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大连理工大学

硕士学位论文

环渤海湾车客滚装船船型方案论证研究

姓名：朱兰

申请学位级别：硕士

专业：船舶与海洋结构物设计制造

指导教师：王世连

20020319

大连理工大学硕士学位论文

摘要

论文题目为环渤海湾车客滚装船船型方案论证研究。本文介绍了国内外客滚运输发

展概况，分析了新型客滚船的性能特点和设计重点，在搜集了大量实船资料的基础上，

着重讨论了初步设计阶段中小型客滚船主要要素如何确定的问题。完成的工作主要有：

l、建立了中小型客滚船主要要素估算模型，算例表明这些模型精度可供设计初期

估算之用：

2、建立了中小型客滚船主要性能校核模型，包括主机功率估算、稳性预报和横摇

校核；

3、结合渤海湾客滚运输现状，在上述算法基础上进行了连烟线客滚运输船型论证；

4、探讨了客滚运输中的种种安全措施。

船舶总体设计是一个复杂的系统工程，它涉及到主尺度确定、主机选型、型线设计、

总布置设计、性能校核、经济性分析等许多方面。由于本人学识和时间有限，本文研究

的宽度和深度都还不够，文中所得出的结论也有待进一步的检验。


ABSTRACT

The subject of this article is the study of evaluation of passenger／Vessel ferry schemes

across Bohai GulE It introduced the development survey of passenger／vessel ferry transport，

analyzed the characteristics of performance and key of design of new type passenger／vessel

ferry，and on the base of having collected a vast amount of data of existing ferries，

emphasized on how to determine the main dimensions at preliminary stage of design．The

following is the work accomplished in this article．

1)Established estimation models of main dimensions of such ferry，which was testified

by examples to be effectual at preliminary stage of design．

2)Established calculation models of main performances of such ferry,including

estimation of the power of main machinery,forecast of stability and calculation of traverse

sway．

3)In accordance with the present situation of passenger／vessel ferry transport across

Bohai Gulf evaluated four passenger／vessel ferry schemes between Dalian and Yantai on the

base ofthe models abore．

4)Inquired into the measures ofsecurity ofpassenger／vessel ferry transport．

The general design of ship is a complicated system project，which involves the

determination of main dimensions，the selection of main machinery,the design of lines，the—

general arrangement，the calculation of performances and economical analysis．This article is

far from perfect due tO my poor knowledge，and the conclusions accomplished should be

tested in future work


第一章引言

第一节客滚船及客滚运输简介

客滚船(Vehicle／Passenger Ferry)，一般航行于海峡、海湾或陆岛之间的中短途航

线，运载旅客及其私人轿车，也运载客车或货车。近年来国内外客滚船的发展非常迅速，

大有代替中短途客船的趋势。

客滚船兼有客船和滚装船的特点。

滚装船(Roll on／Roll offVessel)，系指通过船上的首门、尾门或舷门装运货物的货

船，它的根本特点是改变传统的垂直装卸为水平装卸。滚装船靠码头后，车辆从船上直

接开出码头，装卸速度快，大多数不需要码头设施。滚装船有其特殊的建筑形式，它具

有纵通的上甲板，上甲板平整，无脊弧和粱拱，甲板上无货舱口，只有车辆通向E甲板

的斜坡道出口，也没有起货设备。滚装船甲板层数多，干舷甲板不在最上层，在干舷甲

板的上面和下面还有数层甲板。为使车辆上下通行无阻，舱内支柱极少，横舱壁亦很少。

滚装船的舱容利用率低(一般仅达30％～40％)，则其型深比一般货船高。此外滚装船的

主尺度受所载汽车的单元尺度影响，属布置型船。Ⅲ

从客船的角度看，客滚船对快速性、安全性和耐渡性比滚装船要求严格。

由于采用低阻力的型线和高效率的推进器(如喷水器推进)，近年国外设计的新型

客滚船的航速都在30kn以上，有的甚至达到50kn。

稳性方面，由于客滚船的型深大，使船的重心升高，另外在装卸过程中车辆的行驶

引起全船重心前后左右的移动，使船的浮态处于多变的状态。为保证稳性，控制船的吃

水、纵倾和横倾，该船型需设足够容积的压载水舱。同时初稳性高度又不宜过人，以防

横摇周期过小，横摇加剧，造成旅客不适和货物位移。【I】

抗沉性方面，客滚船系多层甲板，各层甲板只对船体水平分隔，水密横舱壁少，舱

室的浸水渗透率大，不能满足一舱不沉的抗沉要求。增加横向水密舱壁，在各开口处加

水密盖，设双层底及双船壳能改善客滚船的抗沉性。【11

装卸时车辆进出会排出大量的油烟气体，因此消防与通风也是客滚船安全方面应考————————————————————————_=T■—————————————————————～


虑的重要问题。Ⅲ

70年代以来，世界上出现了一股客滚热，特别是在西北欧，由于大量客滚船的建

造和投入营运，使客、货车滚装运输方式得到了很大的发展。在西北欧海湾，岛屿与陆

岛之削发展客滚船的实践表明，此种运输方式具有许多优点，在航线上与其它运输方式

相比可大幅度减少里程，节省时间，提高运输效率。[21

客滚船的发展与水上客运的发展是分不开的。70年代后期以挪威、澳大利亚为代

表的高速双体船得到蓬勃发展。80年代末期到90年代，双体技术、穿浪技术、水翼技

术、气垫技术相互渗透，出现了多种复合新船型，如双体水翼船、槽道船型等。日前iE

处于技术交错综合时期，也是竞争最为激烈、技术发展最快的时代。从FI前国外客滚船

的发展来看，高速单体排水船型、高速双体船型、小水线面船型、穿浪船型使用较多。

从世界各国的发展情况来看，客滚船的发展并不均衡，总体上是按“宜水则水、宜

陆则陆、宜空则空”的原则，在河口、海峡、海湾、岛屿间建立发达的客滚航线。英吉

利海峡、北海、波罗的海、地中海联系着欧洲大陆与周围岛屿，随着欧洲一体化的发展，

海上客滚航线在近十年内迅速壮大。日本列岛也是海上客运发达的典型区域，至1995

年共有470艘滚装渡船在258条航线上营运，其中248艘是高速客滚船，分布在140条航

线上。

一中国只是在80年代才陆续购进一些二手客滚船，从而揭开了中国水路滚装客运的

历史。下面对我国典型车客滚装运输航线作简单的分析。

1、渤海湾(代表航线：大连——烟台)

该航线位于我国客滚航线发达区域，每年4～10月为最佳通航季节。其海上交通距

离为165krn，若走陆路，其距离为1450km，两者相差8倍之多。该航线开通后，车流

量充足，每航次几乎满载，车辆一般需在码头等待，经济效益相当显著，典型航次单船

往返营业额高达16万元。现运营船舶大多为从国外购进的二手船，船型老化，航速较

低。该海域风较大，高速双体船型在该航区适航性较差，晕船率较高。考虑到环渤海湾

区域的经济发展水平，首选船型应为单体船型。

2、舟山地区(代表航线：金山——定海、鸭旦山——白峰)

相对于渤海湾宽阔的航道而言，舟山地区周围岛屿较多，大部分水面狭窄，水深较


浅，风浪较小，属沿海或遮蔽海区(IIl类)，对船舶的耐波性能要求相对较低。由于该

航区航行距离一般较短，太高的航速不经济，但现有渡船航速又过低，据了解，一般20kn

左右较为合适。双体高速船型应为首选船型。

3、华南海域

目前该区域为我国经济发达区，也是我国高速水运发达的区域，其客滚运输发展也

相当快。已经开辟的航线较多，如珠蛇线、蛇琼线、湛琼线、桂琼线、北琼线、琼州海

峡等，在航的客滚船有20～30艘。但这些船舶多为引进的，自行设计的少，而且航速

较低。如北海——海口航线航行距离为124nm，现有客滚船航行时间需10h以上，若能

将航速提高到25kn左右，则航行时间可缩短到5h左右，将会受到旅客欢迎。

考虑到该海域的海况及经济发展水平的不平衡，高速单体、双体和穿浪双体船在该

海域都有发展的可能。

4、台湾海峡

台湾海峡两岸间长期处于断航状态，但可以预料两岸间直航只是时间问题，到时客

滚船尤其是高速客滚船将具有巨大的市场潜力。

台湾海峡的波浪较大，年平均风浪商1．34m，涌浪高1．95m，要求船舶具有较好的

耐波性，穿浪双体船将是首选船型，也有专家推荐双体气垫船型。

5、川江航道及三峡库区．．

日前在该区域还无客滚船投入营运，但可以预料，随着三峡大坝的竣工，三峡库区

的形成，两岸间的客滚运输必然会成为新热点。若能较好的解决这类内河航线存在的尾

浪对周围船舶的影响和对岸堤的冲刷，双体船型将会有较好的市场前景。131

第二节新型客滚船性能特点及设计重点

据ISLl997年1月1日之统计，世界客船队共有3216艘、计17561×1039t。其中

R0一R0型客船共有2012艘、计11184×1039t，如表1-1所示。(41


表1-1世界RO—R0客船队分布统计(1997 1．1)(艘×104 gt)

r＼建造年份。俺＼ 1 99 2一}9口6 l 9 s 7—1’91 1 9 S Z一1 9 S 0 1 9 7 7—1 9 S1 l 9 7 Z一1口7 6 1 9 71蕨以前台计} 。：。。。 43：4 5 l Zl：1 D 4 1 41：’3 0 9，7： S1 6

