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文檔簡介

交通運輸行業標準

海南主要內河旅游客運船型

主尺度系列

(征求意見稿)

編制說明

標準起草組

2021年3月

一、工作簡況

(一)任務來源

海南省位于中國最南端,行政區域包括海南島和西沙群島、中沙群島、南

沙群島的島礁及其海域。海南島是我國僅次于臺灣島的第二大島,也是我國唯

一的熱帶海島省份,被稱為世界上“少有的幾塊未被污染的凈土”,具有得天獨

厚的熱帶海島自然風光和獨具特色的民族風情,每年都吸引大批的中外游客前

來休閑度假,并逐漸成為一個具有生機和活力的國際旅游目的地。

2009年12月底國務院簽發了《國務院關于推進海南國際旅游島建設發展的

若干意見》(國發〔2009〕44號),意見指出“充分發揮海南的區位和資源優勢,

建設海南國際旅游島,打造有國際競爭力的旅游勝地”,并且堅持“積極發展生

態型經濟、形成以旅游業為龍頭的特色經濟結構”指導思想,明確提出“構建

安全、方便、快捷的綜合交通運輸體系”,并大力給予“基礎設施建設、生態建

設、環境保護”政策支持。國務院將建設海南國際旅游島上升為國家戰略,是

繼海南省申辦經濟特區后,中央對海南發展力度最大、范圍最廣的支持。

海南島有大小河流145條,總長2890km。根據第二次全國內河航道普查,

海南省內河航道總里程434.24km,其中等級航道僅75.94km。主要內河航道有

南渡江、文昌河、萬泉河及三亞河等。

南渡江是海南省第一大河流,上游為歷史悠久的定安縣城,屬海南旅游發

展規劃中的瓊北旅游區,大量的人文和自然景觀構筑了定安豐富的旅游資源,

如定安古城、白石嶺、海南野生動植物園等;下段河口處為全省政治、經濟、

文化中心—海口市,兩岸諸多名勝如南渡江大橋下游宮主廟、規劃的玉龍泉國

家森林公園,并有規劃沿江風光帶。

文昌河在文昌市境內的面積共有212.9km2。流域旅游資源豐富,有東郊椰

林、銅鼓嶺、宋氏祖居、八門灣紅樹林、高隆灣海濱浴場等著名的旅游區。

萬泉河是海南島的象征之一,是海南省旅游資源的重要組成部分。萬泉河

口為著名的亞洲論壇永久會址—博鰲水城,風光秀美,有玉帶灘、朝陽博鰲禪

寺、樂城古城、朝陽至加積兩岸古民居、熱帶農業植被、加積水壩庫區漂流、

官塘溫泉、石壁附近起龍嶺等原始熱帶雨林。

三亞河是一條貫穿市區的水域。三亞市區三面環山,北有抱坡嶺,東有大

1

會嶺、虎豹嶺和海拔394米的高嶺(狗嶺),南有南邊嶺,形成環抱之勢,山嶺

綿延起伏、層次分明;三亞東、西二條河穿過市區,二條河交叉南匯于南邊海,

北匯于中島端,自然岸線曲折多變,上游水網縱橫交錯,兩岸自然生長的紅樹

林綠影婆娑,時有水鳥飛弋,魚躍錦鱗,景致優美,生機盎然。

內河水運作為旅游發展的重要載體,可以使游客乘船由單個景“點”到河

流沿“線”,極大帶動河流沿線旅游產業開發,直接成為支撐海南旅游、生態建

設發展的引擎。發展海南內河航運,是社會經濟發展和打造國際旅游島的需要、

更與國家發展戰略完全契合。國際旅游島戰略的實施,使作為綜合交通運輸體

系重要補充的海南內河航運迎來了歷史上最好的發展機遇。

海南省陸、海、空交通發達,由于歷史的原因,內河航運在海南交通發展

上卻幾乎是一個空白。內河航道里程短、等級低、條件差、助導航設施缺乏,

加之一些礙航橋梁等涉水工程和諸如罾網、木樁等礙航物影響,現有內河通航

能力非常有限,內河運輸船舶很少,噸位也很小(基本為50t以下,大多為10~

20t)。目前旅游客運船型主要為小型游船(萬泉河口博鰲附近,有游船34艘,

一般為40~50座,噸位20~30t)。海南內河航運落后現狀與其所需承擔的使命

存在巨大差距,發展內河航運是非常必要的,也是非常迫切的。

為促進海南省內河航運事業的發展,發揮內河航運在建設國際旅游島中的

作用,海南省交通運輸廳、港航管理局擬對現有可通航河流進行開發利用,將

其打造成連接沿岸城鎮鄉村、旅游景點,以休閑旅游為主的水上通道,以促進

沿河土地開發和經濟發展。從海南省內河水運發展來看,配合全省發展戰略,

以休閑旅游,沿河旅游開發為目的的水上客運具有很大的需求,研究適合海南

省主要內河航運特點的旅游客運船型已迫在眉睫。作為船型開發的技術基礎,

海南省主要內河旅游客運船型主尺度系列標準的制定工作刻不容緩。

為此,交通運輸部于2015年下達了交通運輸行業標準《海南主要內河旅游

客運船型主尺度系列》的制定計劃(計劃編號JT2015-10)。由武漢理工大學承

擔該標準的制訂工作。

(二)參編單位

本標準的制訂由武漢理工大學牽頭組織,主要參編單位為海南省港航管理

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局、交通部天津水運工程科學研究所等。

(三)主要工作過程

采用函調、實地調研、客戶走訪等多種方式開展基礎技術資料搜集工作。

基于項目組自2010年以來所取得的海南省主要內河旅游客運船型研究的相關成

果,開始啟動標準制定工作。標準制定的主要研究過程為:

