢驗，并被歐洲國家借鑒采用。中國在調(diào)查船分級指標選取的過程中應參考美國的分級指標并結(jié)合國內(nèi)外異同點進行確定。

美國調(diào)查船分級指標選取了型長、自持力、續(xù)航力、科考定員。以上4個分級指標分別能夠反映調(diào)查船的整體性能、航行性能和搭載科考人員的能力，同時考慮美國在船舶建造申報和審批的時候以船長為標準，而中國以船舶的注冊總噸為標準，該指標也能較好地反映船舶的整體性能，因此中國宜采用注冊總噸代替型長；另外，國內(nèi)目前的調(diào)查船自動化水平較低，船上人員協(xié)同作業(yè)能力較差，因而通常需要更大的作業(yè)空間，故中國應在美國基礎(chǔ)上增加實驗室面積作為分級指標。因此，本文選取注冊總噸、自持力、續(xù)航力、科考定員、實驗室面積作為中國調(diào)查船的分級指標。

4 中國海洋調(diào)查船分級指標分析

參考美國各等級調(diào)查船指標設(shè)定，結(jié)合中國各等級調(diào)查船定位，考慮中國調(diào)查船的具體情況，通過以下方式設(shè)定中國各等級調(diào)查船分級指標。

4.1 注冊總噸指標分析

注冊總噸主要反映調(diào)查船的整體性能，中國在調(diào)查船審批中通常將調(diào)查船噸位分為4 500噸級、3 000噸級和1 500噸級。因而設(shè)定4 500 t、3 000 t和1 500 t分別為劃分全球級、大洋級、區(qū)域級和近岸級調(diào)查船的注冊總噸參數(shù)。

4.2 續(xù)航力與自持力指標分析

全球級和大洋級調(diào)查船續(xù)航力與自持力指標的確定需參考全球航線，圖1是全球主要航線圖。

圖1 全球主要航線圖

將全球大洋分為北太平洋、南太平洋、印度洋、大西洋、南極海域、北冰洋，調(diào)查船到達各海域所需滿足的續(xù)航力和自持力分析如下。

（1）北太平洋與印度洋。中國位于太平洋西岸，到北太平洋與印度洋調(diào)查的航程要求約為7 000 nm，按航速12 kn計算需航行24 d；預留調(diào)查時間20 d，調(diào)查期間以每天航行12 h計算，則可得總航程約為10 000 nm，考慮船舶安裝海水淡化裝置，要求自持力不小于35 d。

（2）南太平洋、大西洋、南極海域。南太平洋、大西洋、南極海域調(diào)查的航程要求約10 000 nm，按航速12 kn計算需航行34 d；預留調(diào)查時間20 d，調(diào)查期間以每天航行12 h計算，可得總航程約13 000 nm，自持力約45 d；實際調(diào)查中船舶通常可在中途補給一次，將降低續(xù)航力要求。

（3）北冰洋。 北冰洋調(diào)查的航程要求約 6 000 nm，按航速12 kn計算需航行21 d；預留調(diào)查時間20 d，調(diào)查期間以每天航行12 h計算，總航程約8 000 nm，自持力約35 d；實際調(diào)查中船舶通常可在中途補給一次，降低續(xù)航力要求。

（4）黃、東、南海海域。到中國黃海、東海、南海以及相關(guān)專屬經(jīng)濟區(qū)、大陸架和爭議海域進行海洋調(diào)查是中國拓展藍色經(jīng)濟、維護領(lǐng)土主權(quán)以及海洋強國戰(zhàn)略實施的客觀需求。其中南海距離陸地最遠，約為1 080 nm，往返需航行8 d左右；預留調(diào)查時間20 d，調(diào)查期間以每天航行12 h計算，總航程約4 500 nm，自持力約25 d。