2 DD 0一，DDD ，D：l 7 3 6 B：ZZ I 3，：}2 D 47：’6 D 3Sf：1 2l 2

2I：2Z 3 ZZ：1 6 D 7S：，口7 2 9D：21 6 7

2 6：3 Z】 Z6：】Z 7 3l：38 4 ，Z'-64 B qB．，6 Z

1 9。33 z 1 6：Z 6 7 4：6 j 88：1{7 4

1 6二 4I口 1 7：4口3 §，： l，6 5

11：37 I 1，：60 S 1 3二46’ 45：1 6，7

合计 1’Z：1，，3 211：20 D 0 2 01 Z：11 S 4

据I SL资料编制统计3DO_i以上船舶

受传统造船工业分布和地理条件的影响，客滚船的设计制造主要在欧洲和澳大利

亚。著名的设计公司有法国的Leroux&Lots，瑞典的Westamarin、Stena，丹麦的Danyard，

西班牙的Bazfin，意大利的Fincantieri、Rodriquez，挪威的Mjellen&Karlsen，澳大利娅

的AMD，FerriesAustralia，Incat，Austal，等等。近年来日本和韩国也开始涉足新型客

滚船设计制造，日本的IHI，MES，KHI JetPiercer,韩国的SHI，都陆续有新产品问世。

值得一提的是，澳大利亚的Alufast International在我国广东投资有番禹南沙航运公

司(音译)，经营南沙和香港之间的高速轮渡。该集团还在南沙修建了造船厂。1995年，

Alufast造了一艘42m长、可运载380名旅客、．航速达42kn的客滚船，该船的后期组装

和舾装就是在南沙的船厂完成的。Alufast将目光瞄准了中国日益增长的高速轮渡市场，

由于中国企业还不具备购买国外新型客滚船的投资能力，因而由国外的公司在中国投资

建厂生产他们设计的产品不失为一种可行的方式。[511998年，位于我国广东番禹的外商

独资企业安快(音译)南方船厂曾建造过由澳大利砸的AMD和Incat联合设计的K50

型高速双体客滚船，该船型的服务航速达到50kn以上。安快南方船厂完会由外商投资

和管理，它同时采用适合于中国国情的现代管理模式和澳大利亚的设计技术。[61


以下从船型、材料与船体结构、主机、旅客甲板、汽车甲板、安全措施、重量优化

等几方面谈谈新型客滚船的技术性能特点和设计重点。

l、船型

客滚船的船体型式主要有单体船(Monohull)、双体船(CmamaraJl)、穿浪式双体

船(Wavepiercing Catamaran)等。

目前世界市场上对客滚船的需求日益增长，据有关资料介绍，平均一年的需求在

20艘左右，其中的一半是单体船。【71对于总长在100m以上的较大的高速客滚船而言，

单体将比其它型式的船体表现出更好的适航性，尤其是在不利的海况下。

1997年，NGA提出了Pentamaran概念的客滚船。181所谓Pentamaran概念，其实是

’一种类似三体的单体船(在单体两侧各配备两个瘦削的浮筒)。它是航速、运力、功率、

造价等因素相互制约的结果。Pentamaran概念具有许多新颖的性质，经过船池实验、有

限元分析和绘图，NGA都得到了良好的结果。NGA将Pemamaran概念应用于客滚船领域，

设计出一一条总长达133m、长宽比约为16的客滚船。无论跟相应主尺度、航速和排水量

的单体船或是双体船相比，该船所需的主机功率都要小得多。

2、材料与船体结构

建造客滚船的材料主要有高强钢和铝合金，船体用高强钢、上层建筑用铝合金的居

多，也有全船都用高强钢或铝合金的。钢质船强度较好，但会造成空船重量太大，导致

航速和载重量的降低。钢质船体也有其优势，那就是维护费用低、残值高(较铝质船体)。

为减少船舶的摇荡，绝大多数客滚船都会安装舭龙骨，也有的安装减摇鳍和自动操

纵系统。

3、主机

应用于客滚船的主机不外乎两种：柴油机和燃气轮机。粗略地讲，柴油机自重大，

不利于提高航速，但成本低，营运中燃料开支和维护费用都较低；燃气轮机自重较轻，

有利于提高航速，但成本高，燃料开支和维护费用也较高。从环保的角度看，燃气轮机

更胜一筹。19】

4、旅客甲板

旅客沙龙(Passenger Saloons)的布置，除满足结构、防火等要求外，让旅客感到


舒适、方便应是第一准则。而经营者更希望在这里赢得最大的回报。

大多数客滚船都设有两层旅客甲板，每层甲板分为不同等级的沙龙，如旅行舱、商

务舱、贵宾席(VIP)等。沙龙里的设施除旅客坐席外一般还有卫生间、小卖店、餐馆、

洒吧、厨房、电话亭、游戏机、儿童游戏区、休息室、电视墙等。

至于装修材料的选择，除了色彩、质地外，更要考虑到低廉的维护费和便于清洁性。

5、汽车甲板

车道的形状基本上分两类，单向车道和u型回转车道。单向车道使得卸车时不必

倒车，从而加快了装卸速度。相应地，布置了单向车道的客滚船必须首尾都能靠码头，

即首尾都必须设跳板。

6、安全措施

与一切客船一样，客滚船都携带了必要的救生设备，以保证一旦发生险情旅客和船

员能够在规定的时间内迅速转移。所有的旅客区、汽车甲板和机舱都安装有火情探测器、

灭火系统和摄像镜头(闭路电视监控)。重点区域，如汽车甲板，表面必须覆盖一层防

火材料。轮机人员在桥楼上通过监视器和键盘就能够控制船上所有的设施，包括主机的

启动、运行，电力管理，警报的显示和监测等等。

在Stena HSS 1500型客滚船上，全船装有一套以对温度、烟、水等敏感的元件为

基础的早期报警系统j该系统与桥楼上的监控面板根连接。一旦元件探测到潜在的险情，

系统就会警示值班人员，他将激活某区或全船的救生系统，旅客可沿移动的电子显示的

箭头转移到安全的集合地。该报警系统会不断地估计险情并更新逃生线路。[101

汽车甲板内车辆的移动是导致客滚船失事的主要原因之一，1999年在烟台海域失

事的“大舜号”就是一个典型的例子。CFI设计的PacifiCat型客滚船上有一套自动吃水

提示系统(Automatic Draft Indicator System)，该系统会不间断地测量纵倾、横倾、平均

吃水和剩余载重量，当装载需要调整或必须停止时，它就会激活警示性的黄色或红色信

号灯。⋯J

7、重量优化

减轻空船重量的意义不言而喻，这个宗旨己经渗透到了设计工作的每个方面。

与重量优化相关的措施有进一步的结构优化，更多地使用玻璃钢或其它复合材料


(如在绞升甲板、上层建筑、轴系等处)等等。Bazfin设计的Alhambra型单体客滚船

Silvia Ana其机舱采用了复合纤维增强型塑料轴系，仅此一项就节约了约20t的重量，

而且新材料比传统材料便宜，也更易于安装。㈦

尽管旅客沙龙的装修非常豪华，但为节省重量，一般都不会采用天然材料(如原木)。

第三节课题工程背景

辽宁省濒临黄、渤两海，拥有大陆海岸线2178km，岛屿岸线约700krn，是连接东

北三省与山东、华东地区重要的海上旅客运输通道。改革开放以来，由于其所处的特殊

地理位置，使得海上旅客运输得到了飞速的发展。1991年8月10目，大连渤海轮船公

司“辽旅渡1”开通了旅顺至蓬莱省际问海上客滚运输航线，从而掀开了辽宁省海上客

运发展新的篇章。之后，省际间又先后开通了大连至烟台、大连至连云港、大连至上海、

旅顺至龙口等航线的海上客滚运输。【13】其中大连至烟台航线更是有着“黄金水道”和

“蓝色高速公路”的美誉。大连至烟台陆路行程为1569km，海上行程仅为89nm，缩短

行程1400km。如汽车速度以60km／h计，滚装船航速以17kn计，省时19h以上。据此

看来，该段路程海上运输具有很大的优势，对辽东半岛和山东半岛的经济发展也有着不

可估量的促进作用。【14J该航线的运量预测见下表： · ：

表1．2运量预测表n5

渤海湾是我国最大的客滚运输市场，又是海上安全事故的高发区。震惊中外的

“ll·24”特大海难就发生在这一海域。目前该运输市场存在的主要问题有：

1、船舶严重老化。据调查，现运营的25条客滚船，船龄最小的15年，最大的40


年，20年以上的超龄船占80％。这些船舶都是从国外购进的二手船，购回后虽然都经

过了多次修理，有些甚至在结构上作了改造或设备更换，但是一些船舶的船体锈蚀、机

械设备陈旧，以至不能正常工作，应急设备如救生和消防设备残缺不全、水密门窗不水

密等一些问题也相当严重。

2、船舶技术资料不全，安全性能无保障。现运营的25条船舶中，只有两条船的资

判齐全，仅占8％，92％的船舶由于资料不全无法判断是否符合要求。据了解，大多数

船舶购进后末按规范要求和实际航区对完整稳性、破舱稳性、总纵强度重新进行校核，

不知是否满足性能要求；救生艇、筏未按航区进行配备，不符合规范要求。

3、消防问题严重。有的船汽车舱不能封闭，旅客可以随意出入、吸烟；船上电器

