淺談船舶充足穩性

◎ 陳沛偉　南海航海保障中心廣州航標處

淺談船舶充足穩性

◎ 陳沛偉南海航海保障中心廣州航標處

確保船舶具有充足穩性是防止船舶傾覆的基本條件，本文分析了船員為確保船舶具有充足穩性有關計算、校驗及檢驗的操作現狀并提出相關措施及建議。

充足穩性 檢驗 建議

1.前言

船舶在海上航行時，因受到風壓力、波浪沖擊力等外力作用，使船體產生運動。其中最主要的一種運動形式，就是船舶的橫搖、如果橫搖幅度超過一定限度，就會導致船舶傾覆。船舶穩性的作用是當船舶在外力作用下發生傾斜而不致傾覆,當外力作用消失后,仍能恢復其原來狀態的能力。為防止船舶傾覆，IMO通過統計各類海損事故船舶的靜穩性參數,提出相應的界限,作為控制船舶穩性的判據，IMO于1993年通過了A.749（18）決議（《關于IMO文件包括的所有船舶的完整穩性規則》），并在1998年以MSC.75（69）決議對此進行了修正。但由于A.749（18）決議和MSC.75（69）決議均屬建議性文件，因此IMO根據20世紀中期以來收集的船舶營運統計和氣象衡準制定《2008年完整穩性國際規則》，該規則于2010年7月1日生效成為強制性要求。所以船舶滿足該規則的規定等同具有充足的穩性。以下分析船員為確保船舶具有充足穩性有關計算、校驗及檢驗的操作現狀并提出相關措施及建議。

2.船員在確保船舶具有充足穩性方面存在的困難

2.1船舶穩性資料不全、不在船或沒有及時更新

2.1.1公約法規的有關規定

應提供給船長經主管機關或認可組織批準的資料。穩性資料以及與船舶強度相關的裝載資料，應連同已經主管機關批準這些資料的證明隨時備在船上；如果船舶的任何改裝實質上影響到提供給船長的裝載或穩性資料，則應提供經修正的資料。必要時船舶應重新進行傾斜試驗；如果預計空船排水量的偏差超過2%，或重心縱向位置的偏差超過1%LS，船舶應重做傾斜試驗。

2.1.2無法計算船舶穩性或計算結果不準確

船舶所有載荷的重心高度及相關參數必須從船舶穩性資料中查取，也就是說沒有船舶穩性資料船員無法計算船舶穩性。如果船舶穩性資料沒有及時更新，直接影響船舶穩性計算的準確性。船舶穩性資料的準確性主要由以下因素影響：船舶設計或建造部門初次所提供穩性資料的準確性、日后船舶修理及改裝等。因為船員具有很強的流動性，而船舶也經常變換船東，容易造成船舶穩性資料未及時更新而未被船長發現。所以為確保船舶具有充足穩性有必要為船舶提供容易檢驗判斷船舶初穩性高度的裝置和方法。

2.2船舶穩性計算的復雜性

2.2.1SOLAS74公約和國內法規有關簡化船舶穩性計算的規定

應將主管機關同意的必要資料提供給船長以使他能用迅速而簡便的方法獲得有關各種營運狀態下船舶穩性的正確指導。這些資料應包括：確證符合有關完整及破損穩性要求的最小營運初穩性高度（GM）對吃水的曲線圖或表格，也可選擇相應的最大許用重心垂向位置（KG）對吃水的曲線圖或表格，或這些曲線等效的其他資料。

船長150m及以上的散貨船均應配備裝載儀，該裝載儀主要作用是提供主船體梁的剪力和彎矩資料。但裝載儀的配備也非常有利于船舶初穩性高度（GM）計算。在船舶裝載完畢和離港之前，船長應確定船舶的縱傾和穩性，并應查明和記錄該船是否符合有關規則的穩性衡準。船舶的穩性均應由計算得出。主管機關可以接受采用電子裝載儀和穩性計算機或與此等效設施。

