国内船舶吨位丈量复核全面计算方案

谭宝殊，王世杰

(1.北京数码易知科技发展有限责任公司，北京100007;2.江苏省船舶设计研究所有限公司，江苏镇江212003)

0 引言

随着船舶吨位大型化发展，航道通过量逐年递增，航道利用效率得到大幅度提升，但是实际吨位与配闸管理计划不相符合。这是由于逃缴规费和过闸费有利可图，使得船舶瞒报吨位现象一直存在，从而造成调度失误连带船舶滞留。这一行为不仅严重损害了国家经济利益，同时带来了安全隐患。

治理船舶瞒报吨位，主管机关对船舶吨位丈量的有效复核尤为重要。本文尝试通过对国内航行的新建船舶、现有船舶的吨位证书现状、图纸情况及容积计算方法分析，结合公约法规要求，建立一套完整的支撑船舶吨位丈量复核的计算解决方案。

1 船舶吨位情况分析

1.1 船舶吨位丈量的定义及用途

船舶吨位丈量的目的主要是核定船舶的总吨位GT和净吨位NT。

(1)总吨位表示丈量确定的船舶总容积，主要作用为:

①表示船舶大小;

②表示一个国家或一家船公司船舶的拥有量;

③计算造船费用、租船费用、保险费用;

④在有关的国际公约和船舶规范中用来区别船舶的等级;

⑤用以衡量对设备的要求和技术管理的标准;

⑥有些国家用作造船补助金、航海补助金等的计算标准;

⑦用于船舶登记、检验、引水费、拖驳费、码头和浮筒的停泊费等的计费标准。

(2)净吨位表示丈量确定的船舶有效容积，主要作用为:

①港口税、引水费、灯塔费和停泊费的计费标准;

②苏伊士运河和巴拿马运河的通行税。

1.2 船舶吨位需要复核的情况

1.2.1 新建船舶吨位的复核

(1)所有新建船舶、某些现有船舶以及转级船舶，需要进行吨位丈量复核，配备有效的《船舶吨位证书》。

(2)新建船舶在施工过程中可能存在因结构或者布置调整，完工船舶与送审详细图纸资料不完全一致的现象，因此，如新建船舶完工前发生涉及影响船舶吨位丈量改变的状况，应重新提交或补充相关完工图纸和技术资料报批。

1.2.2 现有船舶吨位的复核

现有船舶需要吨位丈量复核分为2种情况:

(1)证书可信度不高，船舶主管机关要求丈量。

(2)经改装或者改建，主管机关认为各种改建或改装对其现有总吨位有实质上的变更。

通过实船勘测，测定船舶主尺度等主要容积影响因素，用来对比审查船图一致性，以确保船舶吨位计算基础数据的可靠性。后续方可参照进行吨位计算，保证证书签发吨位的准确性。

1.3 证书适用法规

主管机关规定，内河船舶签发《内河船舶吨位证书》，国内海船签发《海上船舶吨位证书》。同进还规定，船舶吨位丈量复核，规范法规更替不溯及过往船舶，即现有船舶复核沿用证书签发时适用法规。因此，全面计算方案应覆盖多年份规范法规。

(1)内河船舶计算分支［1，2］主要包括:

《内河船舶吨位丈量规范》(1986)、《内河船舶吨位丈量规范》(1995)、《内河船舶法定检验技术规则》(1999)、《内河船舶法定检验技术规则》(2004)、《内河船舶法定检验技术规则》(2007修改通报、《内河船舶法定检验技术规则》(2008修改通报)、《内河船舶法定检验技术规则》(2011)。

(2)国内海船计算分支［3，4］主要介绍:

《海船法定检验技术规则》(1992)、《国内航行海船法定检验技术规则》(2004)、《国内航行海船法定检验技术规则》(2006修改通报)、《国内航行海船法定检验技术规则》(2008修改通报)、《国内航行海船法定检验技术规则》(2011)。

1.4 图纸信息分析

新建船舶初次检验应提交涉及船舶吨位丈量的审批图纸与计算资料。

(1)内河船舶应具备的图纸主要包括:

船体说明书、总布置图、型线图与型值表、静水力曲线图、主要横剖面图、基本结构图。

(2)国内海船应具备的图纸主要包括:

总布置图、型线图与型值表、舱容图、基本结构图、中横剖面图、干舷计算书。

一般来说，新建船舶图纸资料齐全，现有船舶图纸资料相对不完备，因此，单一的计算方法无法满足图纸情况不一的船舶需要。

为了方便计算复核数据，需要完整地分析船舶设计资料，查找可以用于船舶容积计算的资料。

分析发现，对于有资料船舶，可使用数据信息包括静水力曲线中排水容积曲线，邦戎曲线，型线图与型值数据等。对于无资料船舶，通过实船丈量，采用简单公式法或者辛浦生法(简称辛氏法)进行计算。

2 计算方案

2.1 计算流程图

通过收集船舶主尺度等基本信息，分别计算量吨甲板以下、以上所有围蔽处所及其他应计入或者扣除的型容积，这些容积加减计算得到总容积，通过公式及表格插值计算得到总吨位和净吨位。

