林南盛　李科沛

摘 要：針對(duì)我省小型集裝箱船超載、穩(wěn)性不足的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，開(kāi)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(jì)算等功能，能即時(shí)反映船舶的裝載狀況和穩(wěn)性衡準(zhǔn)，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(guān)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(hào)：U662.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(dān)負(fù)著我省外貿(mào)出口運(yùn)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(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(huì)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(dǎo)致的下輕上重等現(xiàn)象，形成安全隱患。對(duì)于這類安全問(wèn)題，海事部門管理起來(lái)也是相當(dāng)困難：如按船舶可能遭遇最危險(xiǎn)極端狀況進(jìn)行管理，勢(shì)必造成運(yùn)力的嚴(yán)重浪費(fèi)；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(wú)法保證航行安全。因此隨著集裝箱船發(fā)展的復(fù)雜化和智能化，傳統(tǒng)的人工配載已很難完成復(fù)雜配載編制，開(kāi)發(fā)適合我省小型集裝箱船的計(jì)算機(jī)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(jì)算，并且在屏幕上顯示和打印輸出、保存計(jì)算結(jié)果的船舶裝載應(yīng)用軟件。為保證船舶營(yíng)運(yùn)安全、減輕船員勞動(dòng)強(qiáng)度、提高裝卸效率，《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》早已對(duì)船長(zhǎng)100 m及以上的所有第I類船舶應(yīng)搭配裝載儀進(jìn)行了規(guī)定。而對(duì)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(méi)有相關(guān)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(shí)有發(fā)生。

針對(duì)上述情況，開(kāi)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(jì)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(shí)也便于海事部門對(duì)小型集裝箱船的管理。

2 系統(tǒng)的主要功能

（1）文件的存儲(chǔ)、調(diào)用和打印

文件功能包括：“新文件”、“打開(kāi)”、“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(rèn)正確后即可以完成信息的保存；文件的調(diào)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(kāi)”按鈕，就進(jìn)入信息界面，顯示其配載信息；而通過(guò)“打印”按鈕及其下拉菜單，可以打印目前裝載工況的相關(guān)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(duì)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(shuō)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(lái)的功能和界面，會(huì)根據(jù)不同貨物類型進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)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(jìn)入“散裝/干雜貨物”界面或“集裝箱”界面進(jìn)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(duì)于這些裝卸信息的輸入，程序主界面響應(yīng)的船艙和箱位會(huì)進(jìn)行顯示。

（4）浮性計(jì)算顯示

系統(tǒng)會(huì)根據(jù)配載情況，計(jì)入已裝各艙貨物的重量，計(jì)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(jié)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(jì)算顯示

根據(jù)配載情況以及浮態(tài)計(jì)算，計(jì)算并顯示出船的穩(wěn)性計(jì)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(duì)應(yīng)角、最小傾覆力臂和風(fēng)壓力臂，進(jìn)行穩(wěn)性衡準(zhǔn)計(jì)算，判斷穩(wěn)性是否不足而需否報(bào)警，并可在相應(yīng)界面中繪制出穩(wěn)性曲線圖。

（6）提醒和報(bào)警

系統(tǒng)中有很多人機(jī)對(duì)話的提醒和配載不良的警告。如配載不合理時(shí)會(huì)出現(xiàn)提示窗口；穩(wěn)性不合適時(shí)會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)表格標(biāo)示以及系統(tǒng)的報(bào)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(yīng)用針對(duì)性強(qiáng)

系統(tǒng)主要適用于我省內(nèi)河小型集裝箱船。在開(kāi)發(fā)過(guò)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(diǎn)，并針對(duì)營(yíng)運(yùn)過(guò)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(yīng)的應(yīng)對(duì)措施或警告。

（2）即時(shí)反映，便捷實(shí)用

系統(tǒng)具有強(qiáng)大的實(shí)用性和實(shí)效性，能即時(shí)反映船舶的裝載狀況和穩(wěn)性衡準(zhǔn)，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(wèn)題，是船舶裝載手冊(cè)所無(wú)法替代的。

（3）界面簡(jiǎn)單，操作快捷

考慮到船員軟件應(yīng)用能力不強(qiáng)，本系統(tǒng)在編制過(guò)程中盡量采用簡(jiǎn)單的操作界面，并配以良好的可視化操作技術(shù)和人機(jī)對(duì)話機(jī)制。為使操作快捷，系統(tǒng)界面上的大部分功能都可以通過(guò)快捷鍵進(jìn)行操作完成，包括文件創(chuàng)建、輸入、打開(kāi)、顯示、計(jì)算、編輯、修改、保存、打印、警示等各模塊功能。

（4）適用范圍擴(kuò)展性

所開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)，適用于集裝箱船和散雜貨船。而通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，還可以進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，擴(kuò)展后還可適用于多用途船、油船、化學(xué)品船、液化氣體船、半潛船和特種多用途船等。

⑸ 經(jīng)濟(jì)實(shí)用性強(qiáng)

所開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)，具有價(jià)格低廉、維護(hù)方便、維護(hù)成本低和可推廣應(yīng)用等特點(diǎn)，具有很好的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

4 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

用戶可以根據(jù)貨物類型和配載方案，通過(guò)菜單欄中的裝載菜單，完成對(duì)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(dāng)貨物類型為集裝箱時(shí)，用戶可激活集裝箱配載系統(tǒng)，供用戶進(jìn)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(guò)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(yùn)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(shí)際操作過(guò)程中，用戶可根據(jù)集裝箱配載方案，點(diǎn)擊右下角的BAY位樹(shù)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(hào)、層號(hào)和列號(hào)）。BAY位編號(hào)有奇偶數(shù)之分，分別對(duì)應(yīng)20 ft、40 ft的標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，每一個(gè)偶數(shù)BAY位代表了一個(gè)由相鄰兩個(gè)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(hào)、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(guò)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(yīng)界面上的按鈕，系統(tǒng)可完成對(duì)集裝箱的一系列相關(guān)配載操作。對(duì)于這些裝卸信息的輸入，程序主界面響應(yīng)的船艙和箱位也會(huì)進(jìn)行顯示。

5 軟件計(jì)算流程

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

6 實(shí)例分析

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

用本裝載儀系統(tǒng)，對(duì)測(cè)試船舶的測(cè)試工況進(jìn)行了穩(wěn)性計(jì)算，并將其結(jié)果與中國(guó)船級(jí)社武漢規(guī)范研究所開(kāi)發(fā)的《船舶靜水力計(jì)算及穩(wěn)性衡準(zhǔn)系統(tǒng)》的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比（見(jiàn)表2），以驗(yàn)證本軟件的有效性與準(zhǔn)確性。

7 結(jié)論

開(kāi)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(yīng)用針對(duì)性強(qiáng)、反應(yīng)即時(shí)、可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，不僅可以協(xié)助船東進(jìn)行集裝箱管理、配載和完整穩(wěn)性計(jì)算，還可以對(duì)單貨物形式裝配的穩(wěn)性進(jìn)行校核計(jì)算。

本階段研究成果，不僅可用于計(jì)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(duì)于緩解我省集裝箱多樣化帶來(lái)的航行安全問(wèn)題和管理問(wèn)題有重要意義。

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