基于激光測距儀對(duì)船舶型線測量方法研究

黃燕玲 涂航 吳翔

摘 要：針對(duì)“大船小證專項(xiàng)檢查活動(dòng)”發(fā)現(xiàn)大量船舶存在大船小證現(xiàn)象，2011年部海事局開始大船小證整治工作，下發(fā)船舶噸位丈量統(tǒng)一管理實(shí)施方案（【2011】267號(hào)）。傳統(tǒng)船舶型線測量主要使用水平儀、鋼絲繩、玻璃軟管、直尺、吊錘等工具，且實(shí)際測量過程中發(fā)現(xiàn)船舶主尺度特別是船舶型線測量難度非常大。本文利用激光測距儀（帶測量傾角）等簡易工具對(duì)船舶進(jìn)行各剖面上的點(diǎn)進(jìn)行測量，再根據(jù)幾何換算等簡易方法得到船舶主要參數(shù)及船舶型線，經(jīng)過幾年實(shí)踐證明該方法簡便、測量速度快，精度高。應(yīng)用中對(duì)建造中船舶型線與測量型線進(jìn)行比較，兩者基本吻合。目前該方法在船舶制造廠與船舶監(jiān)管部門得到廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大船小證;船舶測量;船舶型線;激光測距儀

中圖分類號(hào)：TG156? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2021）04-0060-03

為提高內(nèi)河航運(yùn)的競爭力，準(zhǔn)確計(jì)算船舶的運(yùn)營成本，船舶噸位（即排水量，《船舶噸位丈量規(guī)范》 規(guī)定，1噸位=100立方英尺=2.83 m3）是不可或缺的衡量標(biāo)準(zhǔn)[1-2] 。近年來，船舶證書記載噸位小于實(shí)船的“大船小證”問題屢有發(fā)生，尤其是臨界噸位的船舶“大船小證”問題更為嚴(yán)重，它造成了船員安全配員不足、安全設(shè)備配備不齊等安全隱患，社會(huì)反映強(qiáng)烈。為加強(qiáng)和規(guī)范船舶噸位丈量工作，切實(shí)履行主管機(jī)關(guān)行政管理職能，建立健全船舶噸位丈量工作長效管理機(jī)制，消除水上交通安全隱患，構(gòu)建和諧安全的水上交通環(huán)境，促進(jìn)航運(yùn)業(yè)和造船業(yè)健康發(fā)展。中國海事局下發(fā)了《關(guān)于印發(fā)船舶噸位丈量統(tǒng)一管理實(shí)施方案的通知》（海船檢〔2011〕267號(hào)）文件，決定2011年9月1日起在全國范圍內(nèi)實(shí)施船舶噸位丈量統(tǒng)一管理。但在實(shí)際操作過程中發(fā)現(xiàn)對(duì)一些具體的參數(shù)特別是對(duì)型線的復(fù)核還有一定的難度，傳統(tǒng)的型線測量主要使用水平儀、鋼絲繩、玻璃軟管、直尺、吊線錘、超聲波測厚儀等工具，在船體外部選擇船舶主要橫剖面，對(duì)船體型線進(jìn)行測量，并對(duì)其型線進(jìn)行圖形繪制與修正，最終確定被測量船舶的型線[3]。一般V1由于線型復(fù)雜，傳統(tǒng)的人工粗略測量估算船舶噸位的方法存在效率低、數(shù)據(jù)誤差大等問題[4-5] 。因此，傳統(tǒng)的方法難以實(shí)現(xiàn)對(duì)一艘船舶進(jìn)行較為快速準(zhǔn)確的噸位丈量。本文利用激光測距儀（帶測量傾角）等簡易工具對(duì)船舶進(jìn)行各剖面上的點(diǎn)進(jìn)行測量，再根據(jù)幾何換算等簡易方法得到船舶主要參數(shù)及船舶型線，經(jīng)過幾年實(shí)踐證明該方法簡便、測量速度快，精度高。應(yīng)用中對(duì)建造中船舶型線與測量型線進(jìn)行比較，兩者基本吻合。目前該方法在船舶制造廠與船舶監(jiān)管部門得到廣泛應(yīng)用。