线路严重老化，有的私自接拉电线，有的使用电热器具，多数照明灯具无防护网、罩或

残缺；各种消防设备的位置标牌、操作说明、按钮标志、安全警示牌、防火控制图、逃

生通道指示等都未翻译成中文，不便于船员、旅客使用；消防设施、器材缺损严重，由

于都是老龄船，有的消防系统先天不足，机舱没有二氧化碳灭火系统，没有应急消防泵，

船上消火栓没有改造，口径与国内靓格不匹配，多数船上没有国际通岸接头或放置不符

合要求，消防员装具大多数不合格，甚至有的根本没有配备消防员装具，有的属淘汰

装具仍在使用。【16】

为了彻底消除老旧客运船舶中潜藏的安全隐患，交通部、国家经贸委、财政部于

2001年3月末发出了“关于实施运输船舶强制报废制度的通知”。根据通知精神，辽宁

省交通厅航管局会同大连市交通局组织实施了这一强制报废行动。据辽宁省航管局负责

人介绍，此次报废的客滚船“天鹅”、“天鹏”、“天鲲”，分属中海客轮公司和旅顺港务

局等单位，总载客数为4670个客位，其中，船龄最长的已近40年。{171

随着我国国民经济持续快速发展和社会主义市场经济的逐步完善和确立，人们对水

上运输工具功能的要求越来越高，人员的消费层次也随之发生了变化。另外随着东北地

区、华北地区高速公路网的建立，为了与未来高速公路网相衔接，辽宁省的海上客运将

会有更大的发展。旅客对优质、快捷、舒适、安全等方面的要求更为迫切。船舶运力结

构将向方便、快捷、舒适、安全的高速客船和旅游船及新型客滚船方向发展。沿海省际

问短距离航线将以发展高速客船、新型客滚船为主。针对目前海上客船公司资金紧张、


运力不足的状况，要充分发挥和调动各方面的积极性，采取集资、入股、融资等方式发

展海上客运；进一步调繁运力结构，对现有老龄(超龄)客滚船，加快对其更新改造步

伐，适应新时期客运市场发展的需要，真正达到方便、快捷、舒适、安全的运输发展目

标。[131

我国从80年代开始研制滚装船型。大连和江南造船厂也曾分别建造过7000t滚装货

船和24000t小轿车运输船，但我国在滚装船的开发方面还远落后于国际上的发展。引人

注目的是，近来国内几家造船厂在东南亚金融危机后常规船型接单比较困难的情况下，

大胆承建了一批出口西北欧的滚装船(详见表卜3)。这表明我国造船业面对日益激烈的

竞争，在继续巩固常规船型出口的同时，正积极向滚装船这一高附加值船型建造市场进

军。【18】

表1．3近期我国几家造船厂承建的一批出口滚装船概况

建造厂船东船型艘数九级载重量f【l

大连瑞典siqsM_ R o／Ro 2+2 DN V 1 z 3 D D

中华瑞典E n目，lro。ⅢR“e“D^_ R o／Ro 11 DDD

金陵瑞典N。rdlc Fo垤¨T{tn m-h R√R。 Z+4 #口，口

荷兰N。rfo；k R o／R o 2 L R 5 7 D 0

广船国际

瑞典Redc rl A B G otl^n d Ro PA X L R


续表l一3

V． L。． t卸 B 丁_ 丁， Dn-1n／Ou口口e o 续航力

f k11} (Ⅷ} (m} fn) (Ⅷ} (Ⅷ’ 【口} f nⅦlIe)

Z] 1’，．)D 1 79 2 D Z，B 6 6 7 5 B 7／I 6 6z

1 8 1 ID SD 2，B ／1 7 4 1 D DD0

2 D 1 63 4S Z D 6 s 0／ 6 0 0D

1 8， l 4Z，D 1】4 D D Z)Z ，0 ，4 7“1 3 1，

Z D B 1 9，D0 2，0

2001年7月，一艘代表中国当今最高造船技术水平的1600m车道高速车客滚装船

在广州广船国际股份有限公司顺利下水。这艘高速客滚船是广船为瑞典格特兰航运公

司建造的。该船入级英国劳氏船级社，设高效首侧推、减摇鳍以及防横倾系统；双机双

桨双高效舵；服务航速达到28．5kn；该船从双层底至上层最顶层共有ll层甲板，其中

第三和第五甲板设有两层汽车甲板，1600m载车车道，如单纯装运小汽车可达2300m车

道。全船设有112间旅客房间，300个床位，1500个座位；顶部第1l甲板设有直升机

起降平台。此外，船上还设有商店、酒吧、．餐厅等公共场所，其内装修的舒适豪华水平

相当于星级酒店的标准。该船舶在性能、操纵性及舒适性方面标准很高，建造技术难度

极大，结构复杂，被列为国家重大技术攻关项目。同时该船造价也很昂贵，是广船有史

以来承接的单船船价最高的船舶，每艘船合同价超过5500万美元。[饽】

我国造船业在2l世纪要在世界造船市场上继续扩大市场份额、提高竞争力、寻求

更大的发展，进军新型滚装船／客滚船这一高附加值船型的建造市场必不可少。近期我国

造船厂承建了一批Ro／Ro船，这才仅仅是开始，将来我国在滚装船／客滚船建造领域的

前景一定非常广阔。

本课题将结合渤海湾客滚运输现状，研究中小型客滚船的总体性能，主要内容有：

1、建立初步设计阶段主尺度及船型系数估算的数学模型；2、建立中小型客滚船主要性

能校核数学模型，包括快速性、稳性和横摇校核：3、进行连烟线客滚运输船型论证；4、


探讨客滚运输中的种种安全措施。

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[181徐田甜，浅谈我国进军世界新型滚装船建造市场，船舶，2000．4

[19l中国船级社主页


第二章中小型客滚船主要要素确定

第一节确定客滚船主要要素的基本步骤【1]

从船舶主尺度确定方法的不同特点来看，可分为两类问题，第一类，影响主尺度确

定的主要因素是船舶的总布置，如集装箱船、滚装船、客船等，称为布置型问题；第二

类，影响主尺度确定的主要因素是载重量，如油船、散货船等，称为排水量型问题。

布置型船舶主尺度确定的一般思路是：首先根据总布置要求初步拟定长、宽及型深

的最小值，然后据尺度比的适宜值对其做适当调整，计算重量，选择吃水，计算方形系

数，调整有关数值，使之相互协调，进行性能校核，如不满足要求，还须调整主尺度。

排水量型船舶主尺度确定的～般思路是：从载重量入手，先选取载重量系数，然后

估算排水量，按适宜尺度比及限制条件等算出主尺度，重力与浮力平衡后进行性能校核，

若满足则结束或进行经济分析，否则修改主尺度重新计算。

在排水量及主尺度确定的最初阶段，一般要对设计船的长、宽、型深、吃水、方形

系数等要素有个初步估计，以作为逐步近似过程的第一次近似值或作为最优化过程的初

始出发点。初始值的产生可采用以下两种方法：

1：母型船修改法、。

分析设计船与母型船在性能要求及限制条件等因素上的区别，确定设计船与母型船

相比的修改方向，确定出设计船的尺度比、方形系数等无因次系数，再考虑到排水量的

变化及可定出主要要素的初始估计值。

2、统计法

根据以往设计建造的船舶，对同型船的相应数据进行统计分析，得出适当的统计公

式或图表，可以用来估计主要要素的初始估计值。

当长、宽、型深、吃水、方形系数初步拟定后，排水量也就确定了，这是从浮力酶

角度说的。另一方面，对应这一组初步拟定的尺度，可以计算出设计船的各项蕈量之和。

最初的浮力和重力不～定相等，因此需要进行平衡，使它们相等。重力与浮力的平衡有

以卜-两种作法：


1、变载重量法

保持浮力不变，也就是保持长、宽、吃水、方形系数不变，改变船舶的载重量，从

而改变重力，使之与浮力达到平衡。当设计船对载重量没有十分严格的要求时，这种作

法是最方便的。本文就将采用这种方法对所论证船型作重力浮力平衡。

2、定载重量法-

改变长、宽、型深、吃水、方形系数等主要要素，则空船重量也相应发生变化，通

过若干此逐步近似，使重力和浮力达到平衡。

第二节中小型客滚船主尺度估算

当要求装载的车辆数和乘客数确定后，客滚船的主尺度就主要由车辆在船上的布置

决定。常规估算方法是先确定车辆数和车辆单元尺度，然后根据车辆沿船长、船宽和型

深方向的排列(即行数、列数、甲板层数)初步拟定出上。、B、D等。

l、船长

已知车辆布置的行数后，可按下述近似公式估算船长：

k乏去M+咖．1)x】式中 K——考虑首尾长度的系数，可取0．9～0．95

m——车辆的行数

f～—单位车辆长度

x——车辆之间的纵向间隙

2、型宽

客滚船的型宽应该是单位车辆宽度的整数倍，再计及货物之间及货物与船舷之问的

间隙，可用下式表示：

B=nb+f”～1)y 4-2c+2A

式中 n——车辆的列数

b——单位车辆宽度

．】5．


Y一一车辆之间的横向间隙c～一车辆与舷侧的间隙

^一一肋骨高度或舷侧纵向水舱的宽度2、型深

该船型型深分干舷甲板(主甲板)和上甲板(最上一层连续甲板)两种型深。型深

应根据甲板层数、双层底高度以及甲板梁挠曲等方面加以确定。12]

