船舶動力工程技術交通行業重點實驗室水路公路交通安全與控制教育部工程研究中心《輪機工程》導論---航運業的地位和作用2本課程是輪機工程專業學生培養計劃規定的必修技術專業基礎課之一。主要介紹輪機工程專業的背景；介紹船舶運輸、維護海洋權益和相關的國際公約和國家規定；介紹船舶主動力裝置，船舶機械設備，船舶電氣和輪機自動化的基本概念及典型裝置和應用；介紹現代輪機的發展現狀、船舶新能源利用的現狀與發展和船舶管理技術等。本課程是幫助學生了解本專業的有關基礎而設。通過本課程可以提高對輪機工程專業的認識，了解本專業的業務范圍，促進對未來就業的思考。

本課程的課程目的和任務

4以課堂講授為主，輔以參觀實驗室和實物陳列室方式教學中每次課布置閱讀資料

本課程的教學方式

6航運業的地位和作用中國航運業的歷史與現狀中國航運業面臨的挑戰和機遇長江黃金水道建設我校輪機工程學科專業結束語第一講主要內容主要的運輸方式鐵路運輸公路運輸航空運輸水路運輸管道運輸

鐵路運輸是最重要的貨運和客運方式之一。公路運輸業所占的比重一直在穩步上升，在市內運輸中所占比重最大。在運輸路線的時間安排上有很大的靈活性，對于價值高的商品的短途運輸來說，是一種有效的運輸方式。在許多情況下，卡車運費與鐵路運輸相比較，具有較強的競爭力，而且卡車所提供的服務一般更為迅速?？者\在運輸業中所占的比重比較低，但其重要性越來越明顯?？者\費用比鐵路或卡車運輸高得多，但交貨迅速，或者要將貨物運送到遙遠的市場時，空運仍是理想的運輸方式。經?？者\的產品有易腐產品(如鮮魚、鮮花)和價值高、體積小的產品(如科技儀器、珠寶等)。水路運輸主要包括輪船運輸及沿海駁船和內陸水路駁船運輸。水運適合運輸體積大、價值低、不易腐爛的產品，如沙、煤、糧食、石油和金屬礦等。水運的成本很低，但這一運輸方式的速度慢，另外容易受到氣候條件的影響管道運輸是使用管道輸運流體貨物的一種運輸方式，所運貨物大多屬于燃料一類，主要有油品（包括原油、成品油、液化烴等）、天然氣、二氧化碳氣體、煤漿及其他礦漿等。運輸行業慨述一、航運業的戰略地位航運業是國民經濟重要的基礎性和服務性產業，是綜合運輸體系的重要組成部分。航運業在我國能源、原材料等大宗貨物遠距離運輸中始終發揮著主導作用，已成為我國經濟和對外貿易發展的重要支撐和保障。8用數字說話：水運承擔了93%的外貿運輸量和北煤南運的重任港口接卸了我國95%的進口原油和99%的進口鐵礦石水路貨物周轉量占全社會總量的比例由1978年的38%提高到2006年62%長江作為橫貫我國東中西部的運輸大通道，承擔了沿江企業生產所需80%的鐵礦石、72%的原油和83%的電煤9我國水路貨物周轉量占全國貨物周轉量的比例

基本保持逐年增長11航運業的經濟效益相比于其他運輸方式，水路運輸特別是內河運輸有著

成本低、能耗低的特點美國內河航運的運輸成本為鐵路的1/4，公路的1/5德國內河航運的運輸成本為鐵路的1/3，公路的1/5我國內河航道、港口、船舶均比較落后，但仍具有很強的競爭力，內河運輸的平均成本為鐵路的2/3，公路的1/312航運業的社會效益--

國家的安全和國防部隊的集中與分散、軍需品的生產和供應、邊防哨所的駐守、軍事基地的設置，無一不和航運相關；沒有現代航運工具和運輸路線，便談不上作戰部隊的快速反應能力;沒有四通八達的交通網，便難以將各種軍需物資輸送到位。13航運業的社會效益--

社會秩序的穩定沒有航運業，人民的生活必需品不能保證供應，生活設施的運轉(供水、供電、供氣等等)不能正常進行，便談不上人民的安居樂業，更談不上社會的安定與和諧14航運業的社會效益--

民族的團結和進步發達的航運業，既可以促進各民族之間的經濟交往，文化交流，又可以增進民族間的了解、融合，消涂歷史沉積下來的民族隔閡，增進各兄弟民族間的凝聚力和向心力15航運業的社會效益--

