海洋調(diào)查船舶管理研究現(xiàn)狀與發(fā)展研究

徐昕XU Xin；張能輝ZHANG Neng-hui；張瑩ZHANG Ying

（國(guó)家海洋局北海海洋技術(shù)保障中心，青島 266000）

0 引言

海洋科學(xué)調(diào)查與海洋戰(zhàn)略的重要性在全球范圍內(nèi)日益突顯，各國(guó)都把海洋調(diào)查船的建設(shè)作為提高本國(guó)海洋能力的重要方法。在十八大提出建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略后，我國(guó)的海洋事業(yè)迅速發(fā)展，十九大作出了加快建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)的部署，加大了在探索海洋、應(yīng)用海洋方面的發(fā)展力度，海洋調(diào)查由近海向深遠(yuǎn)海拓展，作為各類海洋調(diào)查任務(wù)執(zhí)行平臺(tái)，海洋調(diào)查船建設(shè)也進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期[1]。目前，我國(guó)眾多涉海單位紛紛“造船下?！?，船舶管理方面雖然起步較晚，但在充分吸收既有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用了很多國(guó)際先進(jìn)管理理念，大有后發(fā)先至的趨勢(shì)。

海洋調(diào)查船舶主要承擔(dān)著相應(yīng)的海洋基礎(chǔ)與綜合海洋調(diào)查、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)、國(guó)際海底區(qū)域調(diào)查等重要職能，本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外海洋調(diào)查船舶裝備配置、執(zhí)行任務(wù)、管理體制等進(jìn)行現(xiàn)狀分析，探索國(guó)家“海上絲綢之路”建設(shè)、“兩洋一?！睉?zhàn)略發(fā)展要求的科學(xué)化、專業(yè)化海洋調(diào)查船舶管理運(yùn)行模式，為進(jìn)一步提高我國(guó)未來(lái)海洋調(diào)查船舶運(yùn)行管理水平，助力海洋調(diào)查船舶健康合理發(fā)展提供必要的理論支撐。

1 海洋調(diào)查船舶特點(diǎn)

海洋調(diào)查船是指載有專業(yè)工程技術(shù)人員和專用儀器設(shè)備、依據(jù)既有的規(guī)程規(guī)范，對(duì)海洋空間相關(guān)自然要素和特征進(jìn)行科學(xué)調(diào)查、應(yīng)用技術(shù)研究并通過(guò)測(cè)量和勘探獲取其基礎(chǔ)參數(shù)的一類高技術(shù)作業(yè)船舶的統(tǒng)稱。[2]

海洋調(diào)查船普遍裝備了用于海氣界面氣象、大氣邊界層進(jìn)行探測(cè)的大氣剖面儀等大氣探測(cè)設(shè)備；用于對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行探測(cè)的溫度傳感器、鹽度傳感器、電導(dǎo)率傳感器、溶解氧傳感器、聲學(xué)多普勒流速剖面儀等海洋生態(tài)環(huán)境探測(cè)設(shè)備[3]；用于對(duì)海洋資源、海底地形地貌進(jìn)行探測(cè)的魚探儀、水下精確定位的超短基線定位系統(tǒng)、多波束探測(cè)系統(tǒng)、分裂波束探測(cè)系統(tǒng)、淺層剖面儀、海底照相、可視多管采樣器等海底探測(cè)與取樣設(shè)備；用于對(duì)重力、磁力、地震進(jìn)行探測(cè)的重力儀、磁力儀、地震儀等地球物理與取樣設(shè)備[4]。

與一般商用船舶相比，為了滿足對(duì)海洋水文氣象、海洋生物與漁業(yè)資源、海洋地質(zhì)地貌、海洋地球物理等綜合作業(yè)的需求，海洋調(diào)查船舶有如下特點(diǎn)：

①海洋調(diào)查船舶普遍造價(jià)高，由于續(xù)航力和自持能力要求，往往噸位受限，導(dǎo)致機(jī)艙布局局促，導(dǎo)致管理難度比較大；