2015年10月~12月,成立標準制修訂小組,通過實地調研、函調、客戶

走訪等多種方式收集市場需求變化,航運基礎設施建設狀況及規劃,船東、航

運企業、管理部門對標準船型市場使用情況的意見和建議等。

2016年1月~12月,根據調研收集的材料基本完成標準初稿及編制說明。

2017年1月~6月,進一步補充調研和論證,完成標準初稿及編制說明。

2017年7月~12月,形成征求意見稿及編制說明初稿。

2017年12月~2021年3月,經進一步綜合論證形成征求意見稿及編制說

明正式稿。

(四)標準主要起草人及所做的工作

本標準主要起草人為:王麗錚、云光、金雁、黃飛舟、王興、馬殿光、李

俊敏、莫鴻僑、陳順懷、汪敏、劉其芬、謝玲玲。

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工作分工見表1:

表1工作分工

序號項目參與人員編制單位承擔工作內容

主要負責本標準第3-6章起草、統

1王麗錚武漢理工大學

稿

2云光海南省港航管理局主要負責標準的審閱和校對工作

3金雁武漢理工大學主要負責標準技術內容的制定

參與標準中范圍和術語定義章節

4黃飛舟海南省港航管理局

的起草

5王興海南省港航管理局參與基礎技術資料搜集工作

交通運輸部天津水參與編制說明中航運限制條件分

6馬殿光

運工程科學研究所析的撰寫

參與編制說明中標準的主要內容

7李俊敏武漢理工大學

的撰寫

8莫鴻僑海南省港航管理局參與現有船型分析工作

參與標準總體技術要求、術語定義

9陳順懷武漢理工大學

的內涵確定

10汪敏武漢理工大學參與船型尺度系列綜合論證

11劉其芬海南省港航管理局參與標準制定基礎數據統計分析

12謝玲玲武漢理工大學參與船型尺度論證模型的建立

4

二、標準編制原則和確定標準主要內容的依據

(一)標準編制原則

遵循《中華人民共和國標準化法》,按照標準化的統一、簡化、協調和最優

化原則,對標準的技術內容進行篩選和提煉;按照交通運輸行業標準的編制原

則和方法,最終形成的標準征求意見稿。本標準編制原則主要體現在:

1.與航道等通航設施相匹配原則

各國為充分發揮內河水運的綜合效益,一般都制定國家級(甚至是多國的)

