超大型滿載無動力散貨船舶靠泊的關鍵技術分析
——以大連港18萬噸級“勝利”輪無動力靠泊礦石大碼頭操作為例

惠恩琳 大連港引航站

1.超大型滿載無動力散貨輪靠泊的技術難點梳理

超大型滿載無動力散貨輪在靠泊時存在眾多不確定因素，進而導致不同靠泊技術難點。靠泊技術難點是不確定因素的載體，雙方存在辯證關系，即：不確定因素能夠影響靠泊技術難點，不同的靠泊技術反作用于不確定因素。因此預判不確定因素并加以利用，辯證關系上可以實現靠泊作業安全完成的設想。

超大型船舶有兩大區六小類操縱技術難點，它們是：操縱能力不佳、提速及停船能力不佳、錨的作用不佳；水域對操縱影響較大、風流對自身影響較大、自身對拖輪依賴較大。

1.1 滿載船舶的自身操縱技術難點

滿載船舶自身操縱技術難點一言蔽之：慣性較大。

1.2 無動力船舶自身操縱技術難點

無動力船舶自身操縱技術難點是：自身無動力，完全依賴拖輪協助，由此產生的弊端是：因拖輪馬力不同而產生不同的操縱性；因拖輪型號的不同而產生不同的操縱性；因拖輪人為因素不同而導致的不同操縱性。

1.3 技術難點歸納

航運界關于超大型船舶的操縱、滿載船舶操縱、空載無動力船舶操縱已經具有一整套完善的理論研究及實踐證明，但是將三大操縱難點集合于一體的超大型滿載無動力船舶的靠泊操縱研究，目前還處于空白階段.因此，理論上對于該種操縱作業的支撐較少。因實踐機會罕見，導致該種作業的技術難點的特點是：一加一大于二。

2.超大型滿載無動力散貨輪技術難點克服

2.1 流對超大型滿載無動力散貨輪的影響及克服流要素影響分析

超大型滿載無動力散貨輪的靠泊速度受拖輪馬力影響。按現行世界通用拖輪馬力分析，能夠執行拖帶該種船舶的拖輪馬力在4000匹到6000匹之間。靜水情況下拖帶速度一般為3到4節左右。因此，該種拖帶作業的編隊航行速度極低，受流作用明顯。

下面以大連港靠泊18萬噸滿載無動力礦石船“勝利”輪靠泊大連港礦石碼頭為例對流影響進行分析：

①碼頭概況。大連港礦石碼頭始建于2002年7月，于2004年6月7日正式接卸第一條鐵礦石船，是中國東北地區承接進口礦石的主要港口。礦石碼頭位于大孤山半島東南端，具備接卸40萬噸礦船資質，碼頭混礦業務繁忙，日常靠離礦船頻繁。本次 “勝利”輪為18萬噸級滿載礦船，滿載吃水18.3米，由于主機故障，需無動力靠泊礦石大碼頭，操作難度巨大，這也是礦石碼頭有史以來無動力靠泊最大的一條船。

大連港礦石碼頭由1個30萬噸兼顧40萬噸級礦石專用碼頭和1個15萬噸級轉水碼頭組成，大碼頭為棧橋式，引橋長465米，泊位長450米，前沿水深-25米，調頭區水深-23.7米，直徑850米，航道水深-23.7米，碼頭走向053---233度。

②船舶概況。船名“勝利”（M.T.AQUAVICTORY)船長292米，型寬45米，載重噸182060噸，凈噸41829噸，滿載卸貨178348噸鐵礦石，進港吃水18.3米，該輪主機故障，無動力。導航助航以及舵設備正常。如表1。

③受流影響分析。在航行期間，該輪航行速度始終存在1節以內的變量。一方面是因航行速度緩慢，流速流量變化導致同一拖輪馬力下船速發生變化；另一方面是因航向發生變化，導致流對船舶作用交角變化，從而導致流對船的作用產生變化。以2020年6月3日大連港“勝利”輪靠泊礦石碼頭流向舉例，如表2。

