青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院航海系 成海濤 趙東野

集裝箱船舶得益于船舶配載儀的強(qiáng)大計(jì)算功能，減輕了配載人員繁重的配載計(jì)算工作，使復(fù)雜的配載計(jì)算可以在數(shù)據(jù)輸入瞬間即可得出結(jié)果，減少了配載時(shí)間，加速了船舶的周轉(zhuǎn)。配載儀的諸多優(yōu)點(diǎn)使其在船上得以廣泛應(yīng)用，尤其隨著船舶大型化的發(fā)展，其作用愈加凸顯。配載儀的強(qiáng)大功能包括核算船舶穩(wěn)性、強(qiáng)度、吃水差，分類(lèi)獲取集裝箱統(tǒng)計(jì)信息，調(diào)整船舶適當(dāng)浮態(tài)等。雖然如此，我們也必須認(rèn)識(shí)到，船上再先進(jìn)的設(shè)備也只是起到輔助參考的作用，設(shè)備在開(kāi)發(fā)及使用的過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)誤差，船舶工作人員不可完全依賴(lài)設(shè)備，而應(yīng)合理利用，盡量減小誤差的影響。

一、CASP配載系統(tǒng)簡(jiǎn)介

CASP（Computer Automated Stowage Planning）系統(tǒng)全稱(chēng)為電腦自動(dòng)化配載計(jì)算系統(tǒng)，是一套以VB （Visual Basic） 程序語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)程序，由韓國(guó)Total Soft Bank Ltd生產(chǎn)，已在集裝箱船上得到廣泛配置應(yīng)用。

CASP程序已發(fā)展十余年之久，其數(shù)據(jù)庫(kù)為該軟件商自定的結(jié)構(gòu)，與一般通用的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)有所不同。由于 IMO對(duì)集裝箱船數(shù)據(jù)庫(kù)所作的標(biāo)準(zhǔn)格式制定較晚，CASP程序結(jié)構(gòu)也與 IMO 制定不同，所以在實(shí)際運(yùn)用上須另行開(kāi)發(fā) EDI 來(lái)轉(zhuǎn)換格式以轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)到其他應(yīng)用接口，CASP程序的數(shù)據(jù)庫(kù)雖無(wú)法直接以其他數(shù)據(jù)庫(kù)程序（如ACCESS、DBASE、XBASE）開(kāi)啟，但通過(guò)檔案轉(zhuǎn)換仍能作相當(dāng)運(yùn)用。

二、CASP配載系統(tǒng)誤差分析

談到某一系統(tǒng)或設(shè)備的誤差，一般會(huì)分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩部分，對(duì)于CASP配載系統(tǒng)誤差分析也主要從這兩點(diǎn)出發(fā)。

（一）CASP配載系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差

1.原始數(shù)據(jù)誤差

船體曲線(xiàn)是平滑曲線(xiàn)，是有曲率變化的，轉(zhuǎn)換成數(shù)值形態(tài)，不論算至小數(shù)多少位都不可能無(wú)誤差，加之將連續(xù)曲線(xiàn)轉(zhuǎn)成一段段的數(shù)據(jù)，其取樣間隔的密度也影響其正確性。

2.原始造船誤差

船舶靜水曲線(xiàn)為船模外形的原始設(shè)計(jì)，造船廠據(jù)之放樣裁割焊接，一系列同型船沒(méi)有一條能完全無(wú)尺寸出入而達(dá)到合乎設(shè)計(jì)的船型平滑曲線(xiàn)，這就產(chǎn)生了造船原始誤差。

3.CASP 數(shù)據(jù)庫(kù)輸入誤差

船舶數(shù)據(jù)種類(lèi)繁多，數(shù)據(jù)量龐大，且非船舶設(shè)計(jì)建造船廠的原始數(shù)據(jù)，而是由軟件開(kāi)發(fā)商依Hydrostatic Table以人力輸入，上萬(wàn)筆的輸入，發(fā)生錯(cuò)誤的概率不低。此種誤差有數(shù)個(gè)解決之道，最佳方法是向造船廠要求提供原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)（電子數(shù)據(jù)庫(kù)）直接將文件輸入CASP。