的內河航道標準,以建成一個水系、一個國家、甚至一個大陸的四通八達的內

河水運網。我國也制訂了《內河通航標準》(GB50139—2014),該標準將對我

國內河航道劃分了等級,并規定了相應的過河建筑物和船閘的尺度標準。海南

內河航運近幾年呈現快速發展態勢,《海南省內河航運發展規劃》(2010~2030

年)規劃實施方案是到2020年內河航道建設的重點是南渡江、文昌河、萬泉河

和三亞河航道等“一江三河”的建設達到規劃等級航道要求,實現航道暢通。

為此,在制定本標準時,使注重船舶與航道等通航設施具有相互協調性。

2.滿足需要的最少檔次原則

以內河生態旅游航運建設為基礎,引領水上旅游向安全、舒適化發展,是

海南社會經濟發展和打造國際旅游島的需要,符合海南國際旅游島建設和發展

內河水運的國家發展戰略。因此,應以旅游客運船型為對象,從滿足海南主要

內河旅游運輸新需求和航運新條件,提升船舶綜合運輸效益出發,制定本尺度

系列。為便于行業管理,在滿足需求的前提下,盡量減少尺度檔次。

3.船型優選及實用性原則

采用運輸船舶-通航設施-生態環境協同理念,多學科融合,通過一般性的

規律分析,對船型主尺度進行綜合選優,從而使制定的船型尺度既具有較好的

技術經濟、環保性能;同時具有高的航運基礎設施通行效率。為提高船型系列

的實用性,在制定船型尺度系列時,應考慮與現有優秀船型及各地航運部門的

規劃船型相協調。

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4.滿足現行標準、政令的有關要求

關于內河船型尺度,各水系現已頒布有若干尺度標準。此外交通行業主管

部門也頒布實施了內河標準船型的相關要求,故在制定本標準時,應滿足現行

標準、政令相關要求。

(二)標準的主要內容

本標準以GB/T1.1—2020的要求為依據,符合標準文件的最新規范要求。

標準中規定了海南主要內河旅游客運船型主尺度系列,適用航行于南渡江、萬

泉河、三亞河、文昌河的旅游客運船舶,給出總長、總寬的定義并將其作為推

薦性參數。

1.標準內容確定的依據

(1)術語和定義

為確保本標準的執行力,根據船舶現行法規、規范、技術標準和要求等,

提出船舶總長、總寬,適用航域和適用船舶的明確定義。

①總長

本術語和定義來源于GB38030.1—2019《內河過閘運輸船舶標準船型主尺

度系列》第1部分:長江水系,具體如下:總長是指船體(包括首、尾升高甲

板)及上層建筑的船首最前端到船尾最后端之間的水平距離(金屬材料外板的

船舶計至內表面,纖維增強塑料等非金屬材料外板的船舶計至外表面),不包括

船首尾兩端的突出物(如舷伸甲板、護舷材、舷墻、頂推裝置、舷外掛機及其

安裝支架、假首、假尾、活動突出物等)。

②總寬

本術語和定義來源于GB38030.1—2019《內河過閘運輸船舶標準船型主尺

度系列》第1部分:長江水系,具體如下:總寬是指從一舷到另一舷垂直于中線

面方向量至船殼外板外側的最大距離,舷伸甲板和護舷材等突出物不計入。

③適用航域

6

本術語和定義來源于交通運輸部2012年第69號公告《長江水系過閘運輸船

舶標準船型主尺度系列》,具體如下:適用航域是指符合某一尺度系列的船舶,

其可允許通過的內河水域。

④新建船舶

本術語和定義來源于GB38030.1—2019《內河過閘運輸船舶標準船型主尺

度系列》第1部分:長江水系,具體如下:新建船舶是指本標準實施之日或以后

安放龍骨,或處于相似建造階段的船舶。

⑤改建船舶

本術語和定義來源于GB38030.1—2019《內河過閘運輸船舶標準船型主尺

度系列》第1部分:長江水系,具體如下:改建船舶是指本標準實施之日或以后

改建中涉及總長或總寬變化的現有船舶。

(2)船型編號

為便于使用本標準,按照圖1所示規則對船型進行了編號。如船型編號為

HNDQYC-K1,代表排序第一的海南主要內河旅游客運船型尺度系列。

圖1海南主要內河旅游客運船型主尺度編號規則

(3)總體技術要求

為確保船舶通航安全性,增強標準可操作性,避免產生歧義。在本標準中

還提出以下總體技術要求:

①對固定突出物、活動突出物是否計入總長、總寬提出明確規定。具體如

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下:

若船舶首尾兩端或兩舷設有固定突出物(如舷伸甲板、護舷材、舷墻、頂

推裝置、舷外掛機及其安裝支架、假首、假尾等),其長度應計入總長,寬度應

計入總寬。若船首尾兩端或兩舷還設有活動突出物(如輪胎、靠把等):船舶在

過閘前未提起活動突出物,則活動突出物尺寸應計入總長、總寬。

②船舶應滿足適用通航水域的限制條件的總體要求。

(4)海南省主要內河旅游客運船型主尺度系列制定前提

①航運基礎設施建設規劃對船舶尺度的限制

為確保船舶和通航設施的安全,船舶的尺度與航運基礎設施的有效尺寸之

間有著一定的匹配關系。遵循相關規則、標準,分析船舶與航運基礎設施合理

的匹配關系,是制定船舶最大尺度標準的前提。

A.航道

a.航道許可的船舶最大船長

據《內河通航標準》(GB50139—2014)(以下簡稱《內河通航標準》)第3.0.5

條4款,以及南渡江、文昌河、萬泉河和三亞河未來航道的規劃條件,其航道彎

曲半徑與船舶長度之間的關系應為:彎曲半徑R≥3L(L為船舶總長)。

以2020年前海南主要內河航道規劃數據為基準,計算得出各主要內河航道

許可的最大船長,具體見表2。

表2主要內河規劃航道許可船長

彎曲半徑航道允許最

河流航段規劃等級

(m)大船長(m)

沙上港—龍塘大壩Ⅳ330110

南渡江

龍塘大壩—定安縣城Ⅶ13043

文昌河文城—八門港Ⅵ18060

博鰲港—朝陽Ⅶ13043

萬泉河

加積—萬泉Ⅶ13043

三亞港—潮見橋Ⅳ330110

三亞東河

潮見橋—月川村Ⅶ13043

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三亞港—三亞大橋Ⅳ330110

三亞西河

三亞大橋—金雞橋Ⅶ13043

b.航道許可的船舶最大船寬

依據《內河通航標準》附錄的A.0.1節有關天然和渠化河流雙線航道寬度的

計算方法,可推導出雙線航道允許船寬的計算公式為:

BH=(B1-0.091L)/2.6

式中:B1——直線段雙線航道寬度(m);

BH——船舶或船隊寬度(m);

L——頂推船隊長度或貨船長度(m);

根據航道的規劃等級和航道允許的可通航船舶的最大長度,按上述雙線航

道計算模型,可以得到規劃航道允許的最大船寬見表3。

表3主要內河規劃航道許可船寬

河流航段航距(km)規劃等級航道允許最大船寬(m)

沙上港—龍塘大壩26.9Ⅳ15.4

南渡江

龍塘大壩—定安縣城29.9Ⅶ7.7

文昌河文城—八門港8.3Ⅵ9.4

博鰲港—朝陽11.2Ⅶ7.7

萬泉河

加積—萬泉5.4Ⅶ7.7

三亞港—潮見橋2Ⅳ15.4

三亞東河

潮見橋—月川村5Ⅶ7.7

三亞港—三亞大橋1Ⅳ15.4

三亞西河

三亞大橋—金雞橋5.3Ⅶ7.7

c.航道許可的船舶最大吃水

根據《內河通航標準》附錄A.0.1節的規定,航道水深具體的計算方法如下:

H=T+ΔH

式中:H——航道水深(m);

T——船舶吃水(m),根據航道條件和運輸要求可取船舶、船隊設計

吃水或枯水期減載時的吃水;

ΔH——富裕水深(m)。

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根據規定,航道主管部門要求船舶航行時的最大吃水,應控制在等于或小

于航道維護水深減富裕水深后的值,海南主要內河規劃航道許可的船舶最大吃

水見表4。

表4主要內河規劃航道許可吃水

河流航段航距(km)規劃等級水深(m)最大吃水(m)

沙上港—鐵橋13.7Ⅳ1.61.4

南渡江

鐵橋—龍塘大壩13.2Ⅶ0.90.7

文昌河文城—八門港8.3Ⅵ10.8

博鰲港—朝陽11.2Ⅶ0.90.7

萬泉河

加積—萬泉5.4Ⅶ0.90.7

三亞港—潮見橋2Ⅳ1.61.4

三亞東河

潮見橋—月川村5Ⅶ0.90.7

三亞港—三亞大橋1Ⅳ1.61.4

三亞西河

三亞大橋—金雞橋5.3Ⅶ0.90.7

d.航道限制條件

分析航道限制條件(見表2~4),可見未來南渡江、文昌河、萬泉河和三亞

河典型旅游河段許可的船舶最大尺度如表5所示。

表5主要內河旅游航段許可的船舶最大尺度

河流規劃等級最大吃水(m)許可船長(m)許可船寬(m)