以上分析結(jié)果如表5所示。

表5 中國調(diào)查船到相關(guān)海域調(diào)查所需滿足的續(xù)航力及自持力要求

因此，全球級不考慮補給的情況下續(xù)航力要求為13 000 nm，大洋級10 000 nm，區(qū)域級4 500 nm；考慮全球級與大洋級調(diào)查可進行中途補給，可放寬各等級調(diào)查船要求為：全球級續(xù)航力不小于10 000 nm，自持力不小于45 d；大洋級續(xù)航力不小于8 000 nm，自持力不小于35 d；區(qū)域級續(xù)航力不小于4 500 nm，自持力不小于25 d。

4.3 調(diào)查船科考定員指標分析

中國海洋調(diào)查船科考人員數(shù)量明顯比美國多。這與中國目前海洋調(diào)查手段自動化水平低、隨船人員數(shù)據(jù)共享機制不健全等現(xiàn)狀直接相關(guān)?？紤]中國海洋調(diào)查技術(shù)的不斷發(fā)展，未來航次中科考設(shè)備操控和數(shù)據(jù)采集將更加自動高效，專業(yè)分工將更加明確，船岸通訊將更加便利，調(diào)查人員將會逐步減少。所以參考美國調(diào)查船科考定員分級指標，中國調(diào)查船科考定員指標根據(jù)實際情況可按表6設(shè)定。

4.4 實驗室面積指標分析

調(diào)查船上的實驗室是為科考人員提供進行海洋科學實驗、數(shù)據(jù)采集與分析以及科考設(shè)備暫時存放的場所，實驗室面積應與科考定員呈正相關(guān)。本文設(shè)定科考人員人均面積不小于3.75 m2，因此中國各等級調(diào)查船實驗室面積指標按表7設(shè)定。

4.5 調(diào)查船分級指標選取

由以上分析，根據(jù)注冊總噸、續(xù)航力、自持力、科考定員、實驗室面積五項指標的分析，中國海洋調(diào)查船分級指標可確立如表8所示。

表6 中國調(diào)查船科考定員指標

表7 中國調(diào)查船實驗室面積指標

表8 中國海洋調(diào)查船分級指標

隨著海上經(jīng)濟的快速發(fā)展以及中國綜合實力的不斷提升，中國調(diào)查船境外補給將變得越來越容易，所以為了降低調(diào)查船的建造與維護成本，提高調(diào)查船運行的經(jīng)濟效益，分級指標選取考慮中途補給的指標。

為更綜合地反映調(diào)查船的整體性能，在具體分級過程中采用計分的方式。調(diào)查船總分為100分，由于注冊總噸及續(xù)航力表征調(diào)查船的基本性能，科考定員表征調(diào)查船執(zhí)行海洋調(diào)查的能力，自持力和實驗室可以輔助表征調(diào)查船海洋調(diào)查能力，按照重要程度分別設(shè)置注冊總噸、續(xù)航力、自持力、科考定員、實驗室面積分數(shù)為30分、30分、10分、20分、10分。調(diào)查船得分由score表示，計算公式如下：

score=a×30+b×30+c×10+d×20+e×10

其中：

調(diào)查船得分從全球級指標開始計算，若得分大于等于90分，則為全球級，否則按大洋級指標進行計算；若按大洋級指標計算得分大于等于90分，則為大洋級，否則按區(qū)域級指標進行計算；若按區(qū)域級指標計算得分大于等于90分則為區(qū)域級，否則為近岸級。

5 中國現(xiàn)有調(diào)查船分級情況

根據(jù)以上調(diào)查船分級指標體系，將中國調(diào)查船分級得到表9。

表9 中國調(diào)查船分級情況

從以上分級情況來看，該分級方法較好地將中國的海洋調(diào)查船分為了4個級別。其中全球級調(diào)查船中“雪龍”、“向陽紅09”、“大洋一號”等均是執(zhí)行過兩級和全球大洋任務(wù)的功勛船，“科學號”、“向陽紅01”、“向陽紅03”則是近年來新建的具有國際領(lǐng)先水平的調(diào)查船；大洋級調(diào)查船中“向陽紅20”、“發(fā)現(xiàn)號”等主要執(zhí)行太平洋海域調(diào)查任務(wù)，“向陽紅18”也是為執(zhí)行大洋調(diào)查任務(wù)新建的船舶；區(qū)域級中“南鋒號”、“北斗號”用來執(zhí)行中國附近海域漁業(yè)調(diào)查任務(wù)，其它船舶也主要作業(yè)于中國黃、東、南海海域；近岸級調(diào)查船總噸及其他參數(shù)均較小，能夠很好地與其他等級調(diào)查船區(qū)分開來。綜上所述，該分級方案具有較高的可操作性和科學性。