4.船體變形誤差

船舶靜水曲線(xiàn)是船體模型曲線(xiàn)，實(shí)務(wù)上大型集裝箱船，尤其萬(wàn)箱級(jí)船舶由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的原因，空船時(shí)就已經(jīng)有中拱現(xiàn)象，隨貨物積載的位置及重量變化產(chǎn)生的船體變形千變?nèi)f化，其外形與該吃水下的完美設(shè)計(jì)曲線(xiàn)間已有差異，連帶所取用的數(shù)據(jù)也有差異，因變形方式不一定，無(wú)法完全修正。但總的變形還是以中拱變形最為明顯。

CASP 系統(tǒng)誤差主要有以上幾點(diǎn)但并不限于這幾點(diǎn)，如因數(shù)據(jù)表精度問(wèn)題，也會(huì)存在誤差。 在船舶達(dá)到一定吃水時(shí)曲線(xiàn)可能變化劇烈，如船舶吃水達(dá)到舵板上方（即艉段寬闊處坐水），各參數(shù)值都有很大移動(dòng)，CASP 原始 Table 每吃水 20 cm 采一數(shù)據(jù)以線(xiàn)性?xún)?nèi)差法計(jì)算就可能與實(shí)際正確參數(shù)偏差甚多。

（二）CASP配載系統(tǒng)的偶然誤差

1.重量量測(cè)誤差

不論貨載的過(guò)磅、油水量的計(jì)測(cè)都有一定的誤差產(chǎn)生，使得據(jù)以計(jì)算的基準(zhǔn)重量已失準(zhǔn)度，計(jì)算所得水尺不可能符合實(shí)際觀測(cè)結(jié)果，當(dāng)然其他無(wú)法目測(cè)獲得的真實(shí)數(shù)據(jù)也與此計(jì)算數(shù)據(jù)有所偏差。

（1）裝箱重量誤差

裝載集裝箱實(shí)際重量與所提供的重量不一致，除了客觀的稱(chēng)重誤差外，貨主假報(bào)、瞞報(bào)重量的情況也不可忽視，尤其內(nèi)貿(mào)集裝箱該情況比較嚴(yán)重。作為船員對(duì)其無(wú)能為力，但隨著航運(yùn)市場(chǎng)的逐漸規(guī)范發(fā)展，IMO也采取了相應(yīng)的預(yù)防措施，這種現(xiàn)象很快會(huì)得到改觀。但船員應(yīng)認(rèn)識(shí)到此誤差的存在，當(dāng)接近滿(mǎn)載時(shí)，此誤差可能造成超載，還可能由于不可控制的輕重箱倒置而使船舶的穩(wěn)性計(jì)算產(chǎn)生無(wú)法估計(jì)的誤差，而給船舶帶來(lái)極大的安全隱患。船舶在開(kāi)航后避讓時(shí)用舵就會(huì)明顯地感覺(jué)到穩(wěn)性問(wèn)題，穩(wěn)性不足時(shí)用舵后船舶橫傾角較大，而且恢復(fù)緩慢。此時(shí)應(yīng)注意提前避讓?zhuān)灰么蠖娼恰?/p>

（2）船用油、水變化的誤差

船舶在港期間，進(jìn)行配載計(jì)算時(shí)，船用壓載水、淡水、油水變化頻繁，有時(shí)加油，有時(shí)加水，而船舶又一直在消耗油水，如果沒(méi)有及時(shí)測(cè)量和計(jì)算，則該誤差也將比較大；即使量水量油了，但沒(méi)做縱橫傾修正，也會(huì)存在較大誤差；還有將壓載水排空時(shí)，由于船舶結(jié)構(gòu)的原因很難將艙內(nèi)水全部打掉，除非用掃艙泵等，如果艙內(nèi)有殘水，而輸入系統(tǒng)時(shí)卻都以排空狀態(tài)輸入，這也會(huì)導(dǎo)致誤差。

