摘要：通過總結(jié)中型航標(biāo)船舶的使用經(jīng)驗(yàn)，梳理中型航標(biāo)船舶的作業(yè)流程，分析中型航標(biāo)船舶的工作職能，研究先進(jìn)航標(biāo)船舶的設(shè)計(jì)理念，參考現(xiàn)有成熟可靠的設(shè)備技術(shù)，研究新型中型航標(biāo)船的功能需求，展望新型中型航標(biāo)船的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵字：中型航標(biāo)船 功能需求 智能作業(yè)

0前言

航標(biāo)是幫助船舶安全、經(jīng)濟(jì)和便利航行而設(shè)置的視覺、音響和無線電助航設(shè)施。中型航標(biāo)船主要用于航標(biāo)布設(shè)、起吊、巡檢等的專業(yè)性船舶，同時(shí)也是機(jī)動(dòng)的海上救助力量，可兼顧溢油應(yīng)急、人命救助、沉船掃測等應(yīng)急反應(yīng)任務(wù)，航標(biāo)作業(yè)船舶設(shè)計(jì)建造的水平高低，直接影響海事航海保障部門代表中國政府行使中國沿海航標(biāo)管理職能，代表沿岸國政府承擔(dān)履行國際公約的義務(wù)，為海上活動(dòng)和保障船舶航行安全提供海上助航服務(wù)。

根據(jù)《海事船舶配備管理規(guī)定》，大型航標(biāo)船按照海區(qū)配備，每海區(qū)1-2艘；中型航標(biāo)船按航標(biāo)處配備，每航標(biāo)處1艘，小型航標(biāo)船按航標(biāo)數(shù)量配備到航標(biāo)管理站。根據(jù)功能定位，未來中型航標(biāo)船將是航標(biāo)作業(yè)的主力船型。

1中型航標(biāo)船的現(xiàn)狀分析

1.1 中型航標(biāo)船現(xiàn)狀

國內(nèi)現(xiàn)役中型航標(biāo)船共計(jì)12艘，其中800噸中標(biāo)船10艘，均建造于上世紀(jì)九十年代，主要特點(diǎn)是船齡偏大，設(shè)備老舊，基本都接近或超過海事船舶規(guī)定的最低服役年限25年。1200噸級中型航標(biāo)船，國內(nèi)現(xiàn)役2艘，2010年左右建造，配備于寧波航標(biāo)處與福州航標(biāo)處，該型船為鋼質(zhì)、單甲板、雙層底（局部單底）、橫骨架式結(jié)構(gòu)，前傾首柱、方尾、首側(cè)推、雙機(jī)、雙槳、雙舵、柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)定距螺旋槳推進(jìn)，雖然相比老一代800噸中型航標(biāo)船，其操縱性能等各方面都有不少提升，但與目前世界上先進(jìn)的航標(biāo)船比起來各方面還是有一定差距。

1.2 國內(nèi)外中型航標(biāo)船對比

通過與國外相近級別的航標(biāo)船對比分析，國內(nèi)中型航標(biāo)船主機(jī)功率、吊機(jī)起吊能力、抗冰能力、船舶操縱、航標(biāo)作業(yè)等方面都有著不少的差距：

（1）船舶航行性能

所有的航標(biāo)船都具有較好的靈活性。荷蘭700噸船有液壓位置平衡系統(tǒng)，具有首尾雙推進(jìn)器航標(biāo)船，有航標(biāo)船在有風(fēng)、浪和水流的影響下維護(hù)浮標(biāo)時(shí)位置穩(wěn)定的能力；美國的航標(biāo)船有船舶定位系統(tǒng)；荷蘭的航標(biāo)船也有襟翼舵，沒有側(cè)推也能夠提供較好的側(cè)向推力。多數(shù)船舶航速是15-16節(jié)。

（2）作業(yè)功能方面

所有的航標(biāo)船都具有不止一項(xiàng)功能，都有輕度的破冰能力，這些航標(biāo)船還經(jīng)常用于執(zhí)行其它任務(wù)。例如：能進(jìn)行污染清除、搜索和救生、交通監(jiān)督和漁業(yè)檢查。需要的時(shí)候，有關(guān)執(zhí)法人員就上船執(zhí)行任務(wù)。

（3）航標(biāo)作業(yè)方面

航標(biāo)船都有不同的航標(biāo)作業(yè)設(shè)備。特別是使用甲板上的大力絞盤、起錨機(jī)、專用的錨鏈鎖用于收和拋錨鏈，大多數(shù)航標(biāo)船具有非常有用的木甲板。所有的吊機(jī)都能用最大的負(fù)荷把浮標(biāo)從船側(cè)吊上船，其中幾艘還具有浮標(biāo)起吊和拋設(shè)的動(dòng)作補(bǔ)償功能。