内河船吨位计算流程图、国内海船吨位计算流程图分别如图1、图2所示。图中:V1为表示量吨甲板以下所有围蔽处所的型容积，m3;V2为表示量吨甲板以上所有围蔽处所的型容积，m3;V3为表示量吨甲板以上应计入的固定载客开敞处所的型容积，m3;V4为量吨甲板以上应计入的固定载货开敞处所的型容积，m3。

2.2 复核

在计算复核中，应仔细核对船舶吨位计算书所基于的参数是否与实船复核的尺寸一致或者在规定的测量误差范围内。如吨位计算书所基于的总长、上(量吨)甲板长、船宽、型深、货舱口围板的长度、宽度的测量值与实船复核相关参数(未实船复核的参数与批准图纸参数比较)未超过0.5%，其余影响吨位的主要尺寸误差未超过1%(2 m以下的尺寸误差可酌情放宽)，则计算复核采用船舶吨位计算书中的相应数据。否则，采用实测值。

图1 内河船吨位计算流程图

图2 国内海船吨位计算流程图

3 计算方法设计

容积计算中，V2、V3、V4的计算相对简单，本文仅对量吨甲板以下V1的计算方法进行展开说明。

3.1 公式法

仅内河船舶，可采用式(1)直接计算。

式中:k为系数，单体船k=1，双体船k=2;d为设计满载吃水，m;Cb为设计满载吃水时的方形系数;Cwp为设计满载吃水时的水线面系数;LS为设计满载水线长，m;B为型宽，m，对于双体船，B取片体的型宽;D为型深，m;D'为修正型深，m，按式(2)计算:

式中:h为梁拱高，m;hS为船首舷弧高度，m;hW为船尾舷弧高度，m。

3.2 船型估算法

针对设计满载水线长30 m及以下无资料内河船舶，船型估算法输入选项见表1。

结合表1按式(3)计算:

式中:L为上甲板长度，m;C为系数，按式(4)计算:

当 C＜0.7时，C=0.7。

针对设计满载水线长小于24 m的国内海船，船型估算法输入选项见表2。

结合表2按式(5)计算:

式中:C'为系数，按式(4)计算。

表1 内河船型估算法输入选项表

表2 国内海船船型估算输入选项表

3.3 查排水容积曲线

通过计算修正型深数值，查阅静水力数据表或者静水力曲线图，对应的排水容积数据或者曲线项目，可插值求得V1。

3.4 查邦氏曲线

通过查邦氏曲线，采用辛氏法［1，4，1］进行抛物线法近似计算。

提供选项:10站和20站。邦氏曲线20站输入值或10站对应面积值，见表3。

表3 邦氏曲线输入项目表

结合表3，按式(6)计算:

式中:LPP为垂线间长，m;A0、A1、…、A20分别表示 0站面积、1站面积、…、20站面积;∑SM为辛氏乘数之和。

3.5 船体为简单几何形状船

提供简单几何形状计算，包括柱体、椎体、球体、正方体、长方体等，用于规则体积计算。

3.6 辛氏法

根据表4量吨甲板长度和等分数对应表，从而确定记录数目和输入项目，见表5。

结合表5按式(7)、式(8)计算:

式中:LT为量吨甲板长度，m;A为各等分处横剖面面积，m2。

表4 等分数表

表5 辛氏法输入项目表

3.7 型值表法

综合分析单隧道船、双隧道船、双艉鳍船、双体船线型特点，设计表6主型值表和表7附加型值表(如适用)，采用辛氏法和梯形法进行计算，主型值表和附加表采取计算值扣除方式，即:船舶量吨甲板以下容积=主型值表计算值-附加型值表计算值［4］。

设定船舶尾垂线、基线、中纵剖线交点为坐标原点，表6、表7中，X表示船长方向横剖面距艉垂线距离，Y表示型宽方向半宽值，Z表示型深方向高度值，XYZ单位为m。

表6 主型值表

表7 附加型值表(内)和(外)

4 结语

通过对国内航行船舶吨位计算多种方法和适用法规多年份的全面搭建，为用户根据船舶证书和图纸资料情况，有选择性地进行船舶吨位计算提供了全面支持方案。该解决方案后经程序开发，作为“船舶吨位丈量计算模块”集成在海事局“船舶吨位丈量管理系统”中使用，全面通过海事局实际运用验证。由于该方案的开发受时效和成本控制，设计中仅考虑全面性和计算准确性，对精确性把握不足。后续可根据需要，考虑引入船舶三维模型，对各项容积进行精确计算，进一步提高计算精度。

［1］ 中华人民共和国海事局.内河船舶法定检验技术规则(2004)及修改通报［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［2］ 中华人民共和国海事局.国内航行海船法定检验技术规则(2004)及修改通报［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［3］ 盛振邦.船舶静力学［M］.上海:上海交通大学出版社，1992.

［4］ 朱珉虎.内河船舶设计手册［M］.北京:中国标准出版社，1996.

［5］ 中华人民共和国海事局.内河船舶法定检验技术规则［M］.北京:人民交通出版社，2011.

［6］ 中华人民共和国海事局.国内航行海船法定检验技术规则［M］.北京:人民交通出版社，2011.