（载运工具运用工程专业论文）威连线客滚船车辆安全装载与系固的研究.pdf

中文摘要 摘要 本文介绍了客滚船及国内外滚装运输的发展情况和国内外对客滚船舶运输的 安全规范，从定性和定量角度提出并讨论了研究滚装船系固问题的必要性和追切 性。通过借鉴国外对该类问题的研究方法，从某一实船实线出发对客滚船的安全 装载做了系统的规范论证，对船舶的设备、车辆的种类、积载、装车、运输和卸 车逐个环节予以规范，确保车辆的安全装运。 考虑到航行海区对客滚船安全运输的影响，本文统计了渤海湾不同季节的水 文气象条件，分析了威海至大连航线水文气象因素对客滚船安全运输的影响。 对车辆的系固，本文对系固理论做了系统的阐述，根据实船提出了车辆系固 方案、系固方法和操作规程，对系固效果评判的三种方法进行了详细地分析和比 较，结合实船就估算法和精算法编制出车辆系固核算实用计算表格，使系固核算 更加规范和简便。 建立了系固核算的数学模型，并运用j s p 网络编程技术开发出车辆系固核算 系统，通过开发的友好界面，输入相关的数据，对车辆系固方案实现了自动核算， 并可以实现远程对系固方案的自动核算。 本文建立的车辆安全装载规范与系固计算及其系固核算系统具有很强的可操 作性，对提高客滚运输的安全管理水平提供了科学的依据，具有一定的实用价值 和市场发展前景。 关键词：客滚船规范车辆安全装载系固车辆系固核算系统 目录 r e s e a r c ho ns a f es t o w i n ga n ds e c u r i n gf o rv e h i c l eo nb o a r d r o r op a s s e n g e rs h i p sb e t w e e nw e i h a ia n dd a l i a n a b s t r a c t t h ep r e s e n ts t u d yi n t r o d u c e sr o t op a s s e n g e rs h i p s i t sd e v e l o p m e n ti nh o m ea n d a b r o a da sw e l la si t ss a f e t yt r a n s p o r t a t i o ns p e c i f i c a t i o n s f r o mb o t ht h eq u a l i t a t i v ea n d q u a n t i t a t i v es t u d yp o i n to f v i e w , i td i s c u s s e st h en e c e s s i t ya n du r g e n c yo f r e s e a r c h i n go n t h ep r o b l e mo fv e h i c l es a f es t o w i n ga n ds e c u r i n g b yu s i n gt h ep r e v a l e n tr e s e a r c h m e t h o da n db a s i n go nas p e c i f i cs h i po nas p e c i f i cr o u t e ，t h ep r e s e n ts t u d yt r i e st oc a n y o u tas y s t e m a t i cd e m o n s t r a t i o no f t h es a f es t o w i n go f r o - r op a s s e n g e rs h i p s ，e s t a b l i s h e s t h es p e c i f i c a t i o n sf o re a c hs p e c i f i ce l e m e n ti n c l u d i n gt h es h i p b o r n ee q u i p m e n t ，v e h i c l e k i n d s ；s t o w i n g v e h i c l e1 0 a d i n g , t r a n s p o r t a t i o na n du n l o a d i n gt o e n s u r et h es a f e n a v i g a t i o n i tc o n s i d e r e dt h a tn a v i g a t i o n a la r e ai n f l u e n c es a f et r a n s p o r t a t i o no f r o r op a s s e n g e r s h i p s ，t h ep r e s e n t st h eh y d r o g r a p h i c a la n dm e t e o r o l o g i c a lc o n d i t i o n so fb o h a ig u l fi n d i f f e r e n ts e a s o n s ，i ta n a l y z e st h eh y d r o g