②海洋調(diào)查船舶的任務(wù)具有多樣性的特點(diǎn)，船上的裝備必須滿足任務(wù)要求，船舶需要相關(guān)的配套設(shè)施，例如起吊設(shè)備的裝置、操作需要的甲板、科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)室等，復(fù)雜的配置導(dǎo)致管理難度增大，容易出現(xiàn)因?yàn)榻y(tǒng)籌安排不合理導(dǎo)致資源浪費(fèi)的情況；

③海洋調(diào)查船舶近年來(lái)的作業(yè)區(qū)域向深海深淵極地不斷延申，對(duì)無(wú)人設(shè)備的依賴性增強(qiáng)，導(dǎo)致技術(shù)迭代快，同時(shí)全球性環(huán)境問題也逐漸凸顯。

2 海洋調(diào)查船舶管理發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外現(xiàn)狀

歐美國(guó)家是根據(jù)船舶的長(zhǎng)度將調(diào)查船劃分不同類型，基本分為4類：全球級(jí)（global class，大于70m）、大洋級(jí)/中間級(jí)（ocean class，55-70m）、區(qū)域級(jí)（regional class，40-55m）和沿岸級(jí)（local class，小于40m）。

2.1.1 國(guó)外海洋調(diào)查船技術(shù)特征分析

現(xiàn)有的海洋調(diào)查船大部分都是采用常規(guī)單體船型，只有少數(shù)的水聲監(jiān)聽船采用的是小水線面雙體船型，海洋監(jiān)聽船主要用于收集聲學(xué)方面的信息和提供實(shí)時(shí)監(jiān)聽，小水線面的雙體船型，能夠保證聲學(xué)設(shè)備一直在水面以上工作，這樣受到水下噪聲的影響比較小，能夠創(chuàng)造出良好的聲學(xué)環(huán)境。

國(guó)外新研發(fā)的調(diào)查船為了滿足科考任務(wù)的需求，配制了更多的船載探測(cè)設(shè)備，逐漸向大型化、多功能化方向發(fā)展：其中船上實(shí)驗(yàn)室多采用了模塊化的設(shè)計(jì)，俄羅斯于2012年建成的“特列什尼科夫院士”號(hào)調(diào)查船，設(shè)計(jì)有可針對(duì)不同任務(wù)進(jìn)行替換的現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室模塊，船上裝備大量現(xiàn)代化科考測(cè)量設(shè)備，能夠開展物理海洋、地球物理學(xué)、氣象學(xué)、海冰等大范圍研究工作，可根據(jù)不同研究任務(wù)在后甲板搭載相應(yīng)模塊[5]。

為了排除海洋中風(fēng)、浪、流等復(fù)雜環(huán)境的影響，新建的科考船大部分采用以柴油機(jī)為原動(dòng)力的電力推進(jìn)系統(tǒng)，一方面有利于船舶總體的靈活布置，并且噪音較小，另一方面也兼顧了海洋考察船動(dòng)力定位系統(tǒng)的要求；隨著深淵科學(xué)的不斷深入，國(guó)外新建的海洋調(diào)查船，如英國(guó)James Cook號(hào)、美國(guó)的Neil Arm-strong號(hào)等均已裝備無(wú)人深潛器，布放之后可獨(dú)立執(zhí)行探測(cè)、識(shí)別目標(biāo)、取樣和完成各種人力無(wú)法勝任的水下環(huán)境和目標(biāo)數(shù)據(jù)采集工作；同時(shí)，各國(guó)針對(duì)極地區(qū)域蘊(yùn)含的豐富資源，新建船大部分具備破冰和冰區(qū)航行的能力。

2.1.2 海洋調(diào)查船管理模式

美國(guó)是目前世界上擁有調(diào)查船數(shù)量最多的國(guó)家，并且管理是從頂層開始謀劃，能夠有效地保障調(diào)查船隊(duì)的規(guī)模與技術(shù)水平。國(guó)家海洋學(xué)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)（UNOLS）的建立，實(shí)現(xiàn)了高效的船舶調(diào)度與管理，積極推動(dòng)了美國(guó)海洋調(diào)查船的合理運(yùn)用，有效整合了美國(guó)海洋調(diào)查力量，同時(shí)提高了調(diào)查船舶及設(shè)施的利用率。