2 中型航標(biāo)船主要存在的問題

（1）基本所有800噸級中型航標(biāo)船隨著使用時(shí)間的增長，船舶設(shè)備漸趨老化，航標(biāo)作業(yè)能力明顯下降，已經(jīng)不能很好地滿足我國沿海航標(biāo)管理的需要，特別是航標(biāo)管理規(guī)模逐步擴(kuò)大后航標(biāo)作業(yè)需求持續(xù)增長的需要。

（2）船舶低速穩(wěn)定性和操縱性能差。沒有側(cè)向推進(jìn)裝置，船的低速穩(wěn)定性和操縱性能差；不具備的在有風(fēng)、流、浪影響下，所應(yīng)具有的穩(wěn)定船位的動(dòng)力定位功能；吊機(jī)起吊能力差、絞盤功率低，很難滿足航標(biāo)作業(yè)的特殊要求（特別是活節(jié)式燈樁、被淤泥積壓的沉石等）。

（3）航標(biāo)作業(yè)機(jī)械化程度差。在航標(biāo)作業(yè)的過程中，除了吊機(jī)起重能力和絞盤的拉力外，其他如拖鏈、浮標(biāo)移動(dòng)、棄鏈等輔助工作要靠人力完成，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，還存在安全隱患。

（4）船舶可用作航標(biāo)作業(yè)的面積過小。該類型船舶總體布局不合理，甲板作業(yè)面積不足，該類型船舶有效作業(yè)長度為16米，有效作業(yè)寬度為6米（左右兩舷可用寬度為3米）作業(yè)甲板上有凸起0.6米高的航標(biāo)艙口蓋，航標(biāo)起吊作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員有時(shí)跳上跳下，特別是在作業(yè)3米浮標(biāo)時(shí)，人員根本無法從甲板上通過，不利于作業(yè)的安全，安全性能差。

（5）作業(yè)方式落后。在浮標(biāo)作業(yè)時(shí)要通過鋼纜套住浮標(biāo)的系鏈，通過鋼纜的牽引使得錨鏈上絞盤，然后通過絞盤的拉力來把系鏈絞上甲板，在絞鏈的過程中還存在錨鏈相互堆壓的現(xiàn)象，要通過人力來協(xié)助絞鏈，在浮標(biāo)布設(shè)時(shí)要通過人力來敲開制鏈器才能使得沉石拋進(jìn)海中，船員的勞動(dòng)強(qiáng)度大。敲開制鏈器時(shí)制鏈器的瞬間反作用力很大，如果作業(yè)人員站位和操作不當(dāng)，會(huì)給作業(yè)人員帶來很大的傷害。

（6）主機(jī)功率不能滿足冬季冰區(qū)航標(biāo)作業(yè)。設(shè)計(jì)航速12節(jié)，與目前航標(biāo)應(yīng)急反應(yīng)的時(shí)效性以及航標(biāo)事業(yè)的快速發(fā)展不相適應(yīng)，需要提高航速。

（7）浮標(biāo)在起吊的過程中，偏蕩厲害，特別是在大風(fēng)浪中作業(yè)時(shí)，僅靠人力止蕩效果不好，會(huì)發(fā)生浮標(biāo)燈架撞擊船體上層建筑和吊臂的現(xiàn)象。

3 解決措施

根據(jù)當(dāng)前中型航標(biāo)船的實(shí)際使用情況，為提高新造中型航標(biāo)船的作業(yè)能力和服務(wù)功能，就當(dāng)前航標(biāo)作業(yè)需求和未來發(fā)展預(yù)測，結(jié)合未來工程船舶的功能定位和我國當(dāng)前港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，提出在當(dāng)前中型航標(biāo)船基礎(chǔ)上的改進(jìn)建議、新型中型航標(biāo)船的功能需求以及對未來中型航標(biāo)船的展望。