1測量準(zhǔn)備工作

（1）測量工具。激光測距儀（具有測量傾角功能），三腳固定架，吊線錘等。

（2）船舶狀態(tài)調(diào)整。船舶起塢后盡量調(diào)整為水平狀態(tài)（縱傾不超過5°）。

（3）測量位置選取。①若船舶剛好是通過桁架或者軌道起塢，則測量位置選取平行于軌道線（軌道線剛好平行船舶中縱剖面）。②若船舶通過氣囊等設(shè)備起塢，沒有軌道線作為參考時(shí)，測量船舶型線前先在船舶中部附近（大部分船均有平行中體）選取一位置（如圖1），用三腳架固定激光測距儀，然后再水平面內(nèi)移動(dòng)激光測距儀，找到距離船舶最近的點(diǎn)，記錄此時(shí)的數(shù)據(jù)，標(biāo)為位置1，同理在船中另一附近，找到位置2，則位置1和位置2的連線則基本平行于船舶中縱剖面。然后再船舶首尾測量時(shí)選取一位置，通過激光測距儀，激光點(diǎn)剛好通過位置1和位置2，則該位置在位置1和位置2的延長線上，同理在首部找到位置4等。

2 船舶線型測量

船舶在建造過程中，測量型線時(shí)，可在胎架上選取某一剖面，根據(jù)各水線量取各水線的寬度，然后把所有點(diǎn)（水線的寬和高），如圖2中各點(diǎn)（L1，500WL）（L2，1000WL），（L3，2000WL）等連接起來得到船舶型線。船舶建造完成后，艙內(nèi)管線，構(gòu)件及艙壁等影響，應(yīng)用此方法測量船舶型線比較困難。

現(xiàn)利用激光測距儀（如圖3），以位置1為例，固定三腳架和激光測距儀，先找到船舶最低點(diǎn)A1，記錄此時(shí)的數(shù)據(jù)（L1，a1），L1為測量位置到測量點(diǎn)的長度，a1為測量線與水平線的角度。然后依次測量任意點(diǎn)A2，記錄數(shù)據(jù)（L2，a2），根據(jù)幾何換算，則A2點(diǎn)相對(duì)于船中的寬度為，A2相對(duì)于基線的高度為。式中L1：測量位置到測量點(diǎn)A1的長度，a1：測量線1與水平線的角度，L2：測量位置到測量點(diǎn)A2的長度，a2：測量線2與水平線的角度。依次類推可以得到A3，A4.......An點(diǎn)的寬度和高度，在根據(jù)這些點(diǎn)繪制成一條曲線則為該剖面處的型線。再根據(jù)繪制出的型線量取相應(yīng)水線如（500WL，1000WL等）水線的寬度和高度，即可得到該剖面的型值。此時(shí)在船中處，甲板邊線點(diǎn)An的寬度即為該船舶的半寬值，An的高度值即為該船舶的型深。

3實(shí)船測量型線與該船型線圖進(jìn)行比較

以一散貨船為例，該船主尺度為總長88m，型寬15m，型深5.5m，以船中剖面S10為例，采用激光測距儀進(jìn)行測量，記錄測量過程中的數(shù)據(jù)（如表1），根據(jù)測量數(shù)據(jù)換算得到該剖面的型線圖（如圖4）。測量得到型深為5.521m，扣除船底板厚0.010m，實(shí)船型深為5.511m，與型線圖誤差為0.2%。實(shí)船測量半寬值為7.53m，扣除外板厚度0.016m，實(shí)船測量寬度為15.028m ，誤差為0.18%。再根據(jù)圖4，量取各水線（如500wl，1000WL等）的半寬，該值與型線圖中型值表進(jìn)行比較（如表2），根據(jù)型值繪制半寬圖（如圖5），對(duì)比測量得到型線與型線圖中型線，發(fā)現(xiàn)兩者幾乎吻合，誤差非常小。

4 結(jié)論

本文使用激光測距儀進(jìn)行船舶型線測量，測量方法簡單、速度快、精度高。應(yīng)用中對(duì)在建造中船舶型線與測量型線進(jìn)行比較，兩者基本吻合。目前該方法在船舶制造廠與船舶監(jiān)管部門得到廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢徐濤.淺議內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)[J].江蘇船舶，2002，19（2）：1-3.

[2]施一鳴.論船舶對(duì)港費(fèi)的審核與控制[J].航海技術(shù)，2003（4）：72-73.

[3]胡學(xué)明，實(shí)船船體型線的測繪方法[J]船海工程，2008，37（4）：5-7.

[4]張強(qiáng).談《1969年國際船舶噸位丈量公約》的適用原則[J].世界海運(yùn)，2002，25（4）：19-20.

[5]孫常富.對(duì)國內(nèi)航行船舶凈噸位丈量方法的統(tǒng)計(jì)分析[J].中國船檢，2002（1）：46.