这种方法由于直接面向设计对象，因而比较可靠，但不具有普遍意义。本文拟采用

经验公式方法估算，即通过搜集大量实船资料，针对对船舶主尺度有显著影响的参数选

用适当的数学模型进行回归分析，得到符合精度的函数关系式作为经验公式供初步估算

之用。这种方法的精度直接受型船数据和模型形式的影响。

型船均为单体、钢质、单层汽车甲板、总长在39．40m～142．49m范围内的客滚船。

资料详见附录。

基于客滚船是布置型船，显然载车量是影响到主尺度的最显著因素，本文建立了以

载车量Ⅳ。作为自变量的船长估算公式。估算公式及适用范围、判定系数，2、估计值标

准误差sey如表2-1所示。

表2-l船长估算公式

I 公式 L。的范围(m) r 2 sey

l上”=15．18N。。“ 36．60～120．OO O．92 0．11

表2-2船长算例

实船算例误差实船算例误差实船算例误差Nv 20 40 88

Lp衄日55．00 56．72 3．12％80．00 76．94—3．82％105．00 108．85 3．67％

当船长确定后，参照一定的主尺度比即可初步确定型宽和型深。

从另一方面，当载车量、载客量、续航力、自持力确定后，客滚船的载重量也基本


确定了。文献[2]提供了以载重量为自变量的滚装船船长估算公式

LⅣ=67，26+0．1165．DW一0．3248×10一·DW2+O 3114×1 0一”·DW3

本文统计了国内大量在航客滚船的技术资料，得到中小型客滚船以载重量作为自变

量的主尺度统计公式如下：

实船Dw(t)416。13

Lpp(m)59．95

B(m) 15．00

·D(In)4．50

T㈣ 2．60

表2 3主尺度估算公式

公式适用范围(m) ，I sey

三"=5．99DWo 38 35．00-125．OO 0．85 O．17

B=2．53DWo 27 8．OO～23．50 0．84 O．13

D=O．87DWo 27 2．70～8．60 O．87 O．12

T：0．4DWo 33 2．00-5．50 0 90 0．12

表2-4主尺度算例

算确一“÷÷壤差实船 ?靠锄谟差实船算衍误差。 1522．00 3547．00

59．26 —1．16％ 105．00

：12．89—14．05％、18，00

’4．43 —1，49％ 6，50

2．93：12。57％4．51

96．99 —7．62％

18．30 1．65％

6：29 —3．20％

4．49 —0．53％

125．00

23．40

8．60

5．44

133．77

22．99

8．09

5．94

7—02％

1．74％

一5．95％

9，12％

需要指出的是，客滚船自重大，载重量系数较小，因而以载重量作为自变量是否合

理值得商榷，尽管上述模型在数学上比较成功。

如

第三节中小型客滚船船型系数估算

船型系数估算的估算，主要是方形系数的估算。c。一般回归成关于f的线形函数

CB=1．08—1．68F12


本文根据统计资料得出了巴关于f的两个公式，见表2—3。

表2-5方形系数估算公式

公式 r 2 sey

q=一2．88f+1．39 0．48 0．07

上：4一些堕 0 57 0．16C6 f

因为搜集到的有关方形系数的资料有限，以上两式的回归效果均不太理想，初步设

计阶段可参照相应母型船来选取。

第四节中小型客滚船排水量估算

排水量估算主要涉及的是空船重量的估算。在初期设计阶段，空船重量估算通常有

两种方法，载重量系数法和分项估算法。【1J

当设计船的载重量给定时，可用下式粗估空船重量：

LW：D—W(1一叶)．玎．

叼可参考同类船舶的统计值选取，最好是取自相近的母型船。客滚船的载重量系

数比较低，从搜集的资料统计来看，"在O．19～0 40问。

分项估算法，即把空船曩量划分为船体钢料重量、木作舾装重量和机电设备重量三

大部分来估算。

本文给出定载重量和变载重量两种不同设计思路的算法，公式和算例见F表：


表2—6空船重量及排水量估算公式

公式 LW的范围(t) ，Z sey

LW：6 69D形o” 427．86～6500．00 0．89 O．37

定载重量 A=LW‘DW

LW=0．44Lppl 75B+o 35D1“C^156

427．86～6500．OO 0．99 O．18

变载重量 A 2 1．025L"BTCb

实船DW(0 416．13

LW(t)1019．19

△(1)1435．31

表2—7定载重量法算例

。算例误差实船1522．00

998．59．-2．02％2792．00

1414．72 一1．43％4314．00

算锄误差二塞船算例3547．00

2929．75：4．93％6500．00 5913．04

4451．75’3．19％10047．00 9460．04

表2-8变载重量法算例

实船。算例一，误差实船Lpp(m)55．00 105．00

B(1n) 13．00 1 18．OO

D(m) 4．60 ： 6．50

T(In) 2．80 ：4．51

Cb 0．565 0．493

LW‘(t)695．00 713．71 2．69％2792．00

算例

误差

一9．03％

～5．84％

误差实船算例误差：125．00

“ Ⅳ 一”

j

23．40

8．60

5．44

O．616M

2608．36 —6．58％6500．00 6800．70 4．63％

如前文所述，该船型型深分干舷甲板(主甲板)和上甲板(最上一层连续甲板)两

种型深，资料中显示的型深多为干舷甲板型深，并未计入车辆舱高度，而该船型干舷甲

板以上部分在空船重量中还占有相当的比例，因此以干舷甲板型深作为估算空船重量的

自变量之一是否合理值得商榷。

参考文献

【1】船舶设计原理，李树范，纪卓尚，王世连，大连理工大学出版社，1988

[2】运输船舶可行性分析，李树范，大连理工大学出版社，1990

．19．


第三章中小型客滚船主要性能校核

第一节快速性校核

快速性校核实质就是航速预报或主机功率估算。其目的是1)初步估算设计船在给

定主机情况下的航速；2)或初步确定在所要求航速下需要的主机功率。

目前，确定设计船有效功率的最可靠的方法仍然是船模拖曳试验，因此一般船舶设

计中如要比较有把握地确定其有效功率，除非常用成熟的系列试验资料，否则船模阻力

试验是必不可少的。但是在设计的最初阶段，一般需对多种尺度方案的航速进行分析比

较，如每个方案都做船模试验，是很难办到的，经济上浪费太大，时间上也不允许，所

以此时船舶的有效功率一般是用近似方法估算。【1】这类方法有以下几种：

1、海军部常数法

船舶主机功率BHP、排水量△、航速v三者的关系式为

BHP：坚∑C

式中 C——海军部常数，取自相近母型。c⋯Co ／土0 2／3p03BH氏

此方法优点是简便，缺点是考虑因素过少，比较粗糙，因而误差也较大。

2、经验公式

这种公式是针对某种船型的统计资料分析归纳而得出的，有一定的使用局限性。121

本文在海军部常数法的基础上，建立了根据排水量和航速估算主机功率的统计公

式，如下表所示：

表3-1主机功率估算公式

公式 BHP的范围(kw) ，2 sey

剧_P=O．043△o”v2。8 257_25～11520．00 0 93 0．28


表3-2功率算例

实船算刚误差实船算例误差实船△(t) 1159．00 1245．99 3239．00

油1) 13．58 12．55 21．40BHe(kw)1080．00 1103．66 2．19％882．00 983．20 11．47％5733．00

第二节稳性和横摇校核

算例误差

5658．54 —1．30％

运输船舶稳性对安全性和使用性能均有重要影响，也是一项重要技术性能。船舶稳

性规范和有关公约，从保证安全角度，对初稳性高度、稳性衡准、稳性曲线特性都有规

定，这些规定是必须要达到的，因此也是评价运输船稳性的最基本准则。此外，选择初

稳性高度要注意横摇和缓性，初稳性高度过大，则造成横摇周期过短，不仅影响船舶安

全，还会使乘员晕船。文献【2】对客船和滚装船的初稳性高分别有以下建议：

客船：GM s(竽)2，_|}约为o，80～o．87。

滚装船：GM>0．3m。

在设计方案选择阶段，一般只预报初稳性。初稳性高度由下式表示：

GM：KB+BM—KG啪 ?