國家的地位和影響力古代的絲綢之路，曾為中外交流起過歷史性的作用，燦爛的中國文化曾對各民族產生世界性的深遠影響，泱泱大邦的形象也曾聳立在世人的心中在現代，航運便利，也才有可能吸引各國旅游者，在游覽風景名勝、親睹文化遺址時，民族文化傳統便得到了昭示；才能有更頻繁的經濟交往和及時的外交洽商17航運業的環境效益航運目前仍舊是世界上最環保的運輸方式，它承擔著全球90%的貨物運輸，每年排放約10億噸的CO2，僅占全球總排放量的3%18航運業的環境效益美國內河航運能耗是鐵路的40%，公路的11%我國內河航運的單位能耗也比鐵路低33%19運輸方式能耗[kg/(kt*km)]單位能耗比較(%)內河5.968.67鐵路1116公路68.751002001-2009我國航運業建設投資情況一覽表

年份水路建設投資沿海港口建設投資內河港口及航道建設投資2001174124502002169.8129.8539.952003295241542004407.81336.4271.392005688.77576.24112.532006869.19707.97161.222007886.48720.11166.372008987.34793.49193.8520091059.88758.31301.5720單位：億元資料來源：公路水路交通行業發展統計公報小結航運業的地位不可替代航運業的經濟效益、社會效益、環境效益至關重要大力發展內河航運是可持續發展的必然需求21二、中國航運業的歷史與現狀中國歷史上是一個航運大國，也是個航運強國。600年前的鄭和下西洋不但揭開了世界航海史上的光輝篇章，而且激勵著歷經近代中衰坎坷的中國航運業在21世紀重新和平崛起。22還是用數字說話：1405-1433年。28年。7次以1433年最后一次下西洋計算比1492年哥倫布到達美洲早59年比1498年達伽馬繞好望角早65年比1519年麥哲倫環球航行早86年規?？涨?。船舶數量多（200艘以上）人數多（2.7-2.8萬）設備先進（航海圖、羅盤針）到達范圍廣（30多個亞非國家和地區）船只排水量大（最大船只總長130米，寬50米，排水量2.5萬噸）24我國航運業近代史近代中國長期處于半殖民地、半封建的舊中國，資本主義生產關系未得到充分發展，物質技術基礎十分薄弱，航運業因此受到嚴重阻滯，經歷了緩慢、艱難、畸形的發展過程。到1949年，我國內河總長度43萬公里，但能通航輪駁船的航道只有7萬公里。外貿遠洋運輸幾乎一片空白，絕大部分掌握在外國公司手中。中國航運業起伏迭宕的歷史，也是中國經濟進退盛衰和政治上強弱榮辱的歷史寫照。政治上取得獨立、經濟上走向繁榮的新中國，預示著也要求著航運業的大發展。25新中國航運業取得的成績運輸船隊運力大幅增強運輸網布局有了顯著改善運輸技術裝備和設施大大改善運輸工具裝備修造業已形成體系運輸管理水平顯著提高27依然用數字說話：近日，交通運輸部正式發布《2009中國航運發展報告》。報告顯示，2009年我國水運業經受了國際金融危機的嚴峻考驗，在我國經濟回升向好的帶動下，港口業率先走出低谷，保持了較快增長全國港口完成貨物吞吐量76.57億噸，比上年增長9.0%，其中沿海港口完成48.74億噸，增長8.6%，內河港口完成27.83億噸，增長9.9%在全球貨物吞吐量排名前10大港口中，中國穩占8席，上海港繼續保持全球第一大港的位置貨物吞吐量超過億噸的港口由上年的16個上升到20個，廈門、湛江、湖州、江陰四港首次進入億噸大港行列。中國共有9個港口進入全球20大集裝箱港口行列，其中大陸港口7個

28《2009中國航運發展報告》--

運力增長快速截至2009年底，我國擁有運輸船舶17.69萬艘、14608.78萬載重噸，載重噸比上年增長17.7%海運船隊1.02億載重噸，保持世界第四，占世界船隊比重為8.3%中國遠洋運輸（集團）總公司總運力達770艘、5307萬載重噸，船隊總規模繼續保持我國第一位；中國海運（集團）總公司和中國外運長航集團有限公司總運力分別為2018萬載重噸和1127萬載重噸，分列第二、第三位。30小結32秉承光輝的傳統，我國現代航運業60年的大發展是歷史上所沒有的，為我國內外有識之士所欽佩。但是，同經濟發展和社會進步的要求，同人民生活水平日益提高的需求，同大國的航運技術和服務能力相比，特別是面對全球經濟危機的困境，我國的航運業發展仍任重而道遠。三、中國航運業面臨的挑戰航運業為周期性行業（CyclicalIndustry，指和國內或國際經濟波動相關性較強的行業，其中典型的周期性行業包括大宗原材料（如鋼鐵，煤炭等），工程機械，船舶等）

