內(nèi)河小型集裝箱船裝載儀系統(tǒng)的研發(fā)

林南盛　李科沛

摘 要：針對我省小型集裝箱船超載、穩(wěn)性不足的現(xiàn)象時有發(fā)生，開發(fā)了內(nèi)河小型集裝箱船裝載儀系統(tǒng)。該裝載儀具備圖示船舶裝載、浮態(tài)、集裝箱裝卸管理、完整穩(wěn)性計算等功能，能即時反映船舶的裝載狀況和穩(wěn)性衡準，有效杜絕船舶超載、穩(wěn)性不足等現(xiàn)象，保障船舶航行安全。

關鍵詞：內(nèi)河小型集裝箱船；裝載儀軟件系統(tǒng)；完整穩(wěn)性

中圖分類號：U662.9 文獻標識碼：A

Development of Small Inland Container Vessel Load Computer Unit

LIN Nansheng， LI Kepei

（ Guangdong Shipping Science Research Institute， Guangzhou 510641 ）

Abstract： With the purpose to solve the frequent occurrence of overload and deficient stability of small inland container vessels in Guangdong Province， the load computer units are developed for small inland container vessels. This unit is capable to show with graphics the vessel loading， flotation， loading & unloading of containers control， intact stability calculation. The unit can show timely loading and stability of vessels， effectively stop overloading and deficient stability of vessel and guarantee safe navigation.

Key words： small inland container vessels； load computer software； intact stability

1 前言

目前航行于我省珠三角和港澳地區(qū)的小型集裝箱船有上千艘，這些小型集裝箱船擔負著我省外貿(mào)出口運輸?shù)闹厝?。隨著我省外貿(mào)出口和集裝箱制造業(yè)的發(fā)展，這些集裝箱逐漸呈現(xiàn)出多而雜的特點。據(jù)統(tǒng)計，全世界有40%的成品箱在珠三角制造，而其用途、尺寸和裝載量多種多樣，這會增加船舶集裝箱管理、配載的難度，加上存在超載、多港口裝卸不“倒柜”導致的下輕上重等現(xiàn)象，形成安全隱患。對于這類安全問題，海事部門管理起來也是相當困難：如按船舶可能遭遇最危險極端狀況進行管理，勢必造成運力的嚴重浪費；如按船舶常規(guī)裝載狀況管理，又可能因安全隱患的存在而無法保證航行安全。因此隨著集裝箱船發(fā)展的復雜化和智能化，傳統(tǒng)的人工配載已很難完成復雜配載編制，開發(fā)適合我省小型集裝箱船的計算機輔助配載系統(tǒng)，成為一件迫在眉睫的事情。

船舶裝載儀是一種根據(jù)船舶的裝載狀況，完成該狀況下船舶各種浮態(tài)參數(shù)、穩(wěn)性參數(shù)等的計算，并且在屏幕上顯示和打印輸出、保存計算結果的船舶裝載應用軟件。為保證船舶營運安全、減輕船員勞動強度、提高裝卸效率，《鋼質海船入級規(guī)范》早已對船長100 m及以上的所有第I類船舶應搭配裝載儀進行了規(guī)定。而對于內(nèi)河小型船舶，特別是航行于我省的小型集裝箱船，規(guī)范沒有相關規(guī)定，以致我省小型集裝箱船超載、穩(wěn)性不足的現(xiàn)象時有發(fā)生。

針對上述情況，開發(fā)了適合我省小型集裝箱船的裝載儀系統(tǒng)。該裝載儀具備圖示船舶裝載、浮態(tài)、集裝箱裝卸管理、完整穩(wěn)性計算等功能，能在船舶最大裝載情況下保障船舶航行安全，同時也便于海事部門對小型集裝箱船的管理。