見表2可知，流向的變化、時間的變化（時間變化則流速變化）、對大船的影響也存在不同變化范疇。

上述兩種變化，皆因大船航行速度較慢，流對其作用時間長、作用范圍大、作用效果明顯所致。通過式1可以計算流影響下的船速：

該種作用可參考以下方程計算，

表1 “勝利”輪基本情況表

表2 “勝利”輪作業中流向流速對大船影響表

表3 拖輪馬力及其數量配比表

2.2 風要素對作業影響及克服風要素影響分析

風對滿載船舶影響較小的前提是風力在影響船舶法向運動之下。換言之：風力必須滿足不能夠影響大船法向運動的條件。此外，風致涌浪對大船的運動及拖輪拖帶效果也會巨大影響，考慮到作業安全系數，必須將風致涌浪的影響降至最低。風對船速影響可通過式2進行計算：

風對大船法向運動方程式如下：

通過以上理論方程式，結合實踐工作經驗，本文提出風力標準及風致涌浪作業標準為：

（1）風力小于等于6級（12米每秒）

（2）涌浪小于等于1 米，拖輪能正常發揮效能

（3）能見距離大于等于1海里，靠泊作業應在白天進行。

（4）富裕水深按照最大吃水10%計算，該輪航經水域水深均滿足此項要求，避免乘潮。

2.3 拖輪要素對作業影響及選配拖輪的要素分析

拖輪是該種作業的重點要素，也是超大型滿載無動力船舶靠泊的關鍵點。拖輪的選派應選擇大馬力拖輪。如果港口配備拖輪不足，則拖輪的使用必須滿足以下條件：協助拖輪靠泊6艘，單拖輪馬力大于等于4200HP,其中6000HP以上拖輪不少于2艘，5000HP以上拖輪不少于2艘。如表3。

拖輪操縱關鍵要素分析及舉例：

拖輪的拖帶位置必須滿足可進可退，可橫向法向位移的要點。針對超大型散貨輪船型特點，可以總結歸納為：

第一帶纜原則：航行期間，前一后一側四的拖輪帶纜模式。如圖1。

前一及側四擁有使大船前進縱向速度的要素。其中前一起到主導因素效果。

后一擁有減緩縱向速度的要素。

第二帶纜原則：靠泊期間，前一后二側三的拖輪帶纜模式。如圖2。

前一拖輪擁有使大船有前進縱向速度的要素。

后二拖輪擁有使大船有后退縱向速度的要素。

側面三條拖輪擁有使大船產生橫向位移能力的要素。并結合橫向法向速度加以調整頂推力度大小。

實踐舉例：2020年6月3日1250大連港兩名引航員于”勝利”輪錨泊位置登輪（GPS位置LAT38°54.4′N LOT122°04.2′E),當時氣象條件 南偏東風5級，涌浪浪高1米左右，視線3海里，潮水，0738 295 1357 69 1952 276 0208/4，如表4。

拖輪馬力配備：配備，連港49,50馬力7200HP 連港40馬力6500HP 連港33馬力6000HP連港28馬力5000HP 連港27馬力5400HP，其對大船操縱效果影響 如柱形表5。

由柱形表可知，在實際操縱中，7200匹馬力拖輪對大船影響效果最佳。但5000匹馬力拖輪也可以產生可以預期的正面影響。

具體拖輪使用辦法舉例：

引航員與船長互相交換引航信息，制定了拖輪帶纜及靠泊方案，根據錨位當時情況預設進港航線，根據潮流情況預設到達航道口及碼頭外沿時間。引航員和船長達成共識，這種無動力滿載礦船，方形系數大，慣性大，操縱困難，必須彼此密切合作，謹慎操縱，確保安全。拖輪安排如下：考慮到大船無動力只能由拖輪提供向前和向后的動力，船首正中分派最大馬力的拖輪連港49，放纜長度150米以上，進行吊拖，提供大船向前的動力，并且可以通過向左向右轉改變拖纜的方向協助大船變向。另一條最大拖輪連港50船尾正中帶纜，放纜長度超過150米，主要是提供大船向后的動力，為大船減速，也可通過向左向右調整拖纜方向協助大船變向，在需要大船向前加速時，可以收纜，位于船尾正中頂推。連港33和連港40分別位于大船左右兩舷船首位置旁拖帶纜，拖輪出首纜帶在大船艏樓纜樁上，大船出拖輪尾纜，帶在大船主甲一艙附近纜樁上。連港33和40采用旁拖方式，可以協助大船加速，減速，轉向等操作。連港28,27分別位于大船左右兩舷船尾靠近駕駛臺前帶纜，只帶一根拖輪頭纜，位于大船直線段平面部位，主要作用是通過頂推或者吊拖大船尾部，使大船變向。因為大船向前運動轉心靠前，這個部位頂推或者吊拖離轉心較遠，力臂長，力矩大，更利于大船轉向。