r a p h i c a la n dm e t e o r o l o g i c a lf a c t o ri n f l u e n c i n g s a f et r a n s p o r t a t i o no f r o - t op a s s e n g e rs h i p s f o rs e c u r i n gv e h i c l e ，t h ep r e s e n tt h e s i se l a b o r a t e so nt h ev e h i c l es e c u r i n gt h e o r i e s a n dp r o p o s e st h ev e h i c l es e c u r i n gp l a n , s e c u r i n gm e t h o d sa n do p e r a t i o n a lp r o c e d u r e s f o ras p e c i f i cs h i p ，p r e s e n tt h r e ek i n d so fe v a l u a t i n ga n dc a l c u l a t i n gm e t h o d st oa p p r a i s e t h es e c u r i n ge f f e c to ft h es y s t e m ，a sw e l la sc o m p i l e sa vs e c u r i n gc a l c u l a t i o nf o r m b a s e do na d v a n c e d c a l c u l a t i n gm e t h o d s a n d a l t e r n a t i v ec a l c u l a t i n gm e t h o d st o s t a n d a r d i z et h ec a l c u l a t i o np r o c e s sa n dr e a l i z et h ec a l c u l a t i o nc o n v i n d e n c e i te s t a b l i s h e sm a t h m a t i c sm o d e lo fs e c u r i n gt h e o r i e s ，a n db ya p p l y i n gt h ej s pw e b p r o g r a m m i n gt e c h n i q u e ，t h e v e h i c l es e c u r i n gc a l c u l a t i n gs y s t e m h a sb e e nd e v e l o p e d t h r o u g ht h eu s e r - f r i e n d l yi n t e r f a c e ，t h er e l a t e dd a t ac a nb ei n p u t ，a n dt h ea u t o m a t i c c a l c u l a t i o no fv e h i c l e s s a f es e c u r i n gi sa c c o m p l i s h e d i ti sa l s op o s s i b l et or e a l i z et h e l o n g - d i s t a n c ea u t o m a t i cc a l c u l a t i o n t h es p e c i f i c a t i o n s ，s e c u r i n gc a l c u l a t i o n sa sw e l la st h es e c u r i n gc a l c u l a t i o ns y s t e m e s t a b l i s h e db yt h ep r e s e n ts t u d ya r ee a s yt oo p e r a t ea n do f f e rs c i e n t i f i cr e f e r e n c e i m p r o v i n gi ns a f e t ym a n a g e m e n to f r o - r op a s s e n g e rs h i p s i tp o s s e s s e sap r a c t i c a lv a l u e a n dh a saf a i rm a r k e td e v e l o p m e n tp r o s p e c t k e yw o r d s ：r o - r op a s s e n g e rs h i p s ；s p e c i f i c a t i o n s ；v e h i c l e s ；s a f es t o w i n g ；v e h i c l e s e c u r i n ga n dc a c u l a t i n gs y s t e m 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成博士硕士学位论文 ：盛适线窒透墼主题塞全苤热皇丕固丝婴塞：。