南渡江Ⅳ1.411015.4

文昌河Ⅵ0.8609.4

萬泉河Ⅶ0.7437.7

三亞河Ⅶ0.7437.7

B.橋梁

《內河通航標準》對天然渠化河流的水上過河建筑物的通航凈空尺度有具

體的要求。在實際的航行過程中,考慮到船舶的搖擺、波浪、吃水、水位等因

素的影響,必須使船舶的最高點與過江建筑物的最下緣間有一定的安全距離,

即剩余高度(ΔD)。剩余高度是由航保部門制定的。如南京長江大橋的ΔD規定

為1.2m,而武漢長江大橋的ΔD規定為1.0m。海南旅游船型的設計最高點與跨河

10

橋梁的最下緣間之間必須預留一定的剩余高度ΔD,其具體數值需要由規劃部門

綜合考慮方可確定。

根據上述要求和主要河流過河建筑物實際現狀,取橋梁剩余高度ΔD為

1.0m。

②船舶對水體環境造成的影響分析

海南省內河旅游客運船型發展之時,船舶的油污水、生活污水、固體垃圾、

噪音、廢氣對水環境影響問題不容忽視。由于船舶污水的排放會對水體產生一

定污染,當其排放的污水量遠遠超出水體自凈能力的環境容量,將會直接或間

接地損害著本來自然、清新、靜謐的內河通航水域的環境,造成局部水域環境

的污濁,以致于某些水域的水體和周邊生態環境惡化,這將與開發海南內河生

態旅游的宗旨相背離。因此制定船舶最大尺度標準時,環境因素必須予以考慮。

A.水環境承載能力計算

海南省內河航運規劃實施后,船舶影響水環境的主要污染源包括船舶生活

污水、船舶艙底油污水,固體廢棄物等。

針對海南主要內河航道特征,在此選用零維水質模型進行計算。

零維模型W=CS(Q0+QW)-C0Q0+kCSV

式中:W—承載能力(g/s);

Q0—設計流量(取各河流的平均流量)(m3/s);

QW—入河污水流量(m3/s);

C0—初始濃度值,取上一個斷面的水質目標值(mg/L);

CS—水質目標值(mg/L)。根據2010年《海南省內河航運發展規劃環境影響

報告書》(以下簡稱《規劃環評報告》

V—水體體積(m3);

k—綜合衰減系數。

VC

klnA

XCB

式中:CA—河段上斷面污染物濃度(mg/L);

CB—河段下斷面污染物濃度(mg/L);

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X—河段長度(m);

V—河段平均流速(m/s)。

根據《規劃環評報告》中海南省主要內河污染排放分析,本計算主要考慮

通航河段工業和船舶的污染排放,選取COD和油類兩個指標作為衡準指標。

根據上述模型,計算出海南省各主要河流污染指標承載力,如表6所示。

表6海南省主要內河污染指標承載力

水質目標值(mg/L)各河流總承載力(kg/d)

主要航道

COD油類COD油類

南渡江300.5178329.65391.36

文昌河300.516480.8368.928

萬泉河150.0564255.68214.1856

三亞河300.533981.12633.4848

B.環境承載能力分析

當未來海南省內河旅游客運船型所造成的水體環境污染總量超過各河流總

承載力(見表6)時,其發展的規模和最大船型將受到限制。

2.綜合評價模型

海南省主要內河旅游客運發展船型優化論證屬多指標決策問題,涉及技術、

經濟、航運基礎設施、政策、環保等多方面因素,構建科學、規范、可操作和

可比性較強的評價指標體系是前提。針對海南內河航運實際,遵循綜合系統性、

客觀針對性、簡易實用性和發展前瞻性的原則,最終建立的船型綜合評價模型

如圖2所示。

12

圖2海南省內河旅游客運船舶綜合評價模型

(1)技術性

在保證船舶技術性前提下,本研究主要從適應性和船舶安全性指標來衡量,

同時考慮船舶一定的舒適性。

①適應性指標

適應性指標是反映某種船型對于市場、航線的適應程度,即船舶是否適應

當前(或未來)市場需求,是否與航道、港口、橋梁等航運基礎設施相適應。

為使所優化的船型具有強的適應性,研究中充分考慮航運基礎設施的限制

條件;同時以市場需求為前提,確定未來市場發展的主流船型。

②船舶安全性

船舶安全性主要涉及船舶結構的安全性、可靠性,以及船舶的穩性、操縱

性等。船型論證以滿足相關規范、法規和標準的規定要求為前提。

例如:根據中國船級社《鋼質內河船舶建造規范》

對于內河B級航區L/D≤30,B/D≤4.5;

依據中華人民共和國海事局《船舶與海洋設施法定檢驗規則》“內河船舶

法定檢驗技術規則”

初穩性高度應不小于0.2m。

③船舶舒適性

作為旅游客運船型,舒適性是必須考慮的指標。本論證從橫搖周期Tθ和旅

13

客人均甲板使用面積S來衡量。

A.橫搖周期Tθ

B

(0.550.07s)B

Ts

T

GM0,S(內河船)

式中:

Bs—船舶水線寬,m;

T—船舶吃水,m;

GM0—船舶初穩性高,m。

B.旅客人均甲板使用面積S

按照各客位船型布置情況,計算客艙甲板面積與載客數的比值,即為旅客

人均甲板使用面積S,單位為:m2/人。

(2)經濟性

船舶經濟性指標反映船舶的贏利能力,本論證主要從必要運費率RFR、單位

周轉量油耗NYH指標來衡量。

①必要運費率RFR

RFR=(P×(A/P,i,N)+Y)/(Q×DA)(元/人.km)

式中:

A—年收益,萬元;

Q—年客運量,人;

DA—平均運距,km;

i—貸款利率,%;

N—計算周期,年;

(A/P,i,N)—資金回收因數。

②單位周轉量油耗NYH

NYHOILCOSTBHPtime(DAQ)