近年來,航運市場高點使地船東增加了大量地船舶訂單,新造船不斷投入運營,形成運力嚴重過剩局面.即使不考慮需求下降因素,航運業也會因供求失衡而進入下行周期和結構調整期自2008年9月以來爆發的全球經濟危機使航運業更是雪上加霜,加速了航運業地下滑.在貨運需求下降,航運運力過剩地雙重打擊下,航運企業經營狀況普遍惡化33眾多航運公司面臨虧損和倒閉由于干散貨、油輪、集裝箱三大市場形勢嚴峻,導致航運企業盈利普遍下降,全球班輪公司將合共虧損200億美元日本三大船公司2009年7月27日宣布今年4-6月全部虧損,合計凈虧損468.2億日元（5億美元）2008年我國共有4家小型船公司終止業務,2009年又有多家航運企業申請破產保護或正式清盤34我國航運能力落后于國外的先進水平我國作為社會主義的大國，現有運輸線路里程(包括水路、鐵路、公路、航空和管邊運輸)與我國的大國地位、國土面積和人口相比很不相稱，而且尚未形成全國綜合運輸網絡我國與美國面積差不多，但五種運輸方式的線路總長度只有美國的1/735機遇與挑戰并存—

逆市上揚的中國經濟“十一五”是中國經濟極不尋常的5年，在國際金融危機、汶川大地震以及旱災、水災、雨雪冰凍等自然災害次第發生的情況下，中國經濟經受了空前嚴峻的挑戰在黨中央、國務院的正確領導下，在全國人民的共同努力下，2010年雖然還未落幕，中國經濟“十一五”實現新的跨越業已基本定局。從2006年到2009年，“十一五”前4年我國國內生產總值(GDP)年均實際增長11.4%，比“十五”平均增速9.8%加快1.6個百分點，比世界同期水平快8.2個百分點。2010年上半年，中國GDP又實現了11.1%的增長。36鞏固世界貿易大國地位，為航運業的發展奠定國際空間伴隨著全球經濟的復蘇，經濟一體化進程不斷加速，世界各國、各地區經濟貿易往來日趨頻繁，資本、資源以及產品等在全球范圍內的合理配置和流動，進一步促進世界產業結構調整和重新布局，推動了貿易的高速增長，為航運業帶來巨大的運輸需求，也為中國航運業的發展奠定了良好的國際空間航運業是實現國際貿易的重要保障，也是推進經濟結構調整和經濟全球化的重要基礎，航運業為中國的對外貿易發展，鞏固世界主要貿易大國的地位提供了便利的運輸服務37港口業持續發展，成為航運業堅實的承載基礎港口是國民經濟的重要基礎設施，在綜合運輸體系中發揮著重要的樞紐作用，是國民經濟發展和參與全球經濟一體化進程的重要戰略資源中國經濟在未來較長時期內繼續保持穩步增長的態勢，為港口業的持續發展提供了強勁的動力，繼續堅持扶持港口發展的各項政策，保證港口適應國民經濟和對外貿易發展的需要38科學技術日益進步，為航運業提供有利的發展環境全球科學技術領域的交流合作和日益進步，現代航海技術、管理技術和高新技術等在航運業的廣泛應用，使航運服務的便捷、高效和低成本成為可能，從而給航運業帶來巨大的推動力。39小結“盡管世界經濟面臨自上世紀20年代末以來的最嚴重的金融危機，但是，我們有充分的理由相信，全球經濟一體化的趨勢不會改變。世界貿易離不了海上運輸，這或許是海運業的最大機遇海運是資金、技術、管理和風險密集型的行業，周期性波動也是海運市場的固有特征，機遇與挑戰總是并存面對當前急轉直下的航運市場形勢，國際海運界需要保持理智、樹立信心、規避風險，謀求合作共贏，共同推動海運及其相關產業的穩定和可持續發展”