除论 文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经 公开发表或未公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签劫嫩穆卯 锄月矽日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连海事大学研究生学位论文提交、 版权使用管理办法”，同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于：保密口 不保密口( 请在以上方框内打“”) 论文作者签 啦 莎 吞啪 躲枷师年 导 夕 威连线客滚船车辆安全装载与系固的研究 第1 章绪论 1 1 客滚船的概念及其发展 客滚船( r o r op a s s e n g e rs h i p s ) 一般航行于海峡、海湾或陆岛之间的中短途航 线，运载旅客及车辆。近年来，随着全球经济的发展，尤其是航运经济的发展， 客滚运输发展非常迅速，大有代替中短途客船的趋势【”。 客滚船是在滚装船和客船的基础上演变派生出的种新型船舶。它结合了滚 装船和客船的优点，特点是汽车直接开上开下，实现客、车同船运输，使得货物 周转方便而迅速。对港口、码头的要求有很大的宽限性【“。 世界上客滚船运输开始于1 9 6 2 年。最早是在芬兰瑞典之间开辟国际间定期 客滚船航线，之后发展到欧洲、日本、澳大利亚、新西兰和美洲。 在我国海域的滚装运输起始于1 9 7 7 年，发展9 0 年代中期，1 9 9 9 年己在南海、 东海、渤海、黄海的海湾、海峡和岛屿海域形成了一定规模的滚装运输市场和滚 装船队。目前，我国滚装船队的船型以车客滚装船和车客渡船为主。 滚装船以其特有的高附加值、货载经营经济性和其所具有的对码头设施要求 低、运输中所支付的汽车通行税少、可避免各种形式的污染和装卸中不需要大量 的投资等突出优点使其在世界航运市场中处于越来越优越的地位。近年来，由于 世界的汽车业已从最近几年的需求低迷中解脱出来，今后的市场前景非常好。 在我国，客滚船的发展前景更是广阔。我国有1 万8 千多公里的大陆岸线和 众多的岛屿，还有琼州海峡、台湾海峡和渤海海峡，为发展滚装运输提供了良好 的地理条件。随着中韩两国贸易往来的增加，我国东北到韩国的滚装船运输市场 前景看好；祖国大陆和台湾目前还没有实现“三通”，一旦海峡两岸局势出现新的 转机，实现通航，就会形成一个新的滚装船运输市场：我国沿海的高速公路网络 还在进一步完善中，航空线路大量增加，一个完整高效的陆上和空中交通系统是 发展多式联运的有利条件，滚装船在多式联运中可以大显身手，滚装船运输在我 国航运中所占比重会迸一步加大。事实上，我国交通运输结构调整政策也把鼓励 发展滚装运输作为重要的调整措施之一，可以预见我国的滚装船运输将迎来一个 新的发展良机。 第1 章绪论 目前，我国客滚船运输的规模正以惊人的速度发展壮大。在国务院2 0 0 0 年7 月2 7 曰批准发布的当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录( 2 0 0 0 年修 订1 中将万吨级及以上客滚船列入重点发展对象；2 0 0 1 年3 月2 3 日交通部提出 通过十年左右的努力，实现“航运业四化”，即船舶大型化、船队专业化、企业经 营集约化和内河船舶标准化。在航运结构调整的重点之一运力结构调整中将客滚 船作为重点发展对象之一，客滚船运输正在向着大型化、快速化和舒适化发展。 2 0 0 2 年9 月3 0 日，我国大陆目前最大的客滚船“渤海明珠”正式投入大连湾烟 台客滚运输航线，该船吨位2 0 0 0 0 g t ，一次可载各式车辆2 0 0 辆，旅客1 2 0 0 人， 服务航速1 7 7 k n 。2 0 0 1 年7 月3 日中国造的第一艘高速“车客滚装船”在广州下 水，载重吨位4 7 0 0 t ，航速达到2 8 5 k n ，接近普通军舰的速度，是一般轮船船速的 两倍。 渤海湾水道，尤其是连接华东、华南地区与东北三省的最便捷的运输路线， 通过渤海海峡运输比汽车绕行渤海湾运输缩短了1 8 0 0 多公里，素有“黄金水道” 之称1 3 4 1 。由于地理位置的特殊，渤海湾的航运市场异常的繁荣。每天在渤海海域 往返于山东半岛和辽东半岛之间的客滚船高峰时达近6 0 艘次，以威海方面为例年 出口载运旅客1 2 0 万人次，年货运量超过3 0 0 万吨，车辆1 2 万辆次，而大连方面 仅中海客轮预计2 0 0 7 年出口载运旅客就达到2 9 0 万人次，车辆2 1 万5 千辆次， 对东北、华北等环渤海地区的经济发展，物资流通，人员往来起到了积极的促进 作用，取得了良好的经济效益和社会效益。 1 2 客滚船的安全性问题 客滚船的出现对繁荣我国的经济做出了很大的贡献，但是由于客滚船所运输 的货物的特殊性( 旅客、车辆) 、客滚船在结构设计上不可避免的缺陷和运输过程中 安全保障等问题的存在，使得客滚船海难事故频频发生。 