式中:

NYH—單位油耗,g/人.km;

OILCOST-主機油耗,g/kW.h;

14

BHP-主機實際發出的總功率,取額定功率的90%,kW;

time—年航行時間,h;

DA—運輸距離,km;

Q—客運量,人。

(3)社會效益

社會效益指標主要用來衡量不同船型的社會效益大小,以彌補單純依靠技

術性指標和經濟性指標評價船型的不足,這里主要考慮環保節能性指標,僅涉

及環境屬性。

船舶柴油發動機工作時產生的有害污染物主要有NOX、SOX、CO和HC(未燃燒

的碳氫化合物)等,污染物的產生量與柴油發動機構造、燃油品質,用油量等有

關。參考英國勞氏船級社對各種類型船用柴油機排放的調查資料,每消耗1t燃

油,產生的大氣污染物估算值為:NOx27.2kg,CO8.5kg,HC2.6kg。因此,

為便于量化,在此仍可采用單位周轉量油耗NYH作為一個主要指標來衡量船舶的

環保性。

3.船型主尺度多學科優化論證

根據上述模型,采用多學科優化技術,詳細分析研究了適應海南省主要內

河未來水上旅游運輸發展需求的旅游客運船型主尺度變化對船舶綜合性能的影

響趨勢,通過船型尺度對評價指標影響趨勢線的數值分析,得到適應市場未來

旅游客運需求發展趨勢,綜合效益好的船型主尺度方案。

三、主要試驗的分析綜述報告、技術經濟論證或預期的經濟效果

(一)海南省主要內河旅游客運發展船型最大尺度研究

1.船舶尺度對技術經濟性的影響分析

船舶的尺度直接影響船舶的技術經濟性。為使航運企業運輸效益最大化,

應根據海南省主要內河航運條件及船型特點,采用科學的方法,研究分析出船

舶尺度對技術經濟性的影響趨勢,從而為制定船舶最大尺度標準奠定基礎。

(1)船型與材質

15

由于海南省主要內河人文景觀和航運設施條件存在差異,因此,其未來發

展的旅游船型也各具特色。南渡江未來以發展內河型或河海型觀光游覽船為主,

單、雙層甲板型式均可考慮采用;文昌河未來以發展內河觀光游覽船為主,可

采用雙層甲板設計,下層甲板為客艙,上層甲板為觀光甲板;也可考慮單層甲

板;萬泉河未來以發展河海型或內河型游覽觀光船為主,采用單、雙層甲板型

式均可;三亞河未來以發展河海型或內河型單層甲板觀光游覽船(或游艇)為

主。

為滿足不同需求,未來旅游客運船舶選用的材質應是鋼質和玻璃鋼并存。

(2)變值計算及分析

根據布置地位型船舶的設計特點,以海南省主要內河即南渡江、文昌河、

萬泉河、三亞河為典型航線,選取垂線間長Lpp、型寬B、吃水T和人均甲板面積

S作為變值參數,采用網格法進行船型方案組合,基于建立的計算平臺,對各船

型方案進行技術經濟計算及分析。

分析海南內河現有船型以及我國相似河流典型船型的尺度特征,針對各河

流未來發展船型特點,在CAD繪圖環境下,設計多種客船總體布置方案,并分析

各主要內河航運的規劃條件,最終確定船型技術經濟分析變值參數的取值范圍。

按照布置地位型船主尺度優化步驟(見圖3),根據變值參數范圍,采用網

格法,在VB環境下計算所有船型方案進行技術經濟計算。海南省各主要內河船

型技術經濟分析思路與方法相似,下面以海南省主要河流雙層甲板型內河鋼質

旅游客船為例加以闡述,其余船型技術經濟分析過程從略,計算結果詳見附件。

16

圖3船舶技術經濟分析步驟

經編程計算出變值參數范圍內所有船型方案的技術經濟性指標,并在

MATLAB環境下,以船長為橫坐標,船寬為縱坐標,繪制船型參數對技術經濟衡

準指標影響的分析曲線。

①同一載客量下,船型參數對技術經濟性影響分析

以100載客量為例,0.7m吃水下船型參數對必要貨運費率和人均面積的影響

曲線如圖4所示,其余影響曲線見附圖。圖中黑色實線為必要貨運費率等值線,

紅色粗實線為人均面積等值線。

17

圖40.7m吃水、100載客量下RFR隨船型參數變化圖

從圖4中可見,在同一載客水平下:

A.隨船長的增加,RFR增大;隨著船寬的增加,RFR增大;隨著人均面積的

增加,RFR增大。因此在保證船舶技術性和一定的舒適度下,船長、船寬取小值

更有利于船舶的經濟性;

B.隨著吃水的增加,RFR減小。因此在航道條件許可下,取大的吃水對經濟

性有利。

C.在相同人均面積下,隨船長的增大,RFR減小,隨船寬的增大,RFR增大。

②各人均面積下,船型參數對技術經濟性影響分析

因不同吃水,不同人均面積下,指標變化規律大體一致,以0.7m吃水為例

加以說明。人均面積為1m2下,載客量、必要貨運費率、單位周轉量油耗、橫搖

周期隨船型參數變化曲線如圖5所示。圖中,藍色實線為載客量等值線,紅色粗

實線為典型載客量等值線;藍色虛線為單位周轉量油耗等值線,黑色虛線為橫

搖周期等值線,黑色實線為必要貨運費率等值線。

圖5船型參數對技術經濟性指標影響曲線(0.7m吃水、人均面積為1m2)

從圖中可看見,在同一人均面積下:

A.隨著船長的增加,載客人數增大;隨著船寬的增加,載客人數增大;