圖1

圖2

表4 “勝利”輪作業氣象條件一覽表

表5

圖3

1320按照引航員按要求帶妥拖輪纜繩，報告VTS申請起錨進港，并播發船舶動態，提醒周圍船舶協調避讓。1330錨離底，選擇航線距離錨泊船1海里間距，并搶占上流方向，慢慢加速駛出錨地。

1400船速加至3節，利用拖輪連港28，27，輔助用舵，調整大船航向，各拖輪反應工作情況正常，拖纜受力情況良好。采用船尾正中拖輪連港50收纜上來全速頂推船尾繼續加速。1500駛出錨地，采用大弧航線，繞開錨泊船。此時航向210°，船速4.2節。由于偏東南風，落潮東北流，左舷船頭涌浪較大，拖輪33左右搖晃嚴重，拖纜受力磨損較大，為了安全起見，大船立即減速，并把連港33和40，尾纜解掉，然后采用吊拖方式分別位于連港49兩側。各拖輪正常作業后繼續加速。如圖3所示。

1700航道延長線4.5海里左右，航向340°船舶拖帶速度5.5節，各拖輪配合正常有序，按照預定計劃正常前進。此位置為大窯灣和新港進出口船航道，來往船只較多，保持正規瞭望，加強聯系，協調避讓，并慢慢減速航行。

1730航道外2海里減速至4節，船位擺在航道中心線延長線稍偏左一側，因為當時為NE 流，并調整航向，采用小角度，分段轉向，使大船慢慢駛向航道。左側連港33和28解纜，然后分別帶在右舷，28帶在右舷船頭第二位，33帶在右舷船尾最后一位。如圖4。

1800進入航道口K2浮筒，船速降到3節，此時船頭連港49停拖，主要利用向左向右轉向控制航向，船尾連港50放長纜倒車減速。此時已換流，流向SW，流速較緩。

1840到達調頭區，航速0.7節，此時船位是入泊的關鍵，橫距碼頭400米，流向SW,流速0.7節，頂流右舷受流，航跡線慢慢壓向碼頭前沿，通過連港40，連港33放纜倒車控制入泊速度和角度，并利用船首外張減小流壓角，控制攏速。當距碼頭橫距150米時，進一步減少艏向與碼頭的夾角，利用連港49和50控制大船前后速度，對好泊位旗，保持大船縱向速度為0.靠攏速度控制在0.3節以下。

圖4

圖5

1905船接近碼頭，船首向053°與碼頭平行，靠泊速度5cm/S，1910貼上碼頭靠墊，連港40,28,27,33全速頂住，開始帶纜。

2000帶纜前后224完畢，解拖輪，引航員下船。本次拖航距離20.3海里，用時7個多小時。AIS運動軌跡如圖5所示。

2.4 超大型滿載無動力船舶靠泊的技術協調。

人員選擇為：適任引航員，高級引航員一名承擔主引責任，一名一級引航員協助。

受人員選擇影響的其他因素協調：操縱預案，應急措施，及注意事項：

（1）靠泊時段。船舶一般為左舷靠泊碼頭，且進入航道及完成靠泊作業需選擇白天頂流（西南流）時段進行，即當日高潮頂前兩小時左右進入航道，高潮頂前0.5小時左右完成靠泊作業。以“勝利”輪為例：大連引航站根據國家海洋局出版的2020年潮汐表，6月3日大連港，高潮1951 潮高276，選擇 進入航道完成靠泊的時段為1750---1920。

（2）拖輪要求.港作拖輪應在引航員錨地登輪時全部到位，按照引航員要求帶好纜繩。

（3）碼頭要求.船舶靠岸前應該做好靠泊的一切準備工作，船頭船尾跑開岸