造成客滚船发生海难的原因是多种多样的，而且后果是非常严重的。在国外， 滚装船发生的海难事故不胜枚举，从1 9 8 0 年到1 9 9 4 年末，全世界共有4 1 3 艘滚 装船沉没，2 6 0 0 人丧生。 近些年来，国际上的客滚船的事故也屡见不鲜，例如： 1 9 9 4 年9 月2 8 日，爱沙尼亚的客渡船“爱沙尼亚”号，在波罗地海海域遇风 2 威连线客滚船车辆安全装载与系固的研究 浪沉没，造成8 5 2 人死亡。 1 9 9 9 年2 月7 日，印度尼西亚一艘载有3 0 0 名乘客的客渡船，在加里曼丹省 彭宜基岛附近沉没，仅有2 0 人生还。 2 0 0 2 年5 月3 日，孟加拉国客渡船“沙拉乌丁”号因遇暴风，在梅格纳河沉 没，船上约5 0 0 名乘客，仅有1 0 0 人生还。 2 0 0 2 年9 月2 6 日，塞内加尔客渡船“乔拉”号在冈比亚海域失事沉没，船上 载有1 0 3 4 名乘客，仅有6 4 人生还。 2 0 0 4 年5 月2 3 日凌晨，孟加拉国又一艘客渡船在梅格纳河遇风暴沉没，船上 至少1 0 人死亡，2 0 0 人失踪，仅有4 0 人生还。 2 0 0 6 年2 月3 日，一艘载客1 4 0 0 多人的埃及籍客滚船“萨拉姆9 8 ”轮发生 沉没事故，只有4 0 0 多人获救，近1 0 0 0 人丧生。 我国的客滚运输发展较为迅速，但在渤海海域海域，近些年间来，发生了6 起客滚船重、特大海难事故，令人震惊，使国家和人民蒙受了巨大的损失。 1 9 9 9 年1 0 月1 7 日凌晨6 时，烟大公司所属的客滚船“盛鲁”轮，在风浪中 起火沉没，1 6 0 多名旅客跳入海中，被渔船救起，死亡失踪2 人。 1 9 9 9 年1 1 月2 4 日，烟大公司所属的客滚船“大舜”轮，在恶劣天气下失火 翻沉，船上3 0 4 人，2 8 2 人死亡，仅有2 2 人生还。 2 0 0 0 年l o 月2 8 日，山东龙口市港通海运有限公司所属的滚装船“通惠”轮， 在恶劣天气下起火爆炸沉没，船上3 2 人，仅有5 人生还。 2 0 0 2 年2 月2 2 日，大连渤海船务公司所属的客滚船“辽旅渡7 ”轮，在恶劣 天气下主机故障，失去动力沉没，船上8 1 人，7 7 人生还，其余4 人抢救无效死亡。 2 0 0 4 年1 1 月1 6 日，大连海运集团客滚船“辽海轮”在大连港锚地附近突起 大火，经当地和烟台救助轮全力施救，船上3 4 0 人，无人死亡。 2 0 0 5 年5 月2 日，从烟台开往大连的客滚船“宝华轮”在大风浪天气中途起 火，船上7 4 5 人，无人伤亡。 其中“1 1 2 4 ”特大海难事故，致使数百名乘客遇难，直接经济损失高达9 0 0 0 多万元，在国内外造成了极其严重的负面影响，引起了社会各界的广泛关注，更 受到了党和政府的高度重视。 第1 章绪论 造成这些问题的原因大多数是客滚船与生俱来的结构上的缺陷，主要包括： 高大的上层建筑 客滚船的装货处所一汽车舱一般都有一定的长度、宽度与高度，本身所占空 间就很大，同时由于其开口( 汽车舱门) 是水平方向的，所以必须满足车辆甲板高于 水线一定高度( 这是其有别于货船货舱的一个重要原因) ，从而使上层建筑更加高 大。这一特点给客滚船在平时的航行、锚泊和靠离操纵等带来了一定的局限性， 使滚装船的操纵受风力影响较大，而且也给紧急情况下放救生艇、船员弃船和旅 客逃生等行动带来了较大的困难。 缺少横舱壁 客滚船上用于滚装货物的“大通舱”是客滚船与其它船舶最大的不同。由于 其没有传统意义上的“分舱”，也没有用于分舱的水密横舱壁。由于无横舱壁的限 制，一旦船壳破损，从破口处向舱内涌入海水将造成船舶迅速下沉。 首尾门易进水 客滚船上的首门、尾门或侧门是客滚船结构上最大的弱点之一。由于船的首 门、尾门或侧门既是构成完整船壳的一部分，同时又是货物装卸时的通道，频繁 的开关和受载极易造成门体的损坏变形和门上传动装置的失效。客滚船在首门、 尾门和侧门上的弱点，已经使欧洲付出了近十条客滚船和两千多条人命的高昂代 价。 稳性尤其是破舱稳性差 客滚船完整稳性的问题主要是指货物在货舱中的移动容易造成船体倾斜；滚 装船上层建筑发达，受风面积大，侧风引起的横倾力矩较普通船舶为大，而一般 客滚船的重心较高，使得g m 值较小，从这一点来看，客滚船在稳性方面的性能 并不优越，另外，通常所说的客滚船稳性上的缺陷主要在于破舱稳性，由于没有 横舱壁，一旦水密门失效或者船壳破损，船舶的稳性会在很短的时间里丧失殆尽， 所以从这一点来讲，客滚船与其它船型相比抵抗风浪的能力要差得多【6 】。 主甲板低 客滚船用于装卸货物的船上的首门、尾门和侧门的位置一般与水线非常接近。 这就意味着，一旦船舶的浮态不适当或者船舱内的货物移动使船体向有装卸门的 4 威连线客滚船车辆安全装载与系固的研究 一侧倾斜，海水将从并不水密( 许多客滚船舶仅为风雨密) 的装卸门进入船舱。 船员掌握客滚船上的特殊技能不足 由于客滚船在安全性方面有许多自身难以克服的缺陷，在船上工作的人员就 必须十分熟悉船舶的特点和熟练掌握船上的工作、尤其是货物的装卸和管理的知 识和技能，要达到这一点必须经过特殊的培训。