韓國籍“歲月”號客輪傾覆事故現場

中國籍“皖神舟67”拖輪傾覆事故場

2.2.2 船舶初穩性高度計算的復雜性

盡管目前船舶穩性的計算得到了較大簡化。但是船舶初穩性高度的計算還存在不簡便。初穩性高度（GM）計算公式：GM=K M-KG=K M-（△LKGL+∑PiKgi）/(△L+∑Pi),式中；KM—船舶橫穩心距基線高度，m,可以根據平均吃水或排水量在靜水力參數表上查得；△L—空船排水量，t,可由船舶資料中查得；KGL—空船重心距基線高度，m,可由船舶資料查得；Pi—載荷重量，t；Kgi—載荷的重心距基線的高度，m；從初穩性高度（GM）的計算公式中可知穩性計算涉及的參數較多，比如空船重量及其重心高度，常數及其重心高度，各貨艙貨物重量及其重心高度，各壓載艙壓載水重量及其重心高度，各油艙油的重量及其重心高度，各淡水艙淡水重量及其重心高度，船員及旅客重量及其重心高度等各種載荷重量及其重心高度的數值，要準確計算船舶穩性需要準確獲得各參數數據，但是除固定載荷外可變載荷都需要船上人員測定，貨物資料需要由托運人（貨主）提供貨物密度、積載因數、貨物重心高度、貨物重量等，如果無具體可變載荷數據船長就很難準確計算。所以船舶初穩性高度的計算還受到外界因素的影響或存在人為計算錯誤的風險。

2.3船舶穩性判斷及檢驗現狀

在船舶穩性的計算中，由于各種誤差或人為計算疏忽影響，使穩性計算結果與船舶實際穩性狀況往往難以完全吻合。所以實船穩性判斷及檢驗非常有必要，以便能及時發現問題，并采取必要措施，確保船舶安全營運。

船舶穩性不足的癥狀：裝卸貨時，左右重量稍有不均，船立即偏向重的一側；使用一舷油、水時，船舶很快向另一舷傾斜；船舶受到較小的橫風時，船明顯傾斜；操船時用舵或使用拖輪、船身明顯橫傾，甚至絞松系纜也會引起橫傾且恢復緩慢；遇到意外情況（如甲板上浪、艙內出現自由液面）時，船舶出現永傾角。以上穩性不足的癥狀屬于粗略評估，當船舶穩性相當差時才能夠判斷，且判斷結果受個人主觀影響較大。所以判斷實船穩性是否充足需要通過檢驗的方法。

船舶穩性檢驗現狀：方法一是通過左右舷移動載荷檢驗穩性。檢驗方法：檢驗船舶停泊時的穩性，可以用左右舷移動載荷或一舷起吊貨物等方法使船舶產生一個橫傾角，以此檢驗船舶GM值。算式GM=P·Y/（△·tagθ），式中：P—橫向移動或起吊的載荷重量，t；Y—P的重心橫移的距離或起吊貨物的重心距離船舶中線面的橫向距離，m；GM—載荷移動前或起吊貨物前的初穩性高度，m。該檢驗方法涉及移動的載荷重量、移動載荷的橫向距離、排水量及傾斜角，該檢驗方法最大的不便利是船上難以找到合適的載荷和橫移距離的準確計算，所以船舶極少使用該方法檢驗船舶穩性。方法二是根據實測橫搖周期檢驗初穩性高度。船舶橫搖周期T是在指船舶橫搖一個全擺程所需的時間（s）。船舶的橫搖周期與初穩性有密切的關系。檢驗方法：船舶啟航后，駕駛員可以用秒表測定船舶的橫搖周期，并代入經驗公式求得GM值：T=0.58f[（B2+4KG2）/GM]1/2，式中：f—系數，根據船寬吃水比B/d查表；B—船舶型寬，m；d—船舶型吃水，m；KG—船舶重心高度，m；GM—未經自由液面修正的初穩性高度，m。對于船長不超過70m的船舶：GM=（C·B/T）2（m），式中：C—船舶橫搖周期系數，其值與船舶大小、形狀及重量分布等因素有關，一般貨船C=0.7-0.8。由于橫搖的周期測定受到風浪作用的影響，測定橫搖周期存在較大的誤差，如果風平浪靜時，船舶基本不左右搖擺，船舶橫搖周期也難以測定，所以該方法船員也很少采用，再有在船舶穩性資料中如果無相關f和C的數據就難以計算初穩性高度。

2.4船舶穩性不足導致船舶傾覆的案例

船舶具有充足的穩性是防止船舶傾覆的基本條件之一，但是每年都存在由于船舶穩性不足而導致傾覆事故。事故一：2014年4月16日，“歲月”號客輪載有476人在韓國全羅南道珍島郡屏風島以北海域意外進水并最終沉沒，僅有172人獲救。事故造成超過300人遇難。韓國大檢察廳得出結論，認為“歲月”號所屬船務公司為擴大載重量而改裝船體，破壞了船體的穩定性。事故二：2015年1月15日，“皖神舟67”輪在長江福姜北水道在進行旋回轉試驗中傾覆，并在短短20秒鐘內沉沒，事故導致船上25人落水。其中22人遇難，3人獲救。

