大型测量船布置特点研究

严明 戴红伟 杨宇超

摘 要：测量船是海洋测绘的承载平台，为提高平台的综合利用性，一般都会兼顾有海洋科考、应急救援等任务，因此而装载多种类型的海洋水体、大气气象和地球物理等专业探测设备。本文介绍的是一种多任务目标、模块化设计的现代化大型测量船舶。本文从测量船的结构、任务设备配置、专业性舱室布局以及通用性船用设备与常规船舶的区别方面进行分析研究，梳理并总结出大型测量船的布置特点。

关键词：测量船；布置；舱室布局；结构；测量设备

1 结构特点

从结构上，测量船舶具有部分工程船、客船的显著特点，一方面是考虑到其任务性质，需要装载较多的作业或研究人员，因此需要多层、较长的居住甲板，且这些居住甲板所形成的上层建筑一般位于船的舯艏部，即长艏楼设计，其上方设计为驾驶室，前方仅留有锚、系泊作业区。而烟囱和机舱位于上层建筑之后，即中机舱设计，在预留出艉部作业区域的同时，尽可能减小振动、噪声、烟囱排气对居住人员的影响。测量船整体区域划分如图1所示。

船的艏部设计有球鼻首结构，降低兴波阻力，改善流场，提高船舶推进性能。艉部留出较长甲板空间用于露天测量作业以及移动测量设备的搭载，并根据其任务特性，设置直升机甲板兼顾作为无人机测量的起降平台。

2 舱室布局

在上层建筑居住区，环舷侧布置住舱，中间位置布置会议室、指挥室、培训室、报告厅、餐厅等综合性、大型公共舱室，如图2所示。这样布置使得整层甲板空间的利用率较高、布局规整，同时对于公共活动的聚集和疏散快速而便捷。

图2 上层建筑大型公共舱室典型布局（艇甲板層）

主甲板层，因艉部露天甲板即为作业甲板，故在该层布置任务型舱室，如测量作业室、CTD作业区、专用设备仓库/维修室、网络机房、各类专业实验室等，如图3所示。这样布局对测量作业操作、设备转运维修、样本采集分析形成了集中作业区域，有利于作业及科考人员的工作。同时，在这些工作处所的具体位置排布时，要考虑到作业顺序。例如：测量样本采集工作，所采集样本的预处理区域靠近艉部露天作业甲板，可便利地进行样本预处理，靠近预处理区的是样本的下一道工序的处理舱室，以此类推，形成一个高效、便捷的综合作业场所。

主甲板下层，在尾部作业甲板、预处理区下方布置测量绞车舱及其配套舱室，便于绞车缆能够便利穿行至作业甲板和预处理区的各类操控支撑设备上，进而实现室外作业，如图4所示。

图4 测量作业功能舱室典型布局（下甲板层）

换能器舱，即安装所有水下声学设备换能器的舱室位于船底中前部，在艏侧推和中部机舱之间寻求低噪声影响与可安装之间的最佳平衡位置（参见图1），同时需考虑的是，需根据声学阵总体布局来确保该位置具有足够的平船底区域。另，与换能器舱密切相关的是声学设备舱（声学设备机柜的安装处所），考虑到换能器随机电缆因信号衰减而具有的长度限制特点，该舱室布置于换能器舱上方为宜，且在换能器舱和声学设备舱之间的甲板舱室内，不宜布置油舱，以及空压机和大功率水泵等振动噪声较大的设备。前者是为了使换能器电缆可顺利敷设至机柜，后者是避免机械振动噪声对声学设备的影响。

3 设备配置

测量船的核心任务为海道测量，为确保测量任务作业，船舶要求具备较高的操作性。一些测量任务属于定点作业，船舶需具备动力定位功能，因此测量船的推进器多采用全回转型式，相较于常规舵桨，全回转推进器具有更大的操作灵活性，配合艏部侧向推进器和超短基线水下定位系统，可实现更精准的定位功能。

测量系统主要由绞车系统、操控支撑系统和声学系统组成，根据任务内容确定具体配置。测量绞车的常规配置为CTD绞车、地质绞车、光电缆绞车、同轴缆绞车、SVP和MVP绞车等。操控支撑系统常规配置为A型架、重力取样装置、海工吊、CTD吊，以及无人/有人工作艇和无人机等配套装备。

船载水下声学设备均布置于船舶底部，常见的3种安装方式为平船底式、导流罩式、GONDOLA式。平船底式即将水下声学换能器直接安装于船底平直区域，导流罩式安装是在船底设计一个下沉式封闭结构，在此结构底部再安装声学换能器，较为典型的即下沉式箱型龙骨。而本船安装的GONDOLA式与导流罩类似的是，声学换能器同样安装于额外设计的封闭结构底部，而与其不同的是，该封闭结构与船舶底部并非连接一体，而是通过几个结构通道相连，换能器电缆通过结构通道敷设至船内舱室。总体来说，平船底式对结构设计不会带来额外的工作，设计简单。后两者需额外设计封闭结构，但有利于避开船底气泡层，对声学设备的性能有利，安装方式具体选型需根据任务与经济型的综合评估来确定。

4 减振降噪

测量船在性能方面，直接影响测量作业相关的因素是减振降噪设计，其减振降噪性能直接影响到声学设备的性能实现，甚至是能否正常工作。因此，在测量船的结构设计、舱室布局，以及设备配置时都要考虑减振降噪因素。

1） 机械噪声主要关注对象

发电机机组；

推进装置电机；

螺旋桨；

主要辅机设备（泵、空压机等）；

大型风机（如机舱风机）；

侧推装置；

2） 水下噪声主要关注对象

船舶艉部伴流；

螺旋桨区域伴流；

声学换能器区域伴流；

声学安装区域的辅机振源；

艏侧推槽道外口线型；

减振降噪是伴随船舶整个设计建造流程中的巨系统，在此过程中需对全船主要舱室、结构、设备、系统管路乃至外部线型逐一进行前期评估、过程评估直至最终的试验验证和局部优化工作。

5 总 结

大型测量船的布置特点研究发现，其布置是以任务目标为主要导向的。以测量功能、性能、精度为目标的设计因素考虑贯穿了总体规划、结构设计、舱室布局以及设备配置等方面。同时，通过研究总结梳理出基于测量任务特性考虑因素，其经验可供同类型船的设计提供一定的参考。