在国际海事组织和国际劳工组织 联合发出的国际海事组织和国际劳工组织关于货运集装箱和车辆货物包装的导 则中明确地列出了对于在客滚船上工作的人员的培训标准。 救生设备难以发挥作用 由于客滚船的舷墙较高，救生艇筏的位置也相对传统意义的船舶上的艇筏位 置高出许多，这样以来无疑给艇筏的施放带来了困难，尤其是当船舶在恶劣海况 下发生倾斜时，考虑到客滚船下沉速度比其它船型快得多的特点，救生设备就很 难发挥理想的作用。 客滚船上缺少对车辆进行科学合理的装载 由于客滚船上的货物在装载上有很大的随意性，在汽车舱安排时远不能象普 通的货船对船舶所载运的货物有个“宏观”的了解，进而进行科学的装运、积载， 在货物的装运过程中不能合理装载，直接导致在系固难以有效。 。 难以对客滚船上的货物实行有效的系固 客滚船上货物的系固问题是i m o 在诸多关于滚装船安全性的问题中最早提出 的问题。舱内货物移动产生的连锁反应会导致船舶的大角度倾斜，很多海难发生 的直接原因就是货物移动。但是由于客滚船上装载的货物( 车辆) 千差万别，影响货 物移动的因素又太多且难以量化，迄今仍没有在全世界范围内形成有效的解决这 一问题的方法( 仅在个别国家实行的区域性标准中对客滚船上车辆的系固有了明确 的技术性规定) ，但是客滚船上有效的货物系固系统对于船舶安全性的重要意义已 经为航运界充分认识。该问题一直是i m o 以及各国航运主管部门制定关于客滚船 的法律规范的焦点问题，也是许多海运科研机构的研究热点问题【7 j 。 除了稳性，货物的积载与系固已成为影响滚装运输最重要的原因。1 9 7 9 年英 国工业与外贸部就曾针对滚装船上的货物移动对船舶的损坏情况做过一次调查， 他们发现在当年发生的2 6 次该类事故中有1 2 次是由系固问题而直接导致的；d n v 第1 章绪论 也在1 9 8 4 年的报告中称：“碰撞和货物移动造成的滚装船的严重海事( 超过5 0 ) 要 比普通货船( 平均9 * 0 ) 高得多”；l r 在1 9 8 8 年援引b v 船检部门的调查报告说：“在 海峡与地中海航行的滚装船的损坏中，一半以上是由于船载车辆发生移动”。 滚装船上的“货物移动”在造成滚装船“严重事故”( s e r i o u se a s u a l i t i e s ) 的原因中 占1 7 ，仅次于“碰撞”对滚装船造成的损害；而在造成滚装船“全损”( t o t a ll o s s e s ) 的原因中，由于系固不良带来的货物移动对滚装船安全造成的危害则远远大于其 它的事故原因，竟高达4 0 。 在客滚船的历史上，由于车辆装载直接导致的系固问题所引发的船舶翻沉事 件更是不胜枚举。留给我们印象最深的恐怕是1 9 9 9 年渤海海峡两次海难事故，其 主要原因都是在恶劣的自然条件下，滚装船上车辆的系固系统失去或没有起到作 用，车辆在船舶摇摆时互相碰撞造成舱内失起火，启用喷淋系统灭火时排水不利 导致稳性丧失，在风浪的联合作用下而最终沉没。 在以上所述及的海上交通事故中，船舶自身的状况和当时的天气情况固然是 事故产生的重要因素，但毫无疑问客滚船上的车辆装载直接导致系固系统没有起 到应该发挥的作用，车辆移位和翻倒是影响滚装船安全的最重要和最直接的原因。 货物积载与系固方面影响滚装船安全的问题主要有： 货物装载于车辆甲板上：由于货物依靠自身动力驶入驶出装载位置，车辆 甲板上的车辆往往紧密排列( 间距通常只有2 0 5 0 e m ) ，因此很难放置系索及其他 系固设备并将车辆系固于最佳位置； 客滚船所载车辆及货物形式各异：客滚船所服务的对象从小型私人轿车到 重达几十吨的拖车，因此几乎不可能设计出一种能适合所有车型的系固系统； 车辆的设计：因为车辆是路上交通工具，在其制造出厂时绝大多数都没有 装配适合滚装船运输的标准系固点，船方人员在进行系固时，除了汽车的挂钩、 保险杠等位置外难以发现合适的系索着力点。另外，车辆上的悬挂系统，如果事 先未予以考虑，可能造成系索的松动。 车辆上装载的货物的系固情况：车辆在离开装货之处时已绑扎完毕，并且 在到达目的地之前并不重新打开，虽然出于安全考虑会符合惯例，但船上人员或 港方却无法逐车检查车内所载货物及其系固的具体情况，而车辆登船前的申报又 6 威连线客滚船车辆安全装载与系固的研究 往往不能如实反应实际情况，船上不能确定汽车的实际重心高度和实际的货物装 载系固情况，船上人员难以做到合理有效的积载和系固车辆； 船上无横舱壁：如果一辆汽车在随着船舶的摇摆中挣断绑索，那么往往其 它车辆就会在自身的摇摆和自由车辆碰撞的联合作用下而倒伏。汽车因为移位发 生的碰撞也可使系索断裂而失去效应，形成车辆之间的多米诺骨牌效应； 无法合理排车配载：由于车辆到达舷边的时间完全是随机的，船上也无法 事先得到详细的车辆情况，因而只能“先来先装”，而无法按货物配载原则和相关 规定合理安排汽车在船上的位置； 车辆稳定性差、船舶摇摆周期短：车辆在载货后重心可能很高，货物可能 牢固地系固于车辆上，但车辆与货物一起可能在车辆甲板上并不稳定。