式fp KB川言一是)【31cv=厄一0．025让1

BA彳= 塑：!!!垒二!．旦!Z!!～B2 f41C口T

KG=cD，C取自相近型船。

横摇周期可用下式计算：

To=0．58，。IB2+G4吖KG2：m当船舶横摇周期五与波浪周期瓦处于下式关系时船舶将产生偕摇


TO=(0,7-1．3)州"“，，犀口式中咒为波浪周期，_；L为波长，沿海波长多在60～80m。

当瓦，9．0s时沿海客船发生谐摇的机会较少。

参考文献

[1]船舶设计原理，李树范，纪卓尚，王世连，大连理工大学出版社， 1988

[2】运输船舶口，行性分析，李树范，大连理工大学出版社，1990

【3]船舶设计——关于效率与经济性，H．SCHNEEKLUTH，上海交通大学出版，1989

【4]运输船舶船型技术经济论证方法，张德洪，人民交通出版社，1980

．，’．一


第四章连烟线客滚运输船型论证

第一节航线分析及论证方案的设立

大连港位于北纬38。55’44”，东经121。39’17”，年平均气温lO，44 c，七月份气温

最高，月平均为23．5。c。一月份气温最低，月平均为零F 5,9。C。全年以北及西北风

最强，次数最多。春、夏季以南风居多，冬季以北风及西北风最强。每年入春以后，雾

逐渐增加。多发生在早晨。七月份雾最多，持续时间长，对船舶出入稍有影响。九月份

以后很少有雾。本港每年冰冻期为一月初至三月初，港区有的年份可有部分结冰，约为

六十天，结冰厚度为五至二十毫米，对船舶航行靠泊无影响。潮汐属半日潮混合型。历

年最高潮位4．6米，最低潮位O．66米，平均潮位2．14米，平均海面1．63米。大港区航

道底为淤泥，设计水深为一10米，航道宽度270米，长度2500米，吃水在10米左右的

船舶可随时进出。甘井子航道底为淤泥，设计水深一9米。原油码头航道为天然航道，水

深一17．5米。大窑湾港航道为天然航道，水深一10．7米，宽210米。大连湾码头航道为天

然航道，水深一9．5米，宽100米。全港共有防波堤9座，总长7000米。其中大港区的

东、西、北三面有防波堤环抱，东口门宽度360余米，外国籍船舶主要在东口门进出港

。口。客滚船主要停泊大港区、香炉礁港区和大连湾港区。港口区域如下图。Ⅲ


图4-1大连港港151区域

烟台港位于山东半岛北侧芝罘湾内，属黄海，西l临渤海湾口，隔海与辽东半岛相望。

芝罘湾口朝东，为“U”形半开口式海湾，北部和东部有芝罘岛和崆峒岛拱持，形成天

然屏障，港区南部以烟台市区为依托。芝罘湾水深域阔不冻不淤，是一天然良港。烟台

港地理坐标：北纬37。32’48”，东经121。23’55”。潮汐性质属于正规半日潮。历年最高潮

位3．36m；历年最低潮位．0，87inj平均高潮位2．29m，平均低潮位o 66m,≮平均潮差1．64m：

最大潮差2．88m，最小潮差O．33m；平均海面1．45m。年均气温12．5。c。8月最高，最

高曾达38。C，1月最低，月平均．1．9。C，最低曾至．13．1。c。春季多西南风，夏季多

东南及西南风，秋冬两季多西南至西北风。全年以西南风最多，频率均为10％；静风频

率为12％，强风向为S风，瞬时最大风速为33 5M／S，风向S、7级以上大风的平均天

数为1_31天。芝罘湾外海的常浪向为NW，频率为7．4％；强浪向为NNW，最大波高

为4m。两港池北口门处常浪向为NW，频率为6．7％，强浪向为NE向，最大波高为

2．6m。无浪频率占69．23％。总的特点是波高小，周期短，波高超过1，5m的仅占O．2％。

1月中旬至2月中旬，海面偶尔结冰，冰薄、时短无碍航行。客运码头分布在烟台港、

烟台地方港和烟台救捞局港。烟台港共有7个客运泊位，可停泊客货班轮和客滚班轮，

由窖运总公司负责经营管理，年旅客进出口量达300余万人次。年货运吞吐量470多万

一——————————————————■i■—————————————————一

大连理工大学硕上学位论文

吨，滚装车辆20余万辆。烟台地方港1998年旅客发送量为442745人次。烟台救捞局

港年发送旅客80万人次，旅游旺季目发送旅客3000人次。港口位置如下图。【21

图4．2烟台港港口位置

目前每天有15艘船航行于大连和烟台之间，其中包括2艘普通客船、4艘高速船、

9艘客滚船。客滚船普遍为钢质、双机、双浆、双舵、螺旋桨推进，航速在15-21kn之

间。该航磊上客：、货源充足，每天约需运载旅客5600人。[3】柜据港口条件，参照连烟线

在航主流船型，初定以下四种船型。其中装载量、总布置、主尺度和方形系数取自母型

船，排水量的计算方法详见第二章，除主尺度较小的一个方案外，航速均拟定为18kn。

方案编号

载车载客船员

“kn)

Lpp(m)

B(In)

D(1n)

T(n1)

Fr

Cb

LW(t)

△(t)

DW(t)

表4-1方案设立

J

40

360

36

17．00

80．00

14．50

5．50

3．70

0．30

O．57

1729．26

2507．60

778。34

88

450

36

18．00

105，OO

‘18．OO

6．50

4．5l

0．28

O．50

2666．36

4368．50

1702．14

100

1000

81

18．OO

118。00

20．30

7．20

5．30

0．26

O．60

4818．93

7807．8l

2988．88

第二节主要性能校核

75

1500

89

18．OO

t20．00

21．00

7．60

5．60

O．26

O 60

5295．59

8678．88

3383．29

有关项目的计算方法及稳性、横摇标准详见第三章。重心高度KG参照母型船取为

1．1D。

一26．

方案编号

Lpp(m)

B(H1)

D(m)

T(m)Cb

Fr

△(t)

v(kn)

BHP(kw)

Cw

KB(m)

BM(m)

KG(m)

GM(m)

乃(s)(kBfrs)“2

聪s)

表4-2主要性能校核

80．00

14．50

5．50

3．70

O．57

O．30

2507．60

17．OO

2953．28

0．73

2．12

4．62

6．05

0．69

13．19

0．87

6．69

105．00

18．00

6．50

4．51

0 50

0．28

4368，50

18．00

4824．56

0．68

2．66

5．78

7．15

l 28

11．77

1．69

6 69

118．00

20．30

7．20

5，30

O．60

O 26

7807 8l

i8．00

7119．18

O．75

3．00

6．33

7 92

l 41

12 56

1．89

6．69

4

120 00

21．00

7．60

5．60

O．60

O．26

8678．88

18．OO

7641．98

0．75

3．17

6．41

8．36

1．22

14 07

1．61

6．69

从计算结果来看，以上四种船型在初稳性高度及避谐摇方面都能满足沿海客滚船的

要求。

第三节经济性分析

1、评价指标

设如下评价指标：净现值NPV，净现值指数NPVI，内部收益率1RR，单船投资P。

2、航线参数

航距89rim，车辆运费平均为500元／车，乘客票价平均为100元，人。

3、运营经济参数【3】【4】

航次时间：方案】取11h，其余方案取10h。

年运营天数：330d。

年航次数：按一天一个往返，即为330个航次。

．27


船舶使用年限：20年。

残值：】O％P。

折旧费：3％P。

修理费：3．5％P。

保险费：I％P。

册员工资：5万／人．Y。

主机燃油价格：820元／t。151

燃料费：主、辅机按7：3计算。

润料费：按燃料费的10％计算。

港口费：3000元／航次。

其它费用：占总成本的15％左右。

贷款利率：8％。

．，R．


方案编号

载车

载客

船员

v(kn)

BHP(kw)

航线距离LOam)

航次时间t⑩年航次数船价P(万元)

折旧费(万元)

修理费(万元)

保险费(万元)

与船价有关费用S1(万元)

船员工资(万元／人．y)

船员费用s2(万元)

燃料价格p(元／t)

徊耗(眺w．h)燃料费(万元／y)

润料费(万元／y)

燃润料费用S3(万元)

港口费S4(万元)年度总成本S(万元)

车辆运费(元／车)

乘客票价(元／人)

年收入B(万元)

年营运费用Y(万元)

年收益A(万元)

年利润AC(万元)贷款利率《％)

船舶使用年限n

残值△P(万元)

最大船价(万元)

表4-3最大船价估算

1

40

360

36

17．00

2953．28

89

1l

330

P1

3％P1

3．5％Pl

1％Pl

7．5％Pl

5

180

820

175

220

22

242

99

f7．5％P1+521)／0．85500

100

3696

f7．5％P1+521)／0，85—3％P1

3696一f7．5％P 1+52 D／O．85+3％P 1

3696一(7．5％P 1+52 1)／0．85

8

20．00

10％P1

19527

2

88

450

36

18．00

4824．56

89。

10

330

P2

3％P2

3．5％P2

1％P2

7．5％P2

5

180

820

175

326

33

359

99

(7．5％P2+638)／0．85500

lOO

5874

f7．5％P2+638)／0 85—3％P2

5874一(7．5％P2+638)／0．85+3％P2

5874一r7．5％P2+638)／0．858

20．00

lO％P2

32447

．29


方案编号

载车

载客船员

v(kn)

BHP(kw)

航线距离L(nm)

航次时间tfh)

年航次数船价P(万元)

折旧费(万元)

修理费(万元)

保险费(万元)