本文作者在進行調(diào)查船分級的過程中還嘗試采用了其他方法，如以滿載排水量和續(xù)航力兩個參數(shù)作為分級指標對調(diào)查船進行分級，其中全球級、大洋級、區(qū)域級的滿載排水量和續(xù)航力分別需要達到4 500 t，12 000 nm；3 000 t，7 500 nm；1 500 t，4 500 nm，只有兩參數(shù)全部達到相應等級指標要求才認定為該等級調(diào)查船，兩種分級所得結(jié)果區(qū)別如表10所示。

表10 兩種方法所得結(jié)果對比

由以上對比可知，兩種方法所得結(jié)果大致相同，兩參數(shù)法所得結(jié)果較計分法級別更低，可認為以目前的指標設(shè)置，該方法是更嚴厲的分級方法，具體哪種方法更符合我國國情還需實踐檢驗。另外，以上方法均為理論設(shè)定，實際中還應該在基本分級方法確定后附加一定的特殊考慮要素，如船舶證書中的適航海區(qū)規(guī)定、滿足的抗風力等級標準等。

6 結(jié)論

本文探討了中國海洋調(diào)查船的分級方案，該方案借鑒了美國調(diào)查船的分級標準并結(jié)合了中國地理位置以及中國海洋調(diào)查船的情況。通過分析，本文將中國的海洋調(diào)查船分為了全球級、大洋級、區(qū)域級和近岸級，并依此方法將中國的調(diào)查船進行了具體劃分。實踐證實，該方法操作性強，分級效果良好，能夠較好地反映中國調(diào)查船可承擔的調(diào)查任務(wù)。然而，該分級方法的意義重在輔助國家層面的調(diào)查船建造規(guī)劃，對于調(diào)查船的實際使用應根據(jù)具體的經(jīng)濟性、船舶設(shè)計初始目標以及用船和船舶單位雙方溝通等相關(guān)情況進行權(quán)衡。另外，此分級方案的具體應用還需進行更深入的探討并在實際使用中檢驗，希望此分級方案能為中國海洋調(diào)查船的運營管理以及指導今后新船的建造提供良好的指引作用。

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Study on the Classification Method for China's Domestic Marine Research Vessels

MENG Qing-long,SUN Ya-zhe,YANG Wei-wei
National Ocean Technology Center,Tianjin 300112,China

Research vessels are a fundamental tool in ocean survey and observation,and serve as an important guarantee for implementing China's national strategies of"building China into a maritime power"and"One Belt One Road".The implementation of a research vessel classification system will have a positive significance for enhancing the management level of China's research vessels,appropriately making arrangement for voyages,and effectively guilding the building planning of research vessels.European countries and the USA have established systematic and sound classification system for their research vessel fleets,which is a weak point for China.This paper,on the basis of the successful experience extracted from the classification system in the USA,divides China's domestic research vessels into four classes:the global class,ocean class,regional class and local class, which takes into account China's geographic features and the specifications of domestic vessels.The classification system is designed according to the registered tonnage,endurance,self-maintaining ability,staff members of expedition and the area of laboratories.This method is adopted to classify China's research vessels and achieves good results.In addition,this paper also discusses the possibility of classification based on load displacement and endurance,which provides broader viewpoints for the improvement of China's research vessel classification method.

research vessel;classification;global class;ocean class;regional class;local class

P715.3

A

1003-2029（2017）02-0132-07

10.3969/j.issn.1003-2029.2017.02.022

2016-08-23

海洋調(diào)查評價與科技管理資助項目（2200206）

孟慶龍（1989-），男，碩士，助理工程師，主要研究方向為國家海洋調(diào)查船隊運行管理。E-mail:outflyer@tju.edu.cn