客滚船本 身重心较低，因此其摇摆周期可能非常短，甚至低至7 s ，因此船舶及其货物运动 的非常快，这样将使系索承受更大的力； 系固效果不尽人意： 车辆无标准系固点，船员在系固时没有固定的系固点，随意性、随机性 较大，由于系固点的位置不理想造成效果较差； 即使甲板地令、系固属具均能承受较大的安全负荷，但由于车辆上的系 固点可能不够，也会使系固失效，车况较差的车辆有时会发生车厢撕裂的事实； 车辆在静态时对其进行系固，所有系索收紧后能够均匀受力，但船舶在 大风浪中航行时就会发生不断的摇摆，在这种情况下，由于连接于车上的系固点 以及系索的长度和方向不同，所受的拉力大小也不同，由于拉力不均，致使超过 破断负荷极限的系索首先断裂，只要船舶继续摇摆，系索就会继续断裂，致使系 固失效。 总之，由于系固不当，首先将造成货物的损失，其次由于发生碰撞易发生火 灾，再次大量的车辆翻倾，船舶重心会沿横向偏移，船舶将会发生大角度横倾。 经过调查发现，无论在哪一条航线上，沉没的客滚船在开航前都无一例外地 做了车辆的系固工作，或用链条，或用木楔，对船载车辆进行全部或部分的紧固， 但是货移船沉的情况依然发生。对于船上某一位置上的一辆特定型号的汽车究竟 需要在什么位置、设置几根系索才能够抵抗可能遇到的风浪、以及用什么样的评 第1 章绪论 判方法校核系固效果、怎样限定客滚船的安全营运等问题一直是航运界关于滚装 船舶安全性研究的主要课题。随着我国滚装运输的迅猛发展，它也日益成为我国 海事当局所要迫切要解决的问题，而解决上述问题，必须经过周密的论证，并且 只有通过精确的计算，才能得出科学和正确的结论1 3 1 1 9 1 0 l 。 1 3 论文的主要工作 论文从分析研究国内外关于客滚船安全运输的有关法规、规范入手，从客滚 船的安全装运出发，针对航行于威连线上客滚船舶的车辆舱、系固设备和所载车 辆等情况，对车辆在装运、积载、系固、航行管理和卸货等运输环节进行了研究， 提出各个运输环节的相应规范，从而达到车辆安全装运的目的。 车辆的安全装运与航行海区的自然条件密切相关，本文统计了渤海湾海区不 同季节水文气象条件，分析了影响威海至大连航线的水文气象要素。 在安全装载的基础上客滚船必须利用船上现有的系固设备进行有效的系固， 本文对不同吨级的公路货车的系固方案进行了力学分析，利用经验法、估算法和 精算法对系固效果进行校核，并予以比较，归纳出完整的系固方案核算方法。 鉴于目前船上通常使用的公式核算及表格核算方法t b 较繁琐，尤其对船员来 讲不便于操作，本文采用j s p 网络编程技术开发出客滚船系固核算系统，该系 统在将船舶，货物、系固设备等有关数据输入后，可直接给出计算结果并对系固 效果进行安全评判。该系统操作简便，计算准确，实用性强，为客滚船对不同种 类车辆的系固提供了安全评价的平台。 本文在选题上充分考虑了目前渤海湾客滚船航行的现状，从某一具体船舶进 行研究，对其它船舶的装载和系固无疑具有借鉴和指导意义。 s 威连线客滚船车辆安全装载与系同的研究 第2 章客滚船上车辆积载与系固问题的相关规定 国际航运界从七十年代起就己经注意到客滚船上车辆系固问题的严重性，并 为此进行了不懈的努力来提高客滚船的安全性。i m o 和西北欧的航运大国在这些 方面的工作是卓有成效的，近年来因为车辆的系固不良所引起的客滚船的沉船事 故不再象上世纪七、八十年代那样频繁。然而我国对客滚船上车辆系固问题的研 究和法律规范远没有西方发达国家对于该问题的深入和完善。我国客滚船运输状 况具有不同于西方客滚船航运大国的独特性，决定了我们不能完全照搬外国的研 究结果和技术规范，而必须在分析国外同类规范的基础上，结合我们自己的滚装 船运输特点，发展自己的技术规范。 2 1 国际上关于滚装船上车辆系固问题的规范 i m o 通过组织大会和其下属的海事安全委员会( m s c ) 通函的形式对滚装船的 安全性，包括船上车辆的积载、系固问题做了一系列规定，其中关于积载、系固 有关的规定主要有如下所示【l l 】： 1 9 7 4 年s o l a s ) ) 公约； a 4 8 9 ( x t i ) 号决议货运运输单元和其它组件在除分格式集装箱之外的其 它船上的安全积载和紧固； 关于货物系固手册( 海安全m s c c i r c 3 8 5 号通函) 和关于货物系固 手册编制指南( 海m s c c i r c 7 4 5 号通函) ； a 5 3 30 3 ) 号决议货运运输单元和车辆在船舶上的安全积载和紧固问题 时应考虑的因素( 1 9 8 3 年9 月通过) ； a 5 8 1 ( 1 4 ) 号决议关于滚装船舶在运输道路车辆时紧固安排的导则( 简 称导则) ( 1 9 8 5 年9 月通过，后经i m o 海上安全委员会1 9 9 7 年6 月1 6 日8 1 2 号通 函修改1 ； a 7 1 4 号决议货物积载与系固安全操作规则( c s s 规目, 1 j ) ( 1 9 9 1 年 9 月6 日通过，后经i m o 海上安全委员会1 9 9 7 年6 月1 6 日8 1 2 号通函及i m o 海 上安全委员会1 9 9 4 年1 2 月第6 4 届理事会修改新增附录1 3 ) 。 在以上规则中又尤以( ( 1 9 7 4 年s o l a s 公约、导则和( ( c s s 规则更为 9 第2 章客滚船上车辆积载与系固问题的相关规定 重要，介绍如下： 1 9 7 4 年s o l a s 公约 迄今为止，i m o 为避免由于滚装船上车辆积载和系固不当而对船舶安全造成 的损害，对 1 9 7 4 年s o l a s 公约进行了一系列修订。