美國(guó)海軍建立的多家海洋科學(xué)合作機(jī)構(gòu)（NOPP），支撐了美國(guó)海洋科技聯(lián)合委員會(huì)（JSOTC）制定的美國(guó)海洋科學(xué)研究設(shè)施使用、更新與投資的政策、程序與計(jì)劃，比如2009年的《海上科學(xué)：用強(qiáng)大的海洋科學(xué)研究船隊(duì)滿足未來(lái)海洋科學(xué)研究目標(biāo)》，2013年的《聯(lián)邦海洋科學(xué)研究船隊(duì)現(xiàn)狀報(bào)告》等，制定了未來(lái)海洋調(diào)查船的發(fā)展計(jì)劃，推進(jìn)海洋調(diào)查裝備和技術(shù)的更新?lián)Q代。

歐洲的幾個(gè)主要國(guó)家，英國(guó)、德國(guó)和法國(guó)等，都是采取的區(qū)域性的海洋戰(zhàn)略，以發(fā)展近岸作業(yè)的小型調(diào)查船為主。1996年，英法德三國(guó)簽署協(xié)議，成立海洋設(shè)備互換委員會(huì)（OFEG），為了實(shí)現(xiàn)調(diào)查航次的聯(lián)合、航時(shí)共享和海洋設(shè)備儀器的共享。同時(shí)，歐洲海洋調(diào)查船隊(duì)聯(lián)盟計(jì)劃的施行建立了有效的溝通和協(xié)調(diào)機(jī)制，推動(dòng)了船舶和設(shè)備的共享共用，保證歐洲海洋調(diào)查船隊(duì)在數(shù)量上和性能上協(xié)調(diào)發(fā)展，形成整體調(diào)查船隊(duì)伍規(guī)范、有序、統(tǒng)一的管理[6]。

中國(guó)周邊國(guó)家中日本也非常重視海洋調(diào)查船的發(fā)展，特點(diǎn)是調(diào)查船數(shù)量多，噸位大并且裝備先進(jìn)，具有全球海洋環(huán)境調(diào)查能力和海洋資源勘探能力，重點(diǎn)建設(shè)方向是中遠(yuǎn)海和極地作業(yè)大噸位調(diào)查船。目前日本海洋調(diào)查船主要由日本海上保安廳、日本海上自衛(wèi)隊(duì)、日本海洋科學(xué)技術(shù)中心、日本氣象廳、海洋科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)等運(yùn)營(yíng)管理。

2.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

按其調(diào)查任務(wù)的不同分為綜合調(diào)查船、專業(yè)調(diào)查船和特種調(diào)查船，其中專業(yè)調(diào)查船細(xì)化分為海洋物理調(diào)查船、海洋測(cè)量船、海洋漁業(yè)調(diào)查船、海洋氣象調(diào)查船、海洋地球物理調(diào)查船等，特種海洋調(diào)查船細(xì)化分為物探調(diào)查船、宇宙調(diào)查船、極地考察船和深海采礦鉆探船等，按其航行的范圍可分為遠(yuǎn)洋調(diào)查船和近岸調(diào)查船等。