与船价有关费用Sl(万元)

船员工资(万元，人．Y)

船员费用S2(万元)

燃料价格p(元／t)

100

1000

81

18．00

7119．18

89

10

330

P3

3％P3

3．5％P3

1％P3

7．5％P3

405

820

油耗(g／kw．h) l 75

燃料费(万元／y)482

润料费(万元／y) 48

燃润料费用S3(万元) 530

港口费S4(万元) 眄

年度总成本s(万元) (7．5％P4+1034)／0．85车辆运费(元库) 500乘客票价(元／人) 100

年收入B(万元) 9900

年营运费用Y(万元) (7．5％P3+1034)／o，85—3％P3

年收益A(万元) 9900一(7．5％P3+1034)／0．85+3％P3

年利润AC(万元) 9900-(7，5％P3+1034)／0．85

贷款利率《％) 8

船舶使用年限n 20

残值△P(万元) 10％P3

最大船价(万元),54996

令P=A(尸／A，f％，")+AJp·(P／F，i％，")

P=A·(P／A，8％，20)+10％P(尸／F，8％，20)

P=A．9．8181+10％P．0．2145

续表4—3

4

75

1500

89

18．00

7641．98‘

89

10

330

P4

3％P4

3 5％P4

1％P4

7．5％P4

5

445

820

175

517

52

569

99

(≯5％P3+I 1 1 3)／0．85· 500

100

12375

(7．5％P3+1 1 1 3)／0．85—3％P4

12375-(7．5％P3+1 1 13)／o．85+3％P4

12375-(7．5％P3+l 1 1 3)／0．85

8

20

10％P4

70082

—30．

即可求得允许最大的投资额(最大船价)。只要船价不超过这个数字企业就可盈利。

以此船价为基础，比较以上四个方案的经济效益：

表4．4经济效益比较

方案编号 l 2 3 4

载车 40 88 i00 75

载客 360 450 i000 1500

v(kn) 17．00 18．OO 18．00 18．00

航次时间t(11) 1l lO 10 lO

最大船价(万元) 19527；32447 54996 70082

船价P(万元) l 8000 30000 50000 55000

年度总成本s(万元) 2201 3398 5628 61 62

年收入B(万元) 3696 5874 9900 1 2375

年营运费用Y(万元) 1661 2498 4128 4512

年收益A(万元) ．2035 3376 5772 7863

年利润AC(万元) ，1495 2476 4272：621 3

贷款利率i％) 8 ：8 8 8

船舶使用年限n 20．00 20．00 20 20

残值AP(万元) 1 800 3000 5000 5500NPV 2364-3793 7740 23376”w⋯ ” ～

。NPVl 0．13 0．13 0．15 0．43

I硒《脚 9．7 9．6 10．0 ．13．，

从以上几个经济指标来看，方案1、2、3的效益差不多，取舍主要看企业允许的最

大投资额。方案4效益最优，可见只要投资能力允许，投入较大的船将获得更大的收益。

但由于其载客量特大，运输收入能否达到预期值还有待进一步的市场调研。

针对方案2作敏感性分析，分别变动运费、燃油价格和船价，结果如下：


100％

船价P(万元) 30000

燃润料费用S3(万元)359

年度总成本s(万元) 3398

年收入B(万元) 5874

年营运费用Y(万元) 2498

年收益A(万元) 3376

年利润AC(万元) 2476

贷款利率《％)8

船舶使用年限n 20．00

残值AP(万元) 、3000

NPV3793

变动

IRR(％)9．6

变动

表4-5方案2敏感性分析

f P

90％ 110％ 120％ 90％ 150％ 200％

30000 30000 30000 30000 30000 30000

359 359 359 323 539 718

3398 3398 3398 3355 3609 3820

5287 646l 7049 5874 5874 5874

2498 2498 2498 2455 2709 2920

2789 3964 455l 3419 3165 2954

1889 3064 365l 2519 2265 2054

8 8 8 8 8 8

20，OO 20，OO 20．00 20，OO 20．00 20．OO

3000 3000 3000 3000 3000 3000

—1974 9560 15327 4208 1 720 -354

—152．1％ 152．1％304．1％：10．9％一54．7％1—109．3％

7．1 12．0 14．3 9．8 8．8 7．9

—26．0％ 25．O％ 49．O％r 2．1％一8．3％一17．7％

续表4—5

100％一一P，。．

80％：90％ 110％

船价P(万元) 30000 24000 27000 33000

燃润料费用S3(万元)359 359 359 359

年度总成本s(万元) 3398 2868 3 133 3662

年收入B(万元) 5874 5874 5874 5874

年营运费用Y(万元)2498 2148 2323 2672

年收益A(万元) 3376 3726 355 1 3202

年利润AC(万元) 2476 3006 2741 2212

贷款利率《％)8 8 8 8

船舶使用年限11 20 00 20．00 20．00 20．00

残值△P(万元) 3000 2400 2700 3300

NPV3793 1 3095 8444 —858

变动245．2％122．6％一122．6％

IRR(％、9·6 14t7 11 9 7～

变动 53．1％ 24 0％一17．7％

．32-


表4-6各因素影响比较

f

lO％ 10％ 20％

NPV 152．1％152．1％304．1％

I础t(％)一26．O％25．O％49．O％

D

10％ 50％

10．9％一54．7％

2．1％一8．3％

P

100％一20％ lO％ 10％

一109．3％245．2％122．6％--122．6％

一17．7％23．8％24．0％一17．7％

从上表可看出，运费对经济性的影响最大，其次是船价，燃油价格的影响不太显著。

图4．3各因素对净现值的影响

20000广——丁一一—]广TT厂—T]-s。。。卜—} _7广_r广一f]—一NPV(万元)10000 f—。卜 ≠-一}+_r—r删{—J{～‘(万元) l、、每最_』j十1 l羔5000 『———1——=≥，

咖。：eb出oil26％l生％1出％l出％丑％22|0％

图4．3各因素对内部收益率的影响

10．U

14．0 一再一—斗—— 一『¨_113．O

／I

————F～’{I———7L_r r——

12．0，

——，一1_—r—一IRR(％)li．0

／

10．O／一十～I E～—一——

9．O i二=1=～k一一8．O

＼～、：#一———‘‘’L一‘—_L——

f．U

60％80％100％120％140％160％180％200％220％

从以上两图可看出，只要运费下调不超过7％，船价上涨不超过9％，燃油价格上

涨不超过92％，企业就可盈利。需要指出的是，一般船型论证中航速也应视为变量，本


文考虑到客船对快速性要求较高，且该航线竞争激烈，目前主流船型航速均在18kn左

右，单程5h左右比较合理，因此没有作航速的敏感性分析。

参考文献

[1】大连港务局主页

[2】烟台港务局主页

[3t5K1虽良，渤海海峡客货滚装船运输，造船技术，1997．6

[4】船舶设计原理，李树范，纪卓尚，王世连，大连理工大学出版社，1988

[5】Fairplay，1999Jan．——Apr

34_ ●


第五章客滚船安全运输措施探讨

1995年，IMO成立了专家委员会，具体负责对客滚船的各方面安全性进行评估。根

据近年来的事故统计和经验，有60多个问题提交专家委员会讨论。主要问题包括：(1)