---交通運輸部副部長徐祖遠在第五屆國際海運（中國）年會開幕式上的講話40四、長江黃金水道的開發長江是我國唯一貫穿東、中、西部地區的水路運輸大通道，是長江經濟帶的運輸主動脈，長江干線沿江七省二市人口眾多，資源豐富、產業密集。內河水運量的80%人口占全國37.6%我國41%以上的經濟總量長江沿岸聚集了全國500強企業的近200家，長江經濟帶目前已成為繼沿海經濟帶發展后，我國經濟加快發展的主軸，同時也是我國對外開放和外向性經濟發展的重要地區。汽車40%化工品46%鋼鐵33%長江航運為沿江流域經濟社會發展提供了重要支撐與保障，完成了沿江地區85％的煤炭和鐵礦石運輸任務，2007年沿江七省二市全社會水運貨物周轉量占全社會貨物周轉量的70％依托長江航運通江達海的優勢，沿江省市大力發展外向型經濟，外貿進出口額由2006年的5718億美元提高到2008年的8229億美元，年均遞增20％間接吸納就業人數近千萬人40%772億元直接GDP貢獻11158億元間接GDP貢獻長江航運具有占地少、能耗低、運能大、污染小等比較優勢，對流域經濟社會發展作出了重要貢獻。2007年長江航運直接GDP772億元，間接GDP1.1萬億元，間接影響就業近千萬人。2008年長江干線貨運量達到12億噸，相當于18條京廣鐵路，是密西西比河貨運量的2倍，是萊茵河貨運量的3倍，成為長世界上運輸最繁忙、運量最大的通航河流。加快建設長江黃金水道，大力發展現代長江航運，是國家現代化建設總體戰略布局的重要組成部分?！秶窠洕蜕鐣l展第十一個五年規劃綱要》明確提出：“積極發展水路運輸，提高內河通航條件，建設長江黃金水道和長江三角洲高等級航道網，推進江海聯運”。為積極應對國際經濟危機，國家相繼出臺了十大產業調整和振興規劃，明確提出加快鋼鐵、石化、造船、物流等產業發展，并把長江和京杭運河規劃為我國十大物流通道之一。國務院在關于加強節能工作的決定中要求積極推進節能型綜合交通運輸體系建設，加快發展內河運輸?！豆匪方煌ㄊ晃灏l展規劃》在促進中部地區交通協調發展中強調，要“以強化高速公路、長江黃金水道等主要通道和樞紐的作用為主線”。交通運輸部在《關于加快發展現代交通業的若干意見》中指出，要“充分發揮水路運輸的比較優勢……加快以長江黃金水道為重點的內河航運建設，加快國家高等級航道建設，提高整體服務水平和效率”。與此同時，國家對長江航運的投資力度不斷加大，“十一五”前三年，中央通過專項資金和其他資金渠道用于長江黃金水道建設投資105.6億元，是“十五”期52億元的兩倍。2008年長江黃金水道建設投資166億元，是2006年123億元的1.35倍。52億105.6億123億166億“十一五”前三年“十五”2006年2008年黨中央、國務院對長江航運發展高度重視，中央領導同志多次作出重要批示。溫家寶總理在2009年批示“充分發揮長江黃金水道的優勢，帶動兩岸經濟社會發展”。李克強副總理批示“開發長江水運潛力，帶動區域發展”。