2 系統(tǒng)的主要功能

（1）文件的存儲、調用和打印

文件功能包括：“新文件”、“打開”、“保存”、“保存為”和“打印”等功能。裝配信息輸入完成后，在主菜單中單擊“保存”按鈕，在確認正確后即可以完成信息的保存；文件的調用就是提取以前已經(jīng)保存的配載信息，在主菜單中單擊“打開”按鈕，就進入信息界面，顯示其配載信息；而通過“打印”按鈕及其下拉菜單，可以打印目前裝載工況的相關信息。

（2）信息輸入和貨物類型選擇

信息輸入界面下，用戶可以完成對航次信息和裝卸港信息的鍵入。航次信息主要包括使用人信息、航次、裝載情況說明和日期等；裝卸港信息主要包括出發(fā)港和到港序列的信息，以配合貨物的裝卸管理。

貨物類型選擇界面，提供選擇的貨物類型分為集裝箱和散裝/干雜貨物兩種。軟件接下來的功能和界面，會根據(jù)不同貨物類型進行相應的調整。

（3）裝載信息的輸入

配載界面下，可以完成固定重量、淡水艙、燃油艙、滑油艙、壓載艙和污油水艙等的裝卸。根據(jù)貨物類型的選擇，進入“散裝/干雜貨物”界面或“集裝箱”界面進行貨物的裝卸。其中，“集裝箱”界面包含了集裝箱、配載、裝卸管理等信息，對于這些裝卸信息的輸入，程序主界面響應的船艙和箱位會進行顯示。

（4）浮性計算顯示

系統(tǒng)會根據(jù)配載情況，計入已裝各艙貨物的重量，計算并顯示船的排水量、貨物信息、集裝箱信息、各艙信息、首吃水、尾吃水、平均吃水等結果，并在程序主界面上顯示各艙的裝載和船舶首尾吃水情況。

（5）穩(wěn)性計算顯示

根據(jù)配載情況以及浮態(tài)計算，計算并顯示出船的穩(wěn)性計算值，主要包括初穩(wěn)性高、自由液面修正后初穩(wěn)性高、橫搖周期、橫搖角、穩(wěn)性力臂及對應角、最小傾覆力臂和風壓力臂，進行穩(wěn)性衡準計算，判斷穩(wěn)性是否不足而需否報警，并可在相應界面中繪制出穩(wěn)性曲線圖。

（6）提醒和報警

系統(tǒng)中有很多人機對話的提醒和配載不良的警告。如配載不合理時會出現(xiàn)提示窗口；穩(wěn)性不合適時會出現(xiàn)對應數(shù)據(jù)表格標示以及系統(tǒng)的報警聲等，提示操作人員需要重新配載。

3 系統(tǒng)的主要特色

（1）應用針對性強

系統(tǒng)主要適用于我省內(nèi)河小型集裝箱船。在開發(fā)過程中，專門考慮了我省小型集裝箱船所適用的規(guī)范、航區(qū)特點，并針對營運過程中常有的超載、集裝箱不倒柜和配載混亂等現(xiàn)象，編制了相應的應對措施或警告。

（2）即時反映，便捷實用

系統(tǒng)具有強大的實用性和實效性，能即時反映船舶的裝載狀況和穩(wěn)性衡準，從而杜絕船舶的超載和穩(wěn)性不足等現(xiàn)象，最大限度地保證船舶的航行安全，解決了海事部門的監(jiān)管問題，是船舶裝載手冊所無法替代的。

（3）界面簡單，操作快捷

考慮到船員軟件應用能力不強，本系統(tǒng)在編制過程中盡量采用簡單的操作界面，并配以良好的可視化操作技術和人機對話機制。為使操作快捷，系統(tǒng)界面上的大部分功能都可以通過快捷鍵進行操作完成，包括文件創(chuàng)建、輸入、打開、顯示、計算、編輯、修改、保存、打印、警示等各模塊功能。

（4）適用范圍擴展性

所開發(fā)的軟件系統(tǒng)，適用于集裝箱船和散雜貨船。而通過二次開發(fā)，還可以進一步擴大其應用范圍，擴展后還可適用于多用途船、油船、化學品船、液化氣體船、半潛船和特種多用途船等。