完整稳性和破损稳性；(2)汽车甲板浸水时的潜在危险及其预防措施；(3)人为凶素和潜

在人的疏忽，包括水密门的关闭和汽车的系固；(4)旅客与船上安全系统，救生设备的有

效性，搜索和救助的有效性；(5)应急部署，包括估计形势需要的信息和有效控制紧急情

况；(6)客滚船船员需要的特殊培训和特殊要求；(7)通讯，包括船上内部和船与外部的

通讯等等。由此可见，客滚船的潜在危险涉及范围相当广泛，但并不是所有因素都会造

成严重的后果。因此，在分析过程中，注意力主要集中在那些在一定时期内经常发生的

和(或)后果严重的危险因素。

根据设计人员、操作人员和管理人员的经验，以及以往的资料，营运中的客滚船可

能发生的主要危险包括：(1)失火，包括汽车甲板、机舱、旅客房间等；(2)碰撞，包括

与其它大船碰撞和与小船碰撞；(3)搁浅，包括触礁；(4)大风浪中航行发生事故；(5)人

为因素；(61设备故障等等。⋯

为了保证客滚船的安全性，文献【2】提出了下列技术措施：

(1)干舷和船宽比对破损后的GZ曲线影响较大，应适当增加千舷及甲板浸水角和储

备浮力，从而改善船舶完整稳性和破舱稳性；

(2)双层底横向加密分舱，减少自由液面对稳性的影响：

(3)加宽舷边舱，并合理分舱，上层建筑适当保持水密，以使在车辆进水后还能漂

浮～。段时间，从而增加浮力。英国提出这些加大的舷边舱可用于作为居住处所，甚至可

以装运汽车，这种设计不必增加船舶尺度，可以节省建造成本和经营成本；

(4)客滚船需要把上船的车辆进行严格的绑扎和加固，应该有一套比现行规范更加

完善的绑扎方案，船员应该具有特殊的专业技能。

再者，从客滚船安全角度上，还可以有以下的一些改进设想：

(1)装置舷旁保护设施，即加强舷部结构，或者采用气胀式保护，后者在紧急情况

下叫进行充气，以增加浮力，改善稳性及不沉性，但前提条件是动力装置能正常工作。


(2)载车辆甲板上设置横向舱壁，以阻止浸水蔓延，可是这样却减少了车辆甲板的

使用效率和装卸的方便性，为了解决这个问题，可以设置装卸车辆时能够收拢在舷侧的

横向隔板，装卸完毕后再将其拉出成为水密的横向舱壁。这种改进可以提高船舶的不沉

性：，且不影响装卸；但是这样又加大了亏舱，而且需要一定的投资，工艺复杂，有一定

的操作难度。

(3)将车辆甲板设计成带孔形状，水浸入后通过这些孔流至下层，受损船舶下沉而

不沉底，可保持稳定；但这样做会给旅客带来不便。

文献[3】从电气设计的角度谈到了以下措施：

货舱通风要求高，每小时的换气量要求达20次(有些船东要求30次)，所以风机

功率要比一般货船大得多。因货舱有车辆进出，车辆排出的大量废气，还有车辆泄漏的

燃油，这些易燃气体必须即时排放。SOLAS公约要求安装在排气通风导管内的电气设

备及电线要防爆型，即风机马达要防爆型，其防爆等级为IICT4。

由于滚装船多为通舱，破舱危险性大，对分隔装货处所水密舱壁的水密门及通向滚

装甲板以下处所的车辆坡道开口关闭情况都要求在驾驶室有自动指示和报警装置。对于

客滚船还应装备水渗漏检测系统，检测可能通过内外首门、尾门或其它任何舷门的任何

水渗漏。

对于客滚船要设电视监视系统，在航行途中不断巡视或监控滚装装货处所在恶劣海

况下车辆的移动和未经允许而进入这些处所的乘客。

按IMO安全导则规定，客滚船还要有直升飞机平台，需要配置无线电信标。

中国船级社针对客滚船安全检查和评估中发现的该类船舶在滚装装货处所压力水

雾灭火系统方面存在的技术问题，参照国际海事组织A．123(V)决议的有关规定，兼

顾实施中可能遇到的问题，特制订通函，该通函可以作为确定现有客滚船滚装装货处所

压力水雾灭火系统适用性的基本依据。【4l

2001年9月，我国政府规定：涉及人命安全的客运、客滚船必须安装船舶数据自

动已录仪(VDR)。这项规定在时间上比国际海事组织(IMO)早了一年，从安装的船只种

类、范嗣来说，比1MO的规定更广。151

为加强渤海湾客滚船安全运输，有关部门还应做好以下几项管理工作：


1、建立规范的运输市场

建立规范的运输市场是加强管理的前提和必要条件。据调查，渤海湾客运市场放开

后，各航运公司从业的基础条件不一，船舶、码头的技术标准和设备、设施要求不，

票价构成不一，经营行为规范不～，管理工作的松严程度不一，公司的经营自主权不‘，

客观上使得那些低价购进超龄船、设备不齐全而且不及时进行维修改造、靠临时短期租

聘船员、租用简易码头、长期超载运输、放纵危险品查堵、拉回扣抵消国家税费的企业，

往往在不公平的竞争中更有“优势”，而正规化管理的企业反而竞争不过非法经营的企

业，这是不正常的。为此，应制定渤海湾客运市场管理的有关规定，对从业条件、经营

行为规范、管理要求、公司售票自主权、票价构成、服务质量、违规处罚做出具体的规

定，形成规范的市场框架，保护合法经营，遏制不正当竞争。

2、严把船舶技术检验标准关

船舶技术状况先天不足是安全的最大隐患。国际海事组织(IMO)高度重视客滚船

的安全问题，并正在酝酿采取更为严格的限制措施。船检部门应对渤海湾现运营的客滚

船普遍进行一次技术审核，应按适航、暂可航行但需限期解决、解决后方可航行和停止

使用四个档次分别处理。【6】

参考文献

【1]于洋，洪碧光，滚装客船营运安全性评价，大连海事大学学报，2000．5

[21t青春，滚装船发展前景及安全性，世界海运，2000．4

【3]张灼端，滚装船电气设计特点，广船科技，1999．1

[4]中国船级社主页，2000，9．14

【5】中国船级社主页，2001．9．7

[6】郝喜兰，渤海湾客滚船安全运输管理浅柝，交通标准化，1996．4


第六章总结与展望

本文在参阅国内外大量客滚运输资料的基础上，提出了在船舶设计初期用于主尺度

确定、排水量估算和主要性能校核的一些可行的算法，着重论证了连烟线客滚运输船型，

并就客滚运输的安全措施方面进行了讨论。因为研究方向的关系，本文并未涉及该船型

的强度和振动校核，实际上这在客滚船的设计中也是必须要考虑的。此外，在论文的构

思阶段，我曾经有过一个理想化的设想，就是在连烟线上引入高速客滚船，采用国际上

流行的喷水推进装置，航速在35kn左右，这样全程可控制在2～3h，这对广大乘客和车

主必将产生较大的吸引力。可随着论证工作的深入这种方案基本上就被否定了，主要原

因是高性能所产生的高成本以及随之必然带来的高运费已经超出了现阶段企业和消费

者的承受能力。然而，水上客运高速化是大势所趋，大众化客滚运输的提速也势在必行，

可以预见的是，随着我国加入WTO和经济的发展，世界客滚运输主流船型进入我国水

上客运市场已为期不远。如果可能的话，我十分有兴趣在将来的工作中延续本课题，继

续做高速客滚船进入我国典型航线的可行性分析。

本文写作过程中得到了船舶系各位老师和同学的热情帮助，在此一并致谢1

2002．3

垫銎壁塑些丝塑二——————一附录：型船资料

船名

航线

Loa(m)

Lpp(m)

B(m)

D(m)

T(m) ，

DW(t)

车

乘客船员 r

燃油容量(r矿3)淡水容量(np3)

压载舱(、rrp3) ；vf『kn)

续航力(㈨ j

主机

耗油(kg／h)

发电柴油机

应急发电机

湄州湾车客渡船

湄州湾内岛屿问39．40

35．00

9．40

3．20

2．000

120+00

8(东风型大客车)360

7．50

750

6135ZCa。B4．5 X2

：MCR2 x 115．4kwx600r／m

．CSR2 x 103．9kwX r／m

， 54．17

40kwX2

舟山岛屿车客渡船 20车海上车客渡船

4l 60

36．60

9．00

3．30

2．400

460．00

10(50

214

64．00

25．00

30．OO

12～13

2000

6300ZC X2

2 X441kwX400r／m

50kwX2

45．60

11．00

4．00

2．400

250．00

20(1 2人客车)

210

35．00

40．00

200．00

lO．OO

2000

N1’A-855—1—1 X2

2 X265kwX 1950rim

140kwX2

24kwXl

．39—


船名

所属公司

航线

产地

竣工年份

Loa(m)Lpp(m)BfInl

D(m)

T(m)

△(t)

LW(t)

DW(t)

车

乘客船员

“kn)

主机

大长山1

大长山航运公司皮口．大长山

大连湾造船厂1999

45．86

39，86

&00

2．70

2．000

526．40

427．86

98．54

5(50

358

10．00

6170 X2

～3iOps发电柴油机应急发电机

12车／400客岛际车渡船小型客车渡船汇海号

47．00

42．00

11．20

3．80

2．600

647．5l

12

400

12．91

600kw／750rpm X 2

岛屿间

52．50

12．00

4．30

2．600

华南海域中国1989

53．70

】1．60

4．OO

2．800

5(8t书车)01" ．40

10(小汽车)300 400

15

14．OO 13．70

滕曼600kwxz75kwX2

75kwXI

一40．一～


船名 22车海上车客渡船信93号所属公司航线华南海域产地日本竣工年份 1979Loa(m) 58．00 58．00

Lpp(m) 55．00

B(m) 12．60 14．50

Dfm)4．20 4．00

T(m) 2．500 3．090

△(t)

LW(t)。

DW(t)车

‘

22(50 30

乘客 259 100船员 22燃油容量(np31： 35．00

淡水容量(rⅡ^3) 20．00

压载舱(np3) 100．00

v(kn) j 13．00 14．00

续航力(k11) ： 1000

主机

耗油o(鲁恸

发电柴油机应急发电机

6300ZC X2

2 x 552kwx 500r／m955kwx2

中崇线车客两用渡船

上海石洞口一崇明新开河

59．13

55．OO

13．00

4．60

2．800

1159．OO

695．00

464．00

20(50

370

83．80

53．80

427．40

13．58

3300

MAN 6L20／27 x2

MCR 2 X 600kwX 1000r／m

CSR2 X540kwX r／m

225．00

64kwX 3

lkw

海口1号

海口市航运公司海口一海安

59．80

56．40

11．80

3．95

2．450

1051．10

2l

250

12．75

63ZC X2

441kw／400rpmX 2

4-l一


船名所属公司航线Loa(m)

Lpp(m)B(m)

D(m)

T(m)

△(t)

LW(t)

DW(t)孟：

乘客船员淡水容量(m“31

v(kn)

