李龍煥

摘 要：采用大型船舶操縱模擬器，通過對珠江流域內(nèi)河160 m底寬航道的實際情況建模，在設(shè)定水域風(fēng)、流等參數(shù)下，模擬14.7萬m3LNG船舶在滿載及壓載的通航情況。實驗結(jié)果表明，14.7萬m3的LNG船舶在設(shè)定風(fēng)流條件下，平均航跡帶寬為57.0 m，滿足航道底寬為160 m的內(nèi)河航道通航要求。該實驗對促進內(nèi)河LNG船舶運輸事業(yè)的發(fā)展有較大意義。

關(guān)鍵詞：液化天然氣 LNG 仿真模擬 航跡帶寬移動安全區(qū)

中圖分類號：TE978 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）03（b）-0057-02

隨著經(jīng)濟高速發(fā)展，各類能源的需求快速增長，天然氣作為綠色、優(yōu)質(zhì)能源，在工業(yè)生產(chǎn)和居民生活中使用越來越廣，其中LNG內(nèi)河運輸?shù)男枨髲娏摇V東作為改革開放先驅(qū)，在2006年建成了我國第一座LNG接收站，目前正在研究內(nèi)河開展LNG船舶運輸?shù)目尚行?。鑒于LNG船舶通航的危險性及排他性，LNG船舶航行時需要設(shè)置移動安全區(qū)，其具體尺度應(yīng)通過專題論證確定[1]。該文對14.7萬m3的LNG船進出內(nèi)河航道行開展仿真模擬研究。

1 模擬實驗部分

1.1 主要設(shè)備及系統(tǒng)

船舶操縱模擬器（中國船級社認(rèn)證）、ECDIS終端軟件（電子海圖）、CONNING軟件（綜合信息顯示處理系統(tǒng)）如圖1所示。

1.2 模擬參數(shù)

1.2.1 船舶條件

實驗船型為14.7萬m3的薄膜型LNG船，屬于LNG船舶中標(biāo)準(zhǔn)船型，其總載重為8.5萬t、總長為292.2 m、型寬為43.4 m、型深為26.3 m，滿載吃水為11.5 m、壓載吃水為9 m。

1.2.2 航道條件

實驗?zāi)M的航道為廣州港42#～63#浮標(biāo)段的航道，航道底寬為160 m，底高為-13.0 m，為5萬t級單向航道。航道示意圖見圖2。

1.2.3 風(fēng)向及風(fēng)力

模擬風(fēng)向選擇強風(fēng)向和常風(fēng)向。根據(jù)測量數(shù)據(jù)，該區(qū)域常風(fēng)向為NE，強風(fēng)向為SW，模擬風(fēng)力選擇5級。

1.2.4 潮汐、流速

模擬實驗選擇漲潮滿載進港、落潮壓載離港。根據(jù)海事部門提供的海圖、水域海流等數(shù)據(jù)，模擬流速選擇該水域的極限流速2.9節(jié)。

2 實驗結(jié)果及討論

模擬實驗根據(jù)不同的外部條件，設(shè)置四組模擬實驗，實驗船舶航行速度在6節(jié)內(nèi)。實驗對船位、船向、航速等運動參數(shù)進行記錄，獲得有關(guān)船舶操縱和船舶運動的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后對實驗數(shù)據(jù)進行分析，總結(jié)船舶操縱規(guī)律、評價船舶在航行中的安全性。

2.1 船舶狀態(tài)及外界條件

船舶狀態(tài)及外界條件（如表1）。

2.2 實驗結(jié)果討論

四組航行模擬實驗分別為：漲潮順流進港航行實驗1、2號，落潮順流出港航行實驗3、4號；風(fēng)向分別為NE和SW風(fēng)，風(fēng)力均為5級。四組模擬實驗的航跡圖見圖3。

航跡帶寬度是船舶左右移動的矢量與船體占用航道的寬度之和，是航道有效寬度的重要組成部分，對判斷船舶的移動安全區(qū)有重要指導(dǎo)意義[3]。實驗航跡帶寬度數(shù)據(jù)見表2。

從表2數(shù)據(jù)分析，模擬實驗的平均航跡帶寬度為57.0 m，可推算左右兩邊的船岸富裕間距平均為51.5 m（1.2倍船寬）。船岸富裕寬度大于1倍船寬，符合《海港總體設(shè)計規(guī)范》中對危險品船舶船岸富裕寬度的要求。

58#～60#水域平均航跡帶寬度較大為63 m，主要原因是該航段的水流流向夾角達到15°，船體受到水流較大的壓力，影響了船舶航行的穩(wěn)定性。

42#～52#、61#～63#水域航跡帶寬度均在60 m及以上，可能的原因是此航段在航行模擬實驗初期，駕駛?cè)藛T對航行模擬器、船舶操縱性能、外界風(fēng)流及航道水域情況不熟悉等原因。

3 結(jié)語

該文通過船舶操縱模擬器，采用了接近于極限風(fēng)、流的條件，模擬14.7萬m3的LNG船舶在廣州港42#～63#浮標(biāo)航段航行。實驗結(jié)果表明，160 m寬的內(nèi)河航道在設(shè)定條件下滿足設(shè)計船型航行要求。

鑒于內(nèi)河航道水域情況復(fù)雜，風(fēng)、流變化大，為降低外部條件對LNG船舶航行的不利影響，建議LNG船舶進出內(nèi)河航道時，需要請有經(jīng)驗的引航員指揮船舶。

參考文獻

[1] 馬振霞.船舶操縱控制虛擬現(xiàn)實仿真的研究[D].大連海事大學(xué)，2013.

[2] 雷鵬華.變態(tài)船模操縱性能仿真模擬研究[D].重慶交通大學(xué)，2015.

[3] JST 165-5-2016，液化天然氣碼頭設(shè)計規(guī)范[S].人民交通出版社股份有限公司，2016.