（3）船舶常數(shù)誤差

船舶常數(shù)不是一定值，使其變化的原因很多，船上習(xí)慣做法是采用最近測(cè)定的船舶常數(shù)作為一定值使用。本身測(cè)量船舶常數(shù)時(shí)就會(huì)存在誤差，加之長(zhǎng)時(shí)間的船舶運(yùn)營(yíng)，其數(shù)值必然會(huì)發(fā)生較大的變化，用原數(shù)值必將存在誤差。尤其是老舊船，誤差率更大。

2.貨物重心高度的取值誤差

為了便于系統(tǒng)計(jì)算，一般每個(gè)箱子的重心高度都取箱高的45%，而實(shí)際配箱必然存在滿(mǎn)載和不滿(mǎn)箱等狀態(tài)，每個(gè)箱子重心高度可能都不相同，采用此經(jīng)驗(yàn)值的方法必然存在誤差。

3.船舶舷外水密度的誤差

船上習(xí)慣做法都是將水密度設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)海水密度，大多數(shù)大副沒(méi)有經(jīng)常測(cè)定港口水密度的良好習(xí)慣。如在上海外高橋水密度接近淡水的，如果還用標(biāo)準(zhǔn)海水密度計(jì)算必然存在較大的誤差（1 ‰的水密度誤差，對(duì)大型船舶而言會(huì)引起約1 cm 的吃水誤差）。

三、減小誤差的應(yīng)對(duì)措施

配載儀的誤差直接影響到船舶的安全，配積載人員不能忽視。作為船上的船長(zhǎng)、大副對(duì)減小某些誤差無(wú)能為力，尤其是系統(tǒng)誤差，但偶然誤差是可以評(píng)判并減小的，可以采取以下的辦法：

（一）CASP配載系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差減小措施

對(duì)于上述系統(tǒng)誤差1～3，船上工作人員沒(méi)有行之有效的辦法，但配積載軟件都是經(jīng)過(guò)船級(jí)社認(rèn)證的，其誤差對(duì)船舶安全影響很小或已在可控的范圍，船長(zhǎng)和大副可不必考慮其影響。

上述系統(tǒng)誤差4的影響是比較大的，但只要合理地配積載及利用油水，就可以有效減小中拱變形的影響，具體措施如下。

（1）將較重的箱子或后到港的箱子盡量集中在船中部，輕箱放首尾部。通常安排重箱的順序可設(shè)置為：先船中部，再船前部，最后是船中后部。

（2）合理安排壓載水，為減緩中拱變形應(yīng)盡量使用漂心前靠近中部的壓載艙壓載。

（3）油水分配也是自中部向首尾依次裝載，使用時(shí)順序相反。

產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因不僅僅限于以上列舉，還有很多。因?yàn)榇嬖谥@些誤差，為確保船舶安全，各相關(guān)國(guó)際公約及船級(jí)社對(duì)船舶的載重線(xiàn)、穩(wěn)性及應(yīng)力承受極限等均有所規(guī)范限制，留有安全余量以防萬(wàn)一，故船上實(shí)際操作中只要船舶各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)計(jì)算值在安全設(shè)定值范圍內(nèi)，就可以不考慮這些系統(tǒng)誤差的影響。

（二）CASP配載系統(tǒng)的偶然誤差減小措施

（1）減小重量量測(cè)誤差的應(yīng)對(duì)措施。

①對(duì)于箱重不一致及貨主假報(bào)、瞞報(bào)重量的情況，船長(zhǎng)、大副對(duì)其無(wú)能為力，而且CASP 配載儀沒(méi)有提供由水尺來(lái)計(jì)算的功能，其 Displacement 與所有靜水參數(shù)均是由加總重量所得的Displacement反查 Hydrostatic Table 而來(lái)，一旦偷重較多，計(jì)算結(jié)果可信度即甚低。例如，以某4 229 TEU集裝箱船為例，相差50 cm，其一般吃水狀況下 TPC 在75 MT上下，差50 cm表示重量誤差高達(dá) 75×50 =3 750 t ，則以此計(jì)算所得船舶穩(wěn)性及應(yīng)力值已不具參考價(jià)值，需找出這些重量分布所在，重新列入計(jì)算。具體方法如下：