張德江副總理于2009年12月專程視察長江，強調“要科學規劃，統籌協調，加快建設，促進內河航運快速發展、協調發展、安全發展、綠色發展，為我國經濟社會發展提供支撐”，“當前和今后一個時期，要把內河航運發展擺在經濟社會發展的重要位置，納入國民經濟和社會發展規劃，堅持科學規劃，堅持加大投入力度，堅持加快建設步伐”。中央領導同志的重要批示和指示，為加強黃金水道建設、開發長江水運潛力進一步指明了方向。信息化是推動黃金水道建設的巨大動力信息化是現代科技的重要標志，隨著長江航運快速發展，信息技術已逐步滲透至核心業務應用和管理流程中，發揮著越來越重要的作用，成為長江航運由傳統產業向現代服務業邁進的巨大推動力。張德江副總理在2009年12月12日的“全國內河航運座談會”上特別講到：要提高長江內河現代化、信息化水平，增強綜合運輸服務能力。交通運輸部李盛霖部長在講話中把“加快建設綜合信息服務系統，建立航運物流公共信息平臺，提高信息化水平”作為加快發展長江內河航運的6大任務之一?！笆濉币詠恚L江航運相繼完成了長江干線傳輸網、城區寬帶城域網、海事、航道、三峽通航、航運公安廣域網等信息網絡建設。目前，長江通信船岸VHF專網實現宜賓～上海鏈狀覆蓋，長江干線重慶～上海數字傳輸光纖電路全線貫通，長江干線航運通信基本形成。電子政務取得明顯成效，長航局政務網站群建設初具規模，已發展為政務信息發布與提供網上服務功能并重，政民交流不斷完善的綜合服務平臺，2008年發布信息萬余條、頁面綜合瀏覽超過220萬人次。應用系統建設呈現良好勢頭。長航局系統單位建立了包括船舶、船員、航道維護、航運企業在內的長江干線信息采集和數據處理體系，初步實現了運政、海事、航道、三峽通航以及水上治安等業務工作的計算機處理。引入了VTS、AIS和CCTV等現代化的安全監管手段，完成了南瀏段“數字航道”示范工程建設。沿江各省市港航管理部門運政業務基本實現信息化管理，部分單位還有辦公自動化、公眾服務、船舶檢驗、安全監督等信息系統投入應用。長江沿線主要港口企業物流、生產調度和貨物監控等應用系統的建設和使用，提高了港口裝卸效率。長江部分大型航運企業運用了基于GPS定位的船舶監控系統，實現了對船舶和貨物的動態監控，提高了生產、管理效率和安全水平。長江黃金水道建設的技術展望長江黃金水道的建設和發展，離不開科技研發和工程項目，用以提升長江航運生產組織、運輸管理、安全管理和行政管理的手段，提高長江航運公共服務能力591160噸1.內河船舶信息采集將向低成本、高集成發展

船-標-岸一體化技術

GPSAISRFIDIC卡雷達CCTV激光掃描器2.AIS在長江干線應用前景無限國際上AIS基站系統的技術發展十分迅速，經過十來年時間的發展和產品化進程，目前第三代AIS的特點是網絡化加信息化，即通過網絡化的AIS基站與現有VTS、氣象、航標及各種助航等設施的整合，使現有海事系統融合一體，成為以面向航運管理、服務為主體的全新的現代化、信息化、網絡化的海事交通安全系統的一個重要組成部分。3.物聯網技術是內河航運的發展方向物聯網已經被公認為是信息通信網絡演進的方向。泛在網絡利用網絡技術，實現人與人、人與物、物與物之間按需進行信息獲取、傳遞、存儲、認知、決策、使用等服務，網絡將具有超強的環境、內容、文化、語言感知能力及智能性。4.電子航道圖是未來內河航運發展的基礎有效描述船舶動態交通流時空特性，離不開長江電子航道圖。長江航道圖的全面完成為長江航運信息化奠定基礎。1、一級學科：船舶與海洋工程（國家重點學科，上海交通大學、哈爾濱工程大學和我校）2、二級學科：船舶與海洋結構物設計制造輪機工程水聲工程五、我校輪機工程學科專業依托的省部級重點實驗室：高性能船舶關鍵技術教育部重點實驗室(2005年)

船舶動力工程技術交通部重點實驗室（2008年）水路公路交通安全控制與裝備教育部工程研究中心（2006年）艦船關鍵技術教育部重點實驗室（B類，2008年）依托的學院：能源與動力工程學院五、我校輪機工程學科專業產學科研基地

中交船舶與橋梁工程質量監督與檢驗測試中心中遠集團技術中心武漢理工大學分技術中心滬東重機有限公司武漢理工大學輪機工程聯合實驗室五、我校輪機工程學科專業研究方向1）船舶動力系統監測、診斷與控制2）船舶推進系統仿真與優化設計3）船舶柴油機節能減排技術五、我校輪機工程學科專業研究方向一：船舶動力系統監測、診斷與控制1）船舶柴油機智能化技術研究2）船舶柴油機監測診斷技術3）船舶系統動力監控系統研制4）動力系統及裝置測試驗證技術五、我校輪機工程學科專業研究方向二:船舶推進系統仿真與優化設計

1）艦船動力裝置優化設計與動態特性仿真

2）艦船電力推進裝置性能分析與預報

3）船舶軸系潤滑、密封及傳動裝置優化設計

4）機艙自動化系統研究與技術開發

五、我校輪機工程學科專業研究方向三：船舶柴油機節能減排技術

1）柴油