⑸ 經(jīng)濟實用性強

所開發(fā)的軟件系統(tǒng)，具有價格低廉、維護方便、維護成本低和可推廣應用等特點，具有很好的經(jīng)濟實用性。

4 系統(tǒng)簡介

用戶可以根據(jù)貨物類型和配載方案，通過菜單欄中的裝載菜單，完成對固定重量、貨物、淡水艙、燃油艙、滑油艙、壓載艙、污油水艙和集裝箱（或貨艙）等的裝載。不同載貨類型配載圖，如圖1所示。

（a）集裝箱載貨類型

（b）散裝/干雜貨物載貨類型

當貨物類型為集裝箱時，用戶可激活集裝箱配載系統(tǒng)，供用戶進行集裝箱的裝載，如圖2所示。

在圖2中，左邊為集裝箱裝載的圖示區(qū)域，用于圖示集裝箱的位置和裝卸過程；右邊為集裝箱裝卸、管理的操作區(qū)域，從上到下，依次可輸入集裝箱參數(shù)信息、集裝箱運輸信息、集裝箱裝卸操作、集裝箱位置BAY圖、選擇信息修改與否等。

在實際操作過程中，用戶可根據(jù)集裝箱配載方案，點擊右下角的BAY位樹狀圖和圖示區(qū)域的BAY位圖，定位所裝載集裝箱的位置（行號、層號和列號）。BAY位編號有奇偶數(shù)之分，分別對應20 ft、40 ft的標準集裝箱，每一個偶數(shù)BAY位代表了一個由相鄰兩個20 ft奇數(shù)BAY位組合而成的40 ft BAY位。

用戶可根據(jù)各集裝箱情況，輸入包括集裝箱尺寸、重量、到港順序號、裝貨港和到貨港等信息。除了集裝箱的尺寸信息是根據(jù)用戶BAY位選擇之外，其它集裝箱參數(shù)用戶都可以通過下拉式菜單選擇的方式或者直接填入的方式輸入。

完成參數(shù)輸入以后，單擊相應界面上的按鈕，系統(tǒng)可完成對集裝箱的一系列相關配載操作。對于這些裝卸信息的輸入，程序主界面響應的船艙和箱位也會進行顯示。

5 軟件計算流程

裝載儀的計算流程，如圖3所示。包括船舶裝載、浮態(tài)計算、集裝箱裝卸管理、完整穩(wěn)性計算等功能模塊。

6 實例分析

本文選取穗港4001多用途貨船作為測試船舶，并選取滿載集裝箱均箱出港作為測試工況，其詳細參數(shù)及具體布置見表1和圖4。

用本裝載儀系統(tǒng)，對測試船舶的測試工況進行了穩(wěn)性計算，并將其結果與中國船級社武漢規(guī)范研究所開發(fā)的《船舶靜水力計算及穩(wěn)性衡準系統(tǒng)》的計算結果進行對比（見表2），以驗證本軟件的有效性與準確性。

7 結論

開發(fā)的小型船舶裝載儀軟件系統(tǒng)，其系統(tǒng)界面良好，具有應用針對性強、反應即時、可擴展性強等特點，不僅可以協(xié)助船東進行集裝箱管理、配載和完整穩(wěn)性計算，還可以對單貨物形式裝配的穩(wěn)性進行校核計算。

本階段研究成果，不僅可用于計算集裝箱貨物類型，也可以校核裝載散貨、雜貨狀況，適用于多用途貨船，可稱之為多用途裝載儀。本內(nèi)河小型集裝箱船裝載儀系統(tǒng)的研發(fā)成果，不僅滿足船東的需求，也滿足海事局船檢的要求，對于緩解我省集裝箱多樣化帶來的航行安全問題和管理問題有重要意義。

參考文獻

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