與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)海洋調(diào)查事業(yè)起步較晚，調(diào)查船隊(duì)伍能力建設(shè)也曾相對(duì)滯后。我國(guó)自上世紀(jì)50年代開始發(fā)展海洋調(diào)查船，起初以改裝船為主，這一期間以中國(guó)科學(xué)院海洋研究所“金星號(hào)”為代表船舶；1978年正式出廠的“向陽(yáng)紅09”船在當(dāng)年便執(zhí)行了聯(lián)合國(guó)全球大氣試驗(yàn)調(diào)查任務(wù)，獲圓滿成功，并作為“蛟龍?zhí)枴陛d人潛器母船，為我國(guó)深海事業(yè)服務(wù)至今；上世紀(jì)80年代中后期至本世紀(jì)初，我國(guó)調(diào)查船規(guī)模發(fā)展相對(duì)放緩，其中以“極地”號(hào)、“大洋一號(hào)”船為典型代表；原國(guó)家海洋局屬“大洋一號(hào)”船是我國(guó)第一艘現(xiàn)代化綜合性遠(yuǎn)洋科考調(diào)查船，具備物理海洋、海洋化學(xué)、海洋地質(zhì)、海洋水聲、海洋地球物理、海洋生物等多學(xué)科的研究工作條件，可以開展海底地形、底質(zhì)和構(gòu)造、重力和磁力、綜合海洋環(huán)境、海洋工程以及深海技術(shù)裝備等方面的調(diào)查和試驗(yàn)工作；尤其是十八大建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略實(shí)施以來(lái)，國(guó)家認(rèn)識(shí)海洋、經(jīng)略海洋力度進(jìn)一步加大，海洋調(diào)查船舶建造進(jìn)入歷史高峰期，船舶隊(duì)伍逐漸壯大，船舶總體性能指標(biāo)、調(diào)查作業(yè)任務(wù)執(zhí)行能力得到顯著提升，形成以中大型、深遠(yuǎn)海為主，全球海域全覆蓋的不同級(jí)別的特種或綜合海洋調(diào)查船舶隊(duì)伍，其中比較典型的有2009年建造完成交付使用的廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局屬天然氣水合物調(diào)查船“海洋六號(hào)”；同年交付的中科院南海所屬小水線面雙體調(diào)查船“實(shí)驗(yàn)1號(hào)”；2012年交付使用的中科院海洋研究所屬綜合海洋調(diào)查船“科學(xué)號(hào)”等。

海洋調(diào)查船的科學(xué)調(diào)度與合理使用離不開健全完善的船舶管理體系作保障，為改善我國(guó)海洋調(diào)查船分散式管理模式，建立海洋調(diào)查船舶統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制，提高船舶使用效率，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)海洋調(diào)查船舶的信息開放、資源共享、公管共用，促進(jìn)我國(guó)海洋調(diào)查能力與水平的提高，保證國(guó)家海洋調(diào)查任務(wù)的順利開展，由原國(guó)家海洋局牽頭組建的國(guó)家海洋調(diào)查船隊(duì)于2012年4月正式成立。

3 海洋調(diào)查船舶管理技術(shù)展望

3.1 船舶與裝備的綜合集成與實(shí)驗(yàn)

3.1.1 發(fā)展移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室模塊化設(shè)計(jì)

開展實(shí)驗(yàn)室模塊化設(shè)計(jì)建設(shè)，提高海洋調(diào)查原位及移動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑＭㄟ^(guò)原位技術(shù)方法研究和信息數(shù)據(jù)融合，提高現(xiàn)場(chǎng)綜合調(diào)查效率，提高船舶航次利用率，提升海洋調(diào)查數(shù)據(jù)質(zhì)量。

3.1.2 利用船舶出航統(tǒng)籌海上高端裝備實(shí)驗(yàn)優(yōu)化

海上試驗(yàn)是裝備制造過(guò)程的延續(xù)，是船舶、裝備和人員磨合的重要時(shí)期。針對(duì)多種資源評(píng)價(jià)所需裝備類型多、數(shù)量多的特點(diǎn)，需要每年對(duì)新裝備和經(jīng)較大改造裝備進(jìn)行充分的海上試驗(yàn)，驗(yàn)證裝備的功能與性能，評(píng)估船舶與裝備之間的適應(yīng)性，對(duì)海上作業(yè)人員的培訓(xùn)，暴露裝備應(yīng)用過(guò)程中的問題以便于改進(jìn)，形成裝備海上操作規(guī)程和應(yīng)急預(yù)案，為正式航次的順利實(shí)施提供保障，同時(shí)通過(guò)海上實(shí)驗(yàn)應(yīng)用，提升船舶甲板作業(yè)保障能力。

3.2 海洋調(diào)查船舶管理平臺(tái)建設(shè)

3.2.1 加強(qiáng)基礎(chǔ)研究平臺(tái)建設(shè)

加大深海金屬礦資源勘探、開發(fā)技術(shù)投入，在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)投資，加強(qiáng)研發(fā)能力建設(shè)，建設(shè)深海礦產(chǎn)資源勘查、開采和加工的重點(diǎn)示范基地，建立國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程研究中心的研究平臺(tái)，形成深海礦業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的業(yè)務(wù)支撐點(diǎn)。

3.2.2 船舶任務(wù)海外保障平臺(tái)建設(shè)