都涉及了滚装船上货物系 固的问题，在2 0 0 4 年5 月的修正( 最近的一次修正) 后，( 1 9 7 4 年s o l a s 公约中 与滚装船上车辆的系固有关的规定是：第v i 章货物装运中第5 条第4 款：在 滚装船上货物单元和货物运输单元的装载和运输过程中应采取适应的预防措施， 特别是注意这种船上和货物单元和货物运输单元和货物运输单元上的系固装置， 以及系固点和系索的强度【1 2 1 。 关于滚装船舶在运输道路车辆时系固安排的导则 导则中概括了滚装运输中船舶和车辆的紧固安排以及所使用的系固方法， 其中同滚装船上车辆系固有关的内容主要有4 个方面【1 3 】： 1 ) 船舶甲板上的系固点： ( 1 ) 船舶应按照有关规定携带货物系固手册。 ( 2 ) 凡船舶甲板欲装载道路车辆( 包括商业用车辆、半拖车、道路列车、联接 式道路列车、车辆组合) 应备有紧固点。如果对每辆道路车辆或道路车辆组合的每 辆车至少已具有下列系固点安排则应由船舶所有人酌定系固点的具体安排： a 1 纵向紧固点之间的距离一般不超过2 5 m ，但是船首和船尾部位的系固点之 间的距离可能有需要比船肿部紧固点之间距离要小些。 b ) 紧固点横向距离应不小于2 8 m 但不大于3 m 。但是船首和船尾部位系固点 之间的距离可能需要比船肿部紧固点之间的距离要小些。 c ) 每个紧固点长期不变形的最小强度应为1 2 0 k n 。如果设计的系固点服务于 一根以上的系绳( y 系绳) ，则相应强度不小于y x1 2 0k n 。 d ) 对于仅偶然装运道路车辆的滚装船舶，系固点的间距和强度应特别考虑道 路车辆必需的安全积载和紧固。 2 ) 道路车辆上的系固点 ( 1 ) 道路车辆上系固点的设计应能使道路车辆系固于船上而且穿孔应仅能穿 过一根系绳。紧固点和穿孔应允许系绳能通过不同方向被系固于船舶甲板上。如 1 0 威连线客滚船车辆安全装载与系固的研究 果一个系固点有一个以上的穿孔，每个穿孔应有3 ) 表中的系固点强度； ( 2 ) 应根据( 3 ) 的规定在道路车辆两侧安装不少于两个或不多于六个同样数目 的系固点； ( 3 ) 除遵循下面注1 、注2 、注3 外，系固点最小数目和最小强度应符合表2 1 。 表2 1 道路车辆上系固点的分布 t a b 2 1d i s t r i b u t i o no f s e c u r i n gp o i n tf o rr o a dv e h i c l e s 所装系固点长期不变形 车辆总毛重( g v m ) 道路车辆每侧系固点最少数目 最小强度( k n ) 3 5 t g 聊2 0 t2 g 阳订1 0 1 2 n 2 0 t g 阳j 3 0 t3 3 0 t g v m 、 4 0 t 4 ( n 为每侧系固点的总数目) 注1 ) 对道路列车该表适用于所组成的每一车辆。例如，分别适用于机动车辆和每辆拖车； 注2 ) 该表不包括半拖车牵引车辆。故应要求在车辆前首安装系固点，其强度应能足够防止 车辆前首的横向运动。前首牵引装置可以代替该两个系固点； 注3 ) 如果半拖车牵引车辆以外的牵引装置用于紧固车辆，则不能更换或代替上述车辆每侧 紧系同点的最少数量和强度。 ( 4 ) 车辆上每个系固点应涂上清楚易见的颜色； ( 5 ) 车辆上系固点的布置应能保证用系绳有效地限制车辆的运动； ( 6 ) 系固点应能将作用力从系绳转移到道路车辆底盘并且绝不应该安装在保 险杆或车轴上除非系固点是专门建造而且作用力可直接转移至底盘； ( 7 ) 系固点应位于容易和安全设置系索的地方，特别应位于车上安装侧护装置 的位置； ( 8 ) 每个系固点的穿孔内沿自由通道不应小于8 0 m m ，但是穿孔的形状不需要 是圆形的； ( 9 ) 对( 3 ) 中的规定不适应的车辆可以考虑等效或更优越的系固安排。 3 ) 系绳 ( 1 ) 系绳应包括链条或其它任何器具并由强度和延伸特性至少同那些钢链条 等效的材料制成。系绳的永久不变形强度应不小于1 2 0 k n ； ( 2 ) 系绳的设计应有一个安全入口，如系绳松动应可能重新绷紧。如可行和需 要，应在航程中定期检查系索并且在需要的时候加以绷紧； 第2 章客滚船上车辆积载与系固问题的相关规定 ( 3 ) 应该用钩或其它装置将系索固定在系固点，其设计应使挂钩等保证在航程 中一旦系索松动仍不会脱离系固点穿孔： ( 4 ) 车辆上任何一个系固点穿孔应仅通过一根系索； ( 5 ) 系索仅应用于该目的的系固点上； ( 6 ) 车辆系固点上系索应使系索同水平面和垂直平面的角度最好介于3 0 。至 6 0 。； ( 7 ) 根据船舶的特点和预期计划航次的天气状况，船长应决定每个航次所用系 固点和系索的数目； ( 8 ) 当对道路车辆符合表2 1 的规定有疑问时，船长可以根据车辆明显状况、 预期计划航次的天气状况和海况以及其它情况酌定将车辆装船。 4 ) 积载 ( 1 ) 根据航行区域、显著的天气状况和船舶主要特征来积载道路车辆并通过限 制车辆悬浮装置的自由运动使底盘尽可能保持静态，例如可以将车辆牢牢地系固 在甲板上以压缩弹簧还可以在紧固车辆前将底盘升高或将压缩空气悬浮装置中的 空气压力减少来保持底盘的静态； ( 2 ) 考虑n ( 1 ) 所述的情况及空气悬浮装置系统可能会漏气，因此如果航程超过 2 4 h 应排放每辆装有此类系统车辆的空气压力。