B.隨著載客人數的增大,單位周轉量油耗減小,RFR降低。而對于同一載客

量,隨著人均面積增大,船舶尺度加大,RFR增大,單位油耗增大。

(3)技術經濟分析結論

18

通過上述分析可知,當運輸量充足,且航運條件許可的前提下,較大船舶

尺度,可增強船舶載客能力,單位周轉量油耗減小,RFR下降,對經濟性有利;

當運輸需求有限時,船舶載客量太大,則會造成浪費,對船舶營運經濟性不利。

而對于給定的載客量,在保證船舶技術性和一定的舒適度下,較小的船舶

平面尺度更有利于船舶的經濟性。船舶尺度對技術經濟性的影響取決于其外部

的通航環境條件。

2.船舶尺度限制條件分析

(1)制約因素對最大船型的影響分析

內河旅游客船最大船型主要受制于運輸需求、航運基礎設施條件、船舶技

術經濟性以及河流的環境承載能力和船舶航行安全性等因素。

①航運基礎設施因素

海南省主要內河的航運基礎設施對未來旅游客運船舶最大尺度的限制情況

見表7。該表所列的航運基礎設施許可的船舶最大尺度組合的方案并不一定是可

行的船型方案。為此,應根據技術經濟分析結論,經進一步論證,方可得出滿

足航運限制條件下技術經濟性能較佳的最大船型,其對應的尺度即為航運限制

條件下的最大船舶尺度。

表7航運基礎設施許可的船舶最大尺度

最大船長最大船寬最大吃水最大船高

名稱

(m)(m)(m)(m)

南渡江11015.41.4暫缺

文昌河609.40.8無橋梁

萬泉河437.70.76.5

三亞河437.70.72.5

航運限制條件下海南省主要內河技術經濟性能較佳的最大船型確定過程相

似,下面以萬泉河雙層甲板型內河鋼質旅游客船為例加以闡述。

首先在船型參數對技術經濟性指標影響曲線圖上加入航運條件限制線,即

圖中黑色粗虛線,具體見圖6。

19

圖6航運條件限制下船型參數對技術經濟性指標影響曲線

(0.7m吃水、人均面積為1m2)

由圖6及附圖可知,最大船型應是緊鄰限制線,且技術經濟性能較優的船型

方案。基于各人均面積下船型參數對技術經濟性指標影響曲線,按照萬泉河現

有船型特征參數如L/B和B/T范圍,組合各主要內河符合航道條件的最大船舶尺

度可行方案。通過2.1所述計算平臺論證,最終得到滿足航運限制條件下,技術

經濟性能較佳的萬泉河旅游客運船型最大尺度,具體見表8。按與萬泉河雙層甲

板型內河鋼質旅游客船最大旅游客運船型尺度確定相似的思路和方法,最終得

到的南渡江、文昌河、三亞河最大旅游客運船型及其尺度見表8。

表8滿足航運限制條件下的各主要內河船舶最大尺度

總長船寬吃水參考載客位級

航域

(m)(m)(m)(人)

南渡江45.27.81.4300

文昌河42..97.20.8200

萬泉河38.16.80.7150

三亞河38.16.80.7150

②運輸需求因素

海南省主要內河2015~2030年客運量預測見表3-3。根據相關部門初步判

斷,海南省內河旅游將會呈現季節不均衡性的特征。但因相關數據匱乏,無法

20

求得不均衡系數,在此只能初步將年預測客運量平均到各航次,匡算主要內河

每航次平均運輸需求量。

根據調研,預計南渡江未來可能開展水上夜間游覽觀光項目,故每天按14

個往返航次計,其余河流船舶則按每天12個往返航次計。由于萬泉河旅游開發

較早,目前已存在有2個簡易碼頭,該河流年客運量可考慮由兩個碼頭來分攤。

基于海南省各主要內河的年客運預測量,年營運時間取310天,按上述思路

和方法可初步測算出每航次最大載客量,具體如表9所示。

表9滿足運輸需求下每航次載客量測算

平均運輸需求(萬人)每航次載客位級(人)

平均

航道運距

航次2015年2020年2030年2015年2020年2030年

(km)

南渡江1014150240410150250450

文昌河8.312508014060100200

萬泉河5.4124006501100250400750

三亞河61280130220100150300

在現有的測算平臺下,為完成預測的年運輸量,海南省各主要河流旅游客

運船舶最大載客位級即是表9中測算出的每航次載客位級。從表中可見,若要實

現2020年、2030年的客運預測量,海南各主要內河通航環境條件需要有很大的

改變。考慮現實可行性,在此以2015年近期規劃為基準,進行最大船舶尺度分

析。

根據各河流最大船舶的載客位級,按照船型技術經濟分析思路和方法,經

多學科綜合優化論證,最終得到海南省主要內河最大客位級下技術經濟性能較

優的最佳船型尺度。海南省主要內河滿足運輸需求條件下的最大船舶尺度見表

10。

表10海南主要內河滿足市場需求最大船型尺度

載客位級總長船寬吃水

航域

(人)(m)(m)(m)

南渡江15038.16.80.7

文昌河6022.85.70.6

萬泉河25050.18.00.9

21

三亞河10029.36.10.7

③環境因素

根據有關環境承載能力分析結論,未來海南省主要內河旅游客運船型發展

的規模和最大船型將與各河流水環境總承載力相關聯。基于掌握的資料,為便

于量化,在此主要從通航河段工業和船舶的污染排放出發,來測算海南省各主

要河流COD和油類兩個污染指標承載力。

A.工業污染量測算

根據《規劃環評報告》,各主要內河工業污染排放指標見表11。

表11各河流工業污染排放量(kg/d)