3.1 傳統(tǒng)中型航標(biāo)船技術(shù)改造

（1）研制新型作業(yè)設(shè)備改變傳統(tǒng)起絞浮標(biāo)作業(yè)模式

為改變傳統(tǒng)起絞浮標(biāo)作業(yè)模式，北海航海保障中心青島航標(biāo)處針對800噸級中型航標(biāo)船“海標(biāo)052”輪現(xiàn)狀，利用逆向工程、三維設(shè)計(jì)、有限元分析、液壓系統(tǒng)綜合調(diào)控、二維平面設(shè)計(jì)等技術(shù)開發(fā)研制了新型臥式自排鏈液壓卷筒絞車，并成功應(yīng)用于“海標(biāo)052”輪上。新研制的設(shè)備僅需摁一下按鈕就可將錨鏈自動(dòng)絞起，起絞浮標(biāo)錨鏈的效率可提高5倍，解決了長期以來致使航標(biāo)作業(yè)效率低、航標(biāo)工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)安全隱患多的行業(yè)難題。

（2）開發(fā)設(shè)計(jì)液壓埋入式艙口蓋增加甲板作業(yè)面積

隨著現(xiàn)代液壓設(shè)備制造和船舶修造技術(shù)水平的不斷提高，我們可開發(fā)設(shè)計(jì)新型液壓埋入式艙口蓋安裝于甲板上，使甲板變?yōu)槠秸囊惑w，增大甲板有效作業(yè)面積，確保作業(yè)安全。為實(shí)現(xiàn)這種目的，并通過船檢機(jī)構(gòu)的認(rèn)證，青島航標(biāo)處采取了將新艙口蓋和艙口蓋框子預(yù)先制作為成套產(chǎn)品的方式，并將艙口縱桁、端桁梁、短橫梁、短強(qiáng)梁、甲板開口加厚板、艙蓋止口和液壓鎖緊裝置等構(gòu)件預(yù)先制作在艙口蓋框上，以便安裝時(shí)用來與甲板縱橫強(qiáng)梁主筋及甲板焊接為一體，從而確保船體強(qiáng)度和水密性能。將折疊式風(fēng)雨密艙口蓋成功改造為液壓埋入式水密艙口蓋的“海標(biāo)052”輪，甲板作業(yè)面積得到了有效拓寬，使船舶作業(yè)更加安全、便利。

3.2新型中型航標(biāo)船功能需求

為適應(yīng)我國沿海航標(biāo)作業(yè)特點(diǎn)、未來發(fā)展趨勢和船舶多功能發(fā)展的需要，中型航標(biāo)船作為轄區(qū)航標(biāo)處執(zhí)行海上航標(biāo)作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)施，應(yīng)主要具備沿海航標(biāo)的運(yùn)輸（含拖帶）、布設(shè)、撤除、復(fù)位、巡檢、航標(biāo)應(yīng)急反應(yīng)、補(bǔ)給、技術(shù)監(jiān)測和科研等主要職能，同時(shí)兼顧搜救、溢油清污、測量、清障、沉石打撈等輔助職能。新型中型航標(biāo)船應(yīng)具備良好的操縱性能，適宜的穩(wěn)性、起吊能力、續(xù)航能力、拖帶能力、破冰能力和減搖能力等。

（1）船舶操控要求

為改善船舶定位和操縱性能，通過查閱有關(guān)國外航標(biāo)船舶的動(dòng)力推進(jìn)情況，如美國1996年建造的中標(biāo)船，配置動(dòng)力定位系統(tǒng)、“Z”字形軸360度旋轉(zhuǎn)推進(jìn)和首側(cè)推裝置；如蘇格蘭“北極星”號多功能航標(biāo)船，具備動(dòng)力定位系統(tǒng)、拖帶、海域測量等功能；如丹麥的航標(biāo)船同時(shí)具備航標(biāo)作業(yè)和測量功能。從國外船舶的設(shè)計(jì)、設(shè)備配置都具備了良好的操縱性和機(jī)動(dòng)性。綜上情況，為提高海上航標(biāo)的作業(yè)能力，提升保障水平和作業(yè)效率，確保低速航行能力。參照國外動(dòng)力推進(jìn)模式和未來船舶建造發(fā)展趨勢，建議采用電力推動(dòng)的雙Z型推進(jìn)系統(tǒng)附加首側(cè)推裝置和動(dòng)力定位操控系統(tǒng)。

（2）航速要求

從各海區(qū)情況分析，北方海區(qū)航道口門距離航標(biāo)船舶碼頭約為25海里，但需考慮船舶在冰期期間航行受阻情況，東海海區(qū)島嶼較多，部分水域航道航標(biāo)距離航標(biāo)船舶碼頭距離較遠(yuǎn)，約為70海里。南海海區(qū)海域廣、海岸線長，其中水道距離航標(biāo)碼頭較遠(yuǎn)，約為45海里， 綜合考慮沿海航標(biāo)作業(yè)、應(yīng)急反應(yīng)實(shí)際需求和經(jīng)濟(jì)性等因素以及未來海上航標(biāo)向深水發(fā)展的情況，參考國內(nèi)外航標(biāo)布設(shè)船的航速指標(biāo)，航標(biāo)布設(shè)船舶的航速在15節(jié)左右，在重要航道距離航標(biāo)作業(yè)碼頭比較遠(yuǎn)的轄區(qū)可適當(dāng)提高船舶航速，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性。