a.求計(jì)算排水量。大副在取得所有重量數(shù)據(jù)（空船重量、油水重、箱重、船舶常數(shù)等）后，將其加總即為計(jì)算排水量值。

b.求實(shí)際排水量。實(shí)際看水尺查靜水曲線(xiàn)表Hydrostatic Table得對(duì)應(yīng)排水量，并作縱橫傾修正、海水密度修正得到真正排水量，依此值取得正確之TPC、MTC、KB、KM 等參數(shù)值。

c.求排水量差。用計(jì)算排水量減去實(shí)際排水量得差額可作為一常數(shù)處理，如果此值不大，可以將其重心高度取為以全體貨載平均重心高度來(lái)算，雖非完全正確但實(shí)際操作中能接受。如果此值較大或?yàn)榱吮M量減小誤差，無(wú)法判斷多出這部分重量的分布位置時(shí)，可將某一港口的總誤差重量平均分?jǐn)偟皆摳垩b的每個(gè)箱子上，假設(shè)為平均偷重。

d.將重量差輸入CASP系統(tǒng)?？善骄{(diào)整貨載重量或直接以常數(shù)形式列入計(jì)算（Constant不大時(shí)），使計(jì)算所得之吃水（Draft）與實(shí)際相符，以此計(jì)算基準(zhǔn)算出的船舶穩(wěn)性、強(qiáng)度及吃水差等數(shù)值才正確可用。

②在港期間油水變動(dòng)后應(yīng)令木匠及時(shí)測(cè)量，并進(jìn)行縱橫傾修正，確保油水?dāng)?shù)量準(zhǔn)確；對(duì)于排空的水艙，除非用掃艙泵掃艙，否則應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算將艙內(nèi)殘水量錄入CASP，不可直接輸入零。

③每次塢修后應(yīng)測(cè)定船舶常數(shù)，盡量減少其誤差。

（2）大副應(yīng)測(cè)量靠泊港口水密度，不能直接錄入標(biāo)準(zhǔn)海水密度。集裝箱船舶一般定線(xiàn)，靠泊港口固定，所以為了減少工作強(qiáng)度，可以利用幾個(gè)航次測(cè)量出每個(gè)港口的密度，取其平均值，這樣也可以減少因水密度產(chǎn)生的誤差。

（3）每一港完貨后、開(kāi)航前，大副必須現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)船舶實(shí)際吃水，并與CASP計(jì)算水尺比較，如有任何懷疑，應(yīng)仔細(xì)核查原因。經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)港口的比對(duì)，大副可以總結(jié)在各種裝載狀態(tài)下實(shí)際吃水與CASP計(jì)算水尺的總誤差（對(duì)于某一固定船型其水尺誤差一般在10~20 cm），方便以后工作。

（4）船舶在抵港前，尤其港口水深受到限制時(shí)，大副應(yīng)再次認(rèn)真觀測(cè)實(shí)際吃水，確保船舶安全進(jìn)港。

四、結(jié)束語(yǔ)

配載的正確與否直接關(guān)系到集裝箱船舶的安全，隨著船舶大型化的發(fā)展，船舶強(qiáng)度、扭矩、剪切應(yīng)力等相關(guān)計(jì)算愈顯重要，尤其當(dāng)配載系統(tǒng)計(jì)算出的相關(guān)數(shù)值接近許用值時(shí)，大副應(yīng)更加謹(jǐn)慎。作為船長(zhǎng)和大副不但應(yīng)熟練掌握配積載系統(tǒng)的基本應(yīng)用，還應(yīng)了解其產(chǎn)生誤差的原因及解決方法，只有這樣才能更好地保證人員、船舶及貨物的安全。

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