如果实际可行，对从事短航程的车 辆也应排放空气压力。如果不将空气压力排放掉则应将车辆顶起以防止由于航行 中该系统漏气造成系绳的松弛： ( 3 ) 车辆使用起重机时底盘的起重点处应予以加固而且起重点的位置应清楚 标明： ( 4 ) 在系固时要特别考虑易于遭受附加外力的道路车辆的积载位置，当车辆横 向积载时应特别考虑积载可能产生的作用力； ( 5 ) 车轮应加以固定以便在逆境中提供附加安全保证； ( 6 ) 柴油机车辆在航行中应脱离传动装置； ( 7 ) 凡车辆原设计要运输的货物可能会对其稳性有不利影响，如挂钩应在设计 中包括一种抵消悬浮系统的办法； ( 8 ) 应根据下列要求进行积载： 威连线客滚船车辆安全装载与系固的研究 a ) 每辆车辆或车辆组合的车辆应使用停车制动器并且要锁住； b ) 半拖车按其设计在海上运输过程中不应该由卸货支脚支撑除非卸货支脚是 专门为此而设计并已明确标明。不联结的半拖车应该由一个安放在十分靠近牵引 板部位的支架或类似的装置支撑因而半拖车接轮同中枢销的连接不会受到限制。 半拖车设计者应考虑间距和所需的加固问题并且所选择的部位应清楚标明。 ( c s s 规则 ( c s s 规则是i m o 在第十七届会议上通过的货物积载与系固安全操作规 则。该规则在滚装船上汽车的系固方面完全符合i m o 在第十四届会议上通过的 关于滚装船舶在运输道路车辆时系固安排的导则。它共分为七章，十三个附则 ( 附则1 3 是m s c 在第6 4 次会议上对该规则的修正案中通过的) ，全面地规定了在 运输各种件杂货时所应遵循的积载和系固的原则和方法，从而为件杂货运输的船 舶提供了货物安全积载和系固的国际标准。车辆的积载和系固大致可以分为两类， 一类是指装载标准化货物( 如标准化的集装箱) 的道路列车等为滚装船的运输专门 设计了系固设备的车辆。其它装载非标准化货物没有按导则的要求配备滚装 运输的系固设备的车辆则属于另外一类，叫做“非标准化货物的积载和系固”。很 显然，我国绝大多数滚装运输的车辆属于“非标准”之列。这类货物的运输要求 主要有： 1 ) 用于积载车辆的舱面必须干燥、清洁、没有油脂； 2 ) 车辆应该提供足够且标志清晰的系圃装置，或者与此等效的、强度足够的 系固点： 3 ) 没有提供系固装置的车辆，应当清楚地标示出可以进行系固的位置； 4 ) 没有橡胶轮胎或履带等用于增加摩擦力的下表面的车辆，应当衬以木制货 垫或其它诸如软板、橡胶垫之类用以增加摩擦力的材料； 5 ) 如有刹车装置，应予以刹紧； 6 ) 用以系固车辆的系索应至少具有同铜链条或钢丝绳一样的强度和延伸特 性； 7 ) 如有可能，驳装或没有为滚装运输提供足够系固点的车辆应在舱边或有足 够强度和数目的系固点的舱面，或在舱中尽量密集积载，以防止横移； 第2 章客滚船上车辆积载与系固问题的相关规定 8 ) 为防止车辆滑移，车辆应尽可能在船长方向装载；如不得不在与船长垂直的 方向装载，则必须增加系固； 9 ) 车辆上装载的货物应予以妥善固定以防止摇摆。任何车辆上的附属物，如 吊杆、吊臂或转塔则必须予以锁定和紧固。 2 2 我国关于客滚船装运的有关规定 我国根据国际相关法规并结合实际尤其是我国客滚船上车辆积载、系固问题 出台了一系列规定、措施，对规范整个客滚船市场发挥着极大的作用。 1 ) 营运客滚船检验暂行规定( 1 9 9 6 ) ，适用于1 9 9 2 年1 0 月11 3 前建造或进 行重大改装的客滚船； 2 ) 海船法定检验技术规则( 1 9 9 2 ) 及其有关修改通报，适用于1 9 9 2 年l o 月 1 日以后建造或进行重大改造的客滚船； 3 ) 船舶与海上设施法定检验技术规则( 1 9 9 9 ) 非国际航行海船法定检验技术 规则，适用于1 9 9 9 年9 月1 日以后建造或进行重大改造的客滚船； 4 ) 中国船级社钢质海船入级与建造规范( 1 9 9 6 ) 及其1 9 9 8 年修改通报； 5 ) 中华人民共和国交通部有关规定及各地的行政法规，主要有： 关于加强客滚船安全管理的通知( 交通部交海发 2 0 0 0 1 9 3 ) ； 海上滚装船舶安全监督管理规定( 交通部令 2 0 0 2 1 第1 号发布) ； 中华人民共和国客船、滚装客船船员特殊培训、考试和发证办法滚船安全管 理的通知( 港监字1 1 9 9 7 1 2 0 号) ； 关于客船和滚装客船船员任职资格有关事宜的通知( 交通部交海发 2 0 0 0 1 1 5 号) ； 关于加强客滚船船员特殊培训有关事宜的通知( 海事局海船员字 2 0 0 0 1 2 0 号1 ： 客滚船安全和防污染操作程序手册编制指南。 1 4 威连线客滚船车辆安全装载与系固的研究 第3 章车辆的安全装载 1 9 7 4 年s o l a s 公约9 4 年修正案要求对车辆的积载和系固装运货物组件和集 装箱的所有船舶，必须配有经主管机关批准的货物系固手册( 该修正案于1 9 9 8 年月1 日生效) ；1 9 9 1 年第a 7 1 4 ( 1 7