（3）浮標(biāo)作業(yè)設(shè)備要求

根據(jù)現(xiàn)有航標(biāo)作業(yè)方式及存在的問題，為有效改進(jìn)現(xiàn)有航標(biāo)作業(yè)模式，提高作業(yè)效率和安全性，建議提高海上航標(biāo)作業(yè)機(jī)械化、自動(dòng)化水平，即提高吊機(jī)起吊能力和作業(yè)半徑、采用自動(dòng)錨鏈?zhǔn)战g方式、液壓控制制鏈方式和浮標(biāo)自動(dòng)掛鉤方式等。

（4）浮標(biāo)甲板作業(yè)面積要求

浮標(biāo)甲板作業(yè)面應(yīng)布局合理，滿足放置6-8個(gè)直徑2.4米浮標(biāo)的要求。在可行情況下，考慮設(shè)置浮標(biāo)直立存放裝置以提高浮標(biāo)裝載量。建議船舶作業(yè)甲板的有效長度應(yīng)≥25米。

（5）冰區(qū)航行作業(yè)要求

根據(jù)我國北方海區(qū)冰區(qū)特點(diǎn)，結(jié)合海上航標(biāo)作業(yè)實(shí)際，要求航標(biāo)船在40厘米厚的堆積冰中可以航行。采用冰區(qū)專用螺旋槳；提高船舶推力，增強(qiáng)沖撞力，確保冰面凍結(jié)浮標(biāo)一起漂流的情況下的破冰需求。

（6）拓展功能要求

多功能船是當(dāng)前的潮流和未來的發(fā)展方向，尤其是在我國當(dāng)前港口發(fā)展迅速的形勢下，建造多功能工程船舶的需求更加迫切，建議增設(shè)溢油清污和搜救功能，預(yù)留船上清污設(shè)備作業(yè)接口。采用臨時(shí)拖帶油駁作為污油儲存艙，配置簡單的搜救設(shè)施，預(yù)留測量儀器的安裝接口等。

3.3 未來中型航標(biāo)船功能展望

隨著工業(yè)4.0進(jìn)入中德合作新時(shí)代，中德雙方簽署《中德合作行動(dòng)綱要》中明確提出工業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化，大膽的預(yù)測未來中型航標(biāo)船應(yīng)該向航標(biāo)作業(yè)智能化方向發(fā)展，充分利用機(jī)器人、AGV（Automated Guided Vehicle）等技術(shù)，進(jìn)行航標(biāo)模塊化作業(yè)。只要船舶駕駛員操縱船舶靠近航標(biāo)定準(zhǔn)位置后，操作系統(tǒng)自動(dòng)捕捉到航標(biāo)，整體翻轉(zhuǎn)到甲板作業(yè)臺上，機(jī)械手自動(dòng)拆解卸扣，AGV將換下的舊航標(biāo)自動(dòng)運(yùn)送到甲板指定位置，AGV將新標(biāo)運(yùn)送到作業(yè)臺，機(jī)械手自動(dòng)鏈接卸扣，再整體翻轉(zhuǎn)到水面，過程間用自動(dòng)棄鏈裝置配合固定等。

4 結(jié)束語

總體上，新建中型航標(biāo)船應(yīng)在船型上有所突破，總體布置實(shí)用合理，具有適宜的穩(wěn)性和良好的耐波性；具備優(yōu)良的操縱性能，采用先進(jìn)的推進(jìn)和操縱設(shè)備，滿足浮標(biāo)定點(diǎn)作業(yè)和低速定向航行的要求；具有足夠的甲板作業(yè)面積和適宜的作業(yè)設(shè)備布置，方便安全高效地進(jìn)行甲板作業(yè)和浮標(biāo)設(shè)備器材的載運(yùn)；配置先進(jìn)高效的航標(biāo)作業(yè)設(shè)備，提高航標(biāo)作業(yè)效率，滿足執(zhí)行航標(biāo)船舶各項(xiàng)職能的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1] 《交通支持系統(tǒng)船舶建造（購置）項(xiàng)目可行性研究報(bào)告編制辦法》

[2] 《談中型航標(biāo)船的技術(shù)改造》

[3] 航標(biāo)法律法規(guī)