续航力㈣

主机

耗油(k幽发电柴油机

青黄线车客两用渡船紫荆壹号 30车／300客海峡渡轮

青岛～黄岛59．90

56．OO

13．00

4．20

2．700．

300．00

22(50307

10．50

2600

湛江航运公司(集团)琼州海峡64．70

59．95

15，OO

4．50

2．600

1435 31

1019．19

416．13

30(50300

90

40．00

12．OO

64．75

59．95

15．OO

4，50

2．600

1519．70

30

300

12．OO

6300C x2

MCR2 X294kwx400r／m 816ps X2 600kw／1000rpmx2CSR2 X265kwx 379r／m

125．OO

90kWx2

———————————————————ir—————————————————～


船名

航线产地Loafml

Lpp(m)B(m)

D(m)

T(m)

△(t)

LW(t)DW(t)坌

琼州海峡车客两用渡船海H2／3号 25车海上车客渡船银河王子

海口一海安大连一烟台日本

65．56 65．80 66．00 142．49

60．00

11．60

4．00

2，500

1070．00

670．00

400．00

23(50载车限高㈤载车限宽(m)乘客 300船员燃油容量(Ⅱr、3)80．00

淡水容量(rrr“3) 60．00

压载舱(I矿3) 380．00

v(kn) 12．20

续航力(kn) ． 51006300 ZC左右各一台

主机 №‰篙hxCSR2 X397kwX386r／m

耗油(1舭) 270．8"3发电柴油机 90kwX2

62．40

11．80

3．95

2．450

1245．99

12．55

13．10

4．20

2 200

260．00

25(50

226

35．00

20．00

100．OO

lO．00

1000

23．50

730

5．500

2751．90

110(804．2

3．6

768

19．OO

441kw／400rpmx2 4舞8M’1姒“．5735kwkw／900romX2 x 2441 ．～

62．5kwX2

—43．


船名

所属公司

航线

产地竣工年份Loa(m)

Lpp(m)B(m)

D(rn)

’“m)

△(t)

LW(t)

t

北部湾l／2号鲁胶三号中海1号

北海海运总公司北海一海口沙田一洋浦武昌造船厂

1994

67．60

59．90

15．70

4．70

旅顺一蓬莱华南海域

68．OO

3．280 3．400

1610．00

日本1971

69．57

14．70

4．60

3．620

辽旅渡7(9)大连渤海轮船公司

旅顺一蓬莱

日本三菱重工下关造船所1979

71．57

65．00

13．60

4．80

3 500

1942．80

1921．2(空载)35(50

-I-。

25(50 32 14(12．0m x 2．50m1

5(小汽车)载车限高(m)4．2

乘客400 250 400船员 20

v(kn) 13．50 j 14．130 14．00

续航力(kn) 2400

7t机

6L20／27 X2 ．

MCR2 X600kwX 4000psX2 1172kwX2

1000r／m z

耗油(kgh) ⋯29越0⋯07

发电柴油机 90kwX2

应急发电机 24kwX 1

206

30

6DLM．32L

l 543．50kW 580r／rain

6DLM一32

1 543，50kW 580r／mkt

————————————————■石■—————————————————一．4d一


船名

所属公司航线产地竣工年份Loa(m)

Nm)

嘶n)T(m)

DW(t)jr

辽旅渡2

大连旅顺船务总公司旅顺-蓬莱

日本1985

71_57

12．40

4．80‘

乘客船员燃油容量(IH^3)淡水容量(np3)

压载舱(ITf、3)v(h1)

辽旅渡6

大连旅顺船务总公司旅顺．蓬莱

日本1979

71．57

13．60

4．80

鹏程3号40车海上车客渡船

华南水域日本1975

80．86

14，00

4．80

3．800

27

537

18．OO

主机 21396psx2 21544psx2 1176kwx4

84．00

15．OO

5．50

3．800

750．00

41(50

58

70．00

100，00

350．OO

lOorl3

6300ZC x2

496kw／500rpmX 2

of

6320ZCx2

993kw／428rpmx2

-45．


船名所属公司航线产地竣工年份l_oa(m)

Lpp(m)

B(m)

D㈤硒p△(O

DW(t)

靠

乘客船员v(kn)

续航力0m)

主机

耗油∞多h)发电柴油机应急发电机

渡6 金山—镇海车客两用渡船新空港l号金山—镇海45车渡船

大i§烟台日本1976

85．92

15，00

5．60

4．224

34

7印

金山—镇海

87．50

80．00

14．80

5．50

3．700

900．00

韩国大宝海运公司仁川港～新机场

镇江船厂1997

92．20

18．OO

3．50

2-3眈．60

金IIf—镇海

95．50

84．OO

17．00

4．40

2．500

2120．oo

55(轿车)40(5咔车) +45(5t-阵)

18．oo 14．20

1500

28(1501100

15

416

37

15．oo

2000

G6300ZC 6BXl+

-s4。hx4 l眦篡要i甚：麓。咖KAT，s—MO xz 12Ⅵ毗7(篙脚扭1CSR2 X 873，5kwx413r／m

366．67

90kwX2

40kwXl

～·46—


船名

所属公司

航线

产地竣工年份L0a(m)

Lpp(m)

B㈣D(m)

T(m)

△(t)

LW(t)

DW(t)

车

载车限高(m)载车限宽㈣

天鹰

中海客轮有限公司大连一烟台

意大利1979

101．65

92．00

17．80

ll，5l

4．691

4543，00

3455-30

1087．70

106m滚装车客渡船兴鲁

MERAK——BAKAVHBNT

106．30

97．20

20．20

6．OO

4．500

1700．00

小汽车96(IⅡ甲板)+

卡车42(II甲板)

黍亳。．～图船员 t

燃油容量(nr3)淡水容量(np3) 255．00

重／轻柴油储量(nT~3) 120v(kn)

主机。，魄12：慧：釜：发电柴油机应急发电机

大连．烟台日本1979

113．18

20．10

5。55

4．120

70

1500 360

37

250．00

170．00

14．50

：裟纂。441lkw520kwx3

75kwxl

辽海

大连海运总公舌大连一烟台

日本1990

115．63

109．OO

21，00

6．00

4．500

1786．00

72(80

4，3

3．6

600

36

18．00

8PC2．6LX 2

4412kwX2

-47—


船名

所属公司

航线

产地竣工年份Loa(m)

Lpp(m)

Nrn)

D(m)

T㈦△(t)

LW(t)DW(t)

车

载车限高(m)

载车限宽(m)乘客

船员

燃油容量(Hp3)

淡水容量(Hr3)

压载舱(rre3)

v(kn)

续航力(kn)

辽旅渡l 车客滚装船大连渤海轮船公司

旅顺一秦皇岛

日本

116．50

105．00

18．OO

6．50

4．514

4314．00

2792．00

1522．OO

88

450

36

88．09

98．43

1469，06

21．4(最高)

18．6(服务)

主机4500ps X2

耗油(k㈣

120．00

110．00

．18．00

6．10

5．000

3600．00

1000

75．00

180．00

1200．00

14．50

500

B&W 6S26MC x2

MCR2 X1639．7kwXl88r／m

CSR 2 X 1475 7kwX 182r／m

520．00

国润

大连海运总公司大连，烟台

日本

120．53

110．00

16．80

6．60

4．800

1327．60

43(804．5

3．6

400

25

齐鲁


120．54

16，80

6．60

4．700

48

312

20．50 20，52

2

7679．3kw5147kwx2

-48．


船名

所属公司

航线产地竣工年份

Loa(m)

Lpp(m)B(n1)

D(1n)

T(1n)

DW(0生

载车限高(m)

载车限宽(m)乘客

v(kn)

主机

大海

大连海运总公司大连一烟台

日本1979

120．58

110．00

· 17．80

6．60

5．320

1328．00

65(804．2

3．6

450

17．00

PIELSTICK 14PC 2—2V X 2

5250kw x2

华鲁渡7 中鲁

大连．烟台

挪威1973

124．00

16．OO

5．00

4．750

180

300

16．OO


125．60

19．60

6．10

3．700

65

360

20．79

大连．烟台

日本1978

130 04

20．OO

8．OO

5．780

90

349

18．42

926kwX4 4777kwX2 7938kw


船名所属公司

航线产地

竣工年份

Loa(m)

Lpp(m)

B(n1)

D(m)

T(m)

货车车道(咖小房车车道(m)垄

乘客

工友威海市海运责任有限公司客运分公司

大连一威海

128．90

19．80

6．50

lOO

620

燃油容量(np3)淡水容量(np3)v(kn)

一⋯_

。

主机8823kw

耗油(kedh)

发电柴油机

中原大连新洋客轮有限公司

大连．天津

意大利1978

13l 94

118 00

20．30

7．20

5．300

472

848

100

1198

81

591．00

435．00

19．00

GMT／A．420．16 X2

9600ps X2

2113．OO

GMl’／AL230．6 X 4

1020ps X4

，Sn．

环渤海湾车客滚装船船型方案论证研究作者：朱兰

学位授予单位：大连理工大学

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Thesis_Y638065.aspx

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封面摘要ABSTRACT第一章引言第二章中小型客滚船主要要素确定第三章中小型客滚船主要性能校核第四章连烟线客滚运输船型论证第五章客滚船安全运输措施探讨第六章总结与展望附录：型船资料

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