3.船長為確保船舶具有充足穩性所采取有關措施和建議

3.1確保船舶完整的穩性資料在船并及時更新

船長應確保經船級社認可的船舶穩性資料在船，該資料應完整齊全。新上船的船長和駕駛員應在接班前熟悉船舶穩性資料，了解本船的穩性特點及穩性最差的裝載及壓載情況；了解有關影響穩性的操作限制。定期檢驗船舶穩性，如對穩性資料有懷疑時應通知公司安排核對并更新船舶穩性資料。當船舶有較大的修理和改裝后或累次修理改裝后空船重量變化超過2%要做船舶傾斜試驗并更新船舶穩性資料。

3.2確保船舶穩性計算的準確性

由于GM值計算涉及的載荷參數較多，有些參數難以確定，需要托運人或岸上人員提供，所以船長駕駛員必須嚴格把好貨物資料和計算關。假如船上不能獲得詳細的貨物資料，船長應通過估算的辦法，用偏于安全的計算方法，如集裝箱的重心不明時取集裝箱的體積中心所計算出的GM值偏小。船長駕駛員絕不能弄虛作假或者不計算，對船舶穩性心中無數。

3.3做好船舶穩性的核算

根據《法定規則》規定，并考慮對船舶安全的要求，船舶在核算其穩性時應注意以下事項：①對穩性衡準中各項指標的核算，都應計及自由液面修正；②未滿載液貨艙即裝載少于98%艙容高度應計自由液面的影響；③裝滿98%以上艙容的液體艙及存有通常剩余液體的空艙，可不計自由液面的影響；④無限航區船舶在使用冬季載重線或北大西洋冬季載重線的區域內航行，以及國內沿海船舶在冬季航行于青島以北時，應計及結冰對穩性的影響；⑤盡量避免船舶初始橫傾；⑥考慮到船舶在營運過程中外部條件的復雜性和變化性以及船舶自身狀態的改變等諸多因素的影響，如船舶隨浪航行、大風浪突襲、艙內貨物移動、貨艙進水等，船舶穩性按規則核算后雖已符合各項要求，但船長仍應注意船舶裝載和氣象、海況等狀況，謹慎駕駛和操作。在船舶遭遇到特殊情況或緊急情況而采取應變措施，應注意船舶的穩性，防止發生傾覆的危險。

3.4為船舶提供便利準確的穩性檢驗裝置

由于船員的流動性、工作量和工作壓力大等因素，為避免船舶穩性不足而造成傾覆事故，具體建議如下：為船舶安裝檢驗船舶初穩性高度的水柜，該水柜的體積要準確，水柜中心離船舶中線面的距離也經準確測量，并且該水柜大小要合適，在檢驗時該水柜裝滿，能使船舶產生明顯的橫傾角，再有為船舶安裝靈敏度、準確度高的船舶傾斜儀，提高橫傾角的讀取準確度。當船長需要檢驗船舶實際初穩性高度時注滿該水柜，讀取船舶橫傾角的變化，并把相關數據代入上述2.3所列的公式直接求取初穩性高度GM值。該裝置能簡便準確檢驗船舶穩性，船舶穩性不足或船舶穩性資料有誤差可以通過該檢驗裝置及時發現，為確保船舶具有充足穩性提供最后一道安全防線。

4.結束語

船舶具有充足的穩性是防止船舶傾覆的前提條件。然而船舶穩性計算的準確性受到船舶穩性資料、托運人（貨主）向船舶提供貨物資料的準確性、及時性、船舶修理改裝等因素影響，所以有時船長對船舶穩性是否充足沒有把握。目前船舶普遍存在檢驗船舶穩性不便利，如果船舶配有能簡便準確檢驗船舶穩性的裝置將解決以往對船舶穩性難以判斷的問題。再有目前相關公約法規沒有對檢驗船舶穩性的強制要求，建議IMO為船舶增加簡便準確的穩性檢驗裝置的規定。

[1]《國際海上人命安全公約》綜合文本.2009.

[2]《船舶法定檢驗技術規則》.2011.

[3]陳偉炯.《船舶傾覆事故原因及預防措施》.

[4]《2008船舶完整穩性國際規則》.