建立海外基地，對(duì)支持多船全球作業(yè)，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)優(yōu)勢(shì)力量，進(jìn)行船舶海外維護(hù)、樣品周轉(zhuǎn)、人員更換等。

3.2.3 建設(shè)大數(shù)據(jù)支撐下的云邊端一體化管理，保障船舶安全

構(gòu)建調(diào)查船隊(duì)的云邊端一體化管理，在不同航行環(huán)境條件約束下提升船舶通航能力和安全性，同時(shí)船隊(duì)可以積累大量有價(jià)值的航行期環(huán)境數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理也可用于海洋科學(xué)、船舶設(shè)計(jì)、信息處理、通信控制、決策支持、人工智能等多學(xué)科交叉。

3.3 專業(yè)調(diào)查船的建造與環(huán)境問題

3.3.1 具備布放回收無(wú)人高端裝備的專業(yè)船舶建造

隨著深海深淵及兩極調(diào)查的需求不斷加大，滿足調(diào)查學(xué)科專業(yè)性，滿足深淵科學(xué)，保證我國(guó)調(diào)查船隊(duì)型制更合理。滿足無(wú)人機(jī)、無(wú)人潛器、載人潛器的布放回收，對(duì)海洋調(diào)查船舶提出了新的要求。比如新一代無(wú)人潛器減少了通信和人員監(jiān)控需要，利用船舶對(duì)多個(gè)無(wú)人潛器協(xié)同作業(yè)進(jìn)行導(dǎo)航幫助和通信中繼，增強(qiáng)水下環(huán)境感知能力等，都對(duì)船舶的性能要求提出了新的挑戰(zhàn)。

3.3.2 海洋調(diào)查船舶作業(yè)過(guò)程中的特殊環(huán)保問題

由于我國(guó)近海生態(tài)環(huán)保要求，對(duì)作業(yè)船舶有嚴(yán)格的規(guī)范要求，但是海洋是全球性的生態(tài)系統(tǒng)，深遠(yuǎn)海作業(yè)調(diào)查過(guò)程中一系列的污染，面臨機(jī)艙含油污水、鋰電池、放射性問題等，目前并未得到重視。

比如船舶上的放射性物質(zhì)所帶來(lái)的問題與岸上實(shí)驗(yàn)室所遇到的是不同的。通常，所有關(guān)于放射性同位素的操作都是在一個(gè)專門的實(shí)驗(yàn)室集裝箱中進(jìn)行的。即使所有放射性同位素操作都在一個(gè)專門的集裝箱中進(jìn)行，由于科考船的封閉性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)室艙室的不穩(wěn)定性，少量同位素被運(yùn)輸至船舶其他區(qū)域的可能性極大。

4 總結(jié)與思考

海洋調(diào)查船舶綜合管理不僅涉及海洋裝備的海上應(yīng)用、海洋調(diào)查任務(wù)的完成，還涉及船舶管理、外交事務(wù)等，所以從管理上構(gòu)建任務(wù)及裝備船舶的統(tǒng)籌機(jī)制、從制度上確保全球海洋環(huán)境或區(qū)域海洋環(huán)境盡可能都免受污染，綠色、環(huán)保和環(huán)境友好，是未來(lái)我國(guó)海洋調(diào)查船舶管理的新方向。

①根據(jù)海洋調(diào)查任務(wù)需求，設(shè)計(jì)研發(fā)甲板移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室模塊及水下原位實(shí)驗(yàn)室等；

②豐富海洋調(diào)查船管理統(tǒng)籌機(jī)制內(nèi)涵，應(yīng)包括資源統(tǒng)籌、環(huán)境感知、風(fēng)險(xiǎn)決策等；

③豐富專業(yè)海洋調(diào)查船類型，提升無(wú)人高端裝備及深潛裝備的布放回收能力；

④增強(qiáng)海洋調(diào)查船舶的環(huán)保意識(shí)，使我國(guó)海洋調(diào)查船舶管理更加科學(xué)完善；

⑤調(diào)整海洋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化布局，擴(kuò)大規(guī)模，注重效益，提高科技含量，實(shí)現(xiàn)持續(xù)快速發(fā)展。