主要內河COD

南渡江73

文昌河86

萬泉河11

三亞河73

注1:工業污染油類排放為0。

B.船舶污染量測算

(a)計算前提

a)船舶生活污水

船舶生活污水量主要取決于船員的數量。依據《中華人民共和國船舶最低

安全配員規則》配備船員,人均生活污水排放量按人均日用水量的80%計算,人

均日用水量取220L/人?日,污水中COD濃度按凈化處理后的15mg/L計。

b)船舶含油污水

內河船舶含油污水的產生量按船舶主機功率計,每1000kW·h平均產生機

艙油污水0.5t。

船舶油污水中,經處理后石油含量為15mg/L(未處理的機艙艙底的含油污

水含油濃度高達1000ppm)。

根據油污水的組成,油污水中COD的含量為石油含量的13.35倍。

(b)典型船舶污染量測算

22

以萬泉河250客位的船舶為對象,經初步測算,為完成2015年運輸量,折算

后船舶每日排放的COD約為2.54kg,油類約為0.048kg。

C.結果分析

以上對主要內河污染排放量的測算,僅考慮了工業污染和油類污染,且船

舶生活污水、含油污水均按凈化達標后排放計算的。從目前的計算平臺測算出

的結果可見,其對水體的污染問題尚不突出。但若不采取有效措施,嚴格管理,

船舶上的生活污水和含油污水對水體的污染將會日益嚴重。

此外作為船舶主要污染源之一的固體廢棄物,因沒有合適的量化標準,本

研究中沒有計入。但其對水體環境的污染是不能忽略的。旅游客運船舶的固體

廢棄物可分為兩類,一類是生活垃圾,另一類是生產廢棄物。如果固體廢棄物

任意排放,就會對水體產生污染,對環境產生危害,加強固體廢棄物的管理至

關重要。

④航運安全因素

海南內河生態旅游航道標準亟待研究,其航道的歷史和現狀數據還很缺乏。

相比小型船舶,大型化船舶通過橋梁、航道轉彎處出現安全隱患的概率將可能

有所增加。

船舶一旦出現“超吃水”行為,將直接導致破壞航道條件,擾亂航行秩序,

致使船舶滯留,制約經濟發展等后果。船舶若不按航道維護水深留足富裕水深

營運,航道安全難以控制、存在一定的安全隱患。

(2)海南內河旅游客船限制尺度分析

綜上所述,海南內河旅游客運發展船型最大尺度主要受制于運輸需求和航

運限制條件的影響,其次環境因素和航運安全因素也不容忽視。運輸需求和航

運限制條件對船舶最大尺度的影響見表12。

表12制約因素對船舶最大尺度的影響(2020年前)

總長船寬吃水參考載客位級

航域制約因素

(m)(m)(m)(人)

航運基礎設施45.27.81.4300

南渡江

運輸需求38.16.80.7150

文昌河航運基礎設施42.97.20.8200

23

運輸需求22.85.70.660

航運基礎設施38.16.80.7150

萬泉河

運輸需求50.180.9250

航運基礎設施38.16.80.7150

三亞河

運輸需求29.36.10.7100

由表中可見,在當前的研究平臺下,南渡江、文昌河、三亞河2020年前規

劃建成的內河航道可通行船舶的載客能力遠遠高于市場需求,因此其最大船型

尺度受限于運輸市場需求;萬泉河2020年前規劃建成的內河航道條件遠遠不能

滿足市場需求,因此萬泉河最大船舶尺度受限于航道條件。

綜合考慮航道、橋梁等航運基礎設施條件的限制、運輸需求、航道的環境

承載能力以及船舶技術經濟性、船舶航行安全性等因素,最終制定出2020年前

海南省主要內河旅游客運發展船型限制尺度如表13所示。

表13海南省主要內河旅游客運發展船型限制尺度(2020年前)

最大船長最大船寬最大吃水參考載客位級

航域

(m)(m)(m)(人)

南渡江38.16.80.7150

文昌河22.85.70.660

萬泉河38.16.80.7150

三亞河29.36.10.7100

(二)海南省主要內河旅游客運船型主尺度系列制定

1.總體思路與方法

(1)以海南各主要內河最大船型尺度為上限,以各河流最小船型主尺度為

下限,確定論證參數范圍,并按照布置地位型船主尺度優化步驟進行第一次大

網格法變值計算,分析出船型參數對船舶技術經濟指標的影響趨勢,從而確定

各客位級船型較佳尺度范圍。

(2)在上一步確定的各客位級船型參數變化范圍內,基于VB環境下進行第

二次細網格法組合方案進行變值計算,采用多學科綜合優化技術,最終得到各

客位級技術經濟性能較高的旅游客運船型主尺度及參數;

24

(3)為進一步探討市場變化對船舶技術經濟性的影響,論證中采用圖表形

式顯示參數變化對最佳船型技術經濟指標的影響;

(4)根據上述分析結論,在對船舶技術經濟性能影響不大的前提下,從實

用性和可操作性角度出發,最終制定出海南省主要內河旅游客運發展船型主尺

度系列。

2.第一次大網格法變值計算

根據海南省主要內河實地調研和未來各主要內河旅游開發規劃構想,分析

各內河人文景觀和航運設施條件存在的差異,繪制各河流船型布置草圖,確定

船型論證參數的下限值,依據各河流船舶最大尺度標準確定論證參數上限值,

最終得到論證參數變化范圍,同時為滿足不同的運輸需求,以海南省各河流最

大船型為上限,并根據船型特點考慮一定的級差,最終確定出各河流旅游客運

船型的載客位級和參數變化范圍。

海南省各主要內河船型優化論證步驟和方法相似,下面以萬泉河100客位級

雙層甲板型內河鋼質旅游客船為例加以闡述。其余船型優化論證過程從略,計

算結果詳見附件。

按船型論證步驟(見圖3),基于VB環境,在論證參數范圍內采用網格法進

行船型方案組合,經編程計算出所有船型方案的技術經濟性指標。在MATLAB環

境下,以船長為橫坐標,船寬為縱坐標繪制不同吃水船型參數對技術經濟衡準

指標影響的分析曲線,具體見圖7-9。圖中黑色實線為必要運費率等值線,藍色

實線為橫搖周期等值線,藍色虛線為單位周轉量油耗等值線,紅色粗實線為人

均面積等值線,藍色粗虛線為長寬比等值線。

25

圖70.5m吃水、100載客量下技術經濟指標隨船型參數變化圖

圖80.6m吃水、100載客量下技術經濟指標隨船型參數變化圖

26

圖90.7m吃水、100載客量下技術經濟指標隨船型參數變化圖

分析圖中曲線可知:

(1)隨著船長的增加,船舶必要貨運費率增加;隨著船寬的增加,船舶必

要貨運費率增加;隨著人均面積增大,船舶必要貨運費率增加;

(2)隨著船長的增加,船舶單位周轉量油耗增大;隨著船寬的增加,單位

周轉量油耗增大;

(3)隨著船長、船寬的增加,船舶人均面積增大,船舶舒適性好;

(4)隨著吃水的增加,RFR減小,船舶單位周轉量油耗減小。

由此可知,不同的衡準指標對應的較佳船型參數組合存在一定矛盾,每個

船型參數的變化往往在改善某些衡準指標值的同時,又降低了其它一些指標,

因此必須全面權衡,綜合尋優。

根據對萬泉河現有典型旅游船型分析結論,在圖7~9中,觀察藍色粗虛線(即

L/B等值線)和紅色粗實線(即人均面積等值線),綜合考慮船舶技術經濟性,

在保持一定的船舶舒適性下,選出萬泉河100客位級鋼質雙層甲板型船舶較佳的

論證參數范圍。

3.第二次細網格法變值計算

根據萬泉河100客位級雙層甲板型內河鋼質旅游客船較佳的論證參數變化

范圍內,基于前述的研究平臺,進行第二次細網格組合船型方案,按照步驟進

行所有船型方案的技術經濟性計算。分析計算結果,當船舶設計航速在15~

27

20km/h范圍內,其最佳船型尺度方案基本趨于一致。在滿足市場需求前提下,

分析不同航速對船舶營運經濟性的影響如表14所示。

表14不同航速下最佳方案經濟指標值

總長船寬吃水主機功率航速單位周轉量油耗必要運費率

(m)(m)(m)(kW)(km/h)(g/人.km)(元/人.km)

62×215.019.360.82

27.505.600.782×217.6714.161.50

98×219.2117.352.21

由表14可知,在滿足船舶技術性能和完成一定市場客運需求前提下,適當

降低船舶航速,有利于船舶的營運經濟性。但根據實地調研可知,考慮萬泉河

未來航運條件,船舶設計航速建議在17km/h左右,因此選擇單機功率82kW方案

為萬泉河100客位鋼質雙層甲板的最佳船型方案,該方案的成本構成見圖10。

圖10萬泉河100客位級最佳船型方案營運成本構成

由計算結果可以看出,在現有的成本構成平臺中,燃油費占整個運輸成本

的比重最大,如要提高船舶營運經濟性,應采取節約油費,選用與船型匹配的

主機,采用經濟航速營運等措施,改善船舶營運經濟性。

4.敏感性分析

為進一步探討市場變化對船舶技術經濟性的影響,研究中首先分析了燃油

價格、船價、單航次停泊時間等經濟參數變化對最優方案的影響。結果顯示,

必要運費率對燃油成本變化最為敏感,其次是船價,再次是航次停泊時間。因

此,控制耗油和加強營運管理對改善船舶營運經濟性有十分重要的意義,應注

28

意在實際營運操作時,通過合理調度,合理設計航班航次,采用合適航速等方

面,控制運輸成本。

其次,考慮到航線載客情況的不均衡性,分析了載客量變化對船舶技術經

濟指標的影響度。從計算結果可見,在現行計算平臺下,載客量對必要運費率

的影響很顯著,隨著載客量的減小,必要運費率增加,當載客量低于一定值時

會導致必要運費率指標的急劇惡化。當單航次載客量為48人(載客率48%),必

要運費率將比滿載時增大60%,當單次載客量小于48人時,必要運費率將急劇惡

化。

5.萬泉河各客位級旅游客船優化論證

按與萬泉河100客位級雙層甲板型內河鋼質旅游客船的最佳船型方案確定

相同的思路和方法,對萬泉河其他客位級雙層甲板型內河鋼質旅游客船進行了

優化論證,其最佳船型方案見表15。

表15萬泉河各客位級旅游客船主要技術經濟指標(鋼質雙層)

載客位級(人)20406080100150

總長(m)12.418.5320.7923.0527.5035.6

船寬(m)34.45.25.25.66.4

吃水(m)0.50.50.60.70.70.7

主機總功率(kW)25×244×262×282×282×2158×2

航速(km/h)17.8118.0718.0118.2917.6718.01

單位周轉量油耗(g/人.km)24.1223.7621.7718.1914.1610.22

必要運費率(元/人.km)2.222.171.681.571.501.37

采用適用的計算模型,按與萬泉河100客位級雙層甲板型內河鋼質旅游客船

的最佳船型方案確定相同的思路和方法,對萬泉河各類旅游客船進行了優化論

證,其最佳船型方案見表16~18。

表16萬泉河各客位級旅游客船主要技術經濟指標(鋼質單層)

載客位級(人)20406080100150

總長(m)15.120.422.825.229.338.1

船寬(m)3.64.85.75.76.16.8

吃水(m)0.50.50.60.70.70.7

主機總功率(kW)25×244×262×282×282×2158×2

29

航速(km/h)17.2617.5217.517.4217.0117.12

單位周轉量油耗(g/人.km)26.0225.4323.2420.1516.3212.34

必要運費率(元/人.km)2.382.211.761.731.641.50

表17萬泉河各客位級旅游客船主要技術經濟指標(玻璃鋼雙層)

載客位級(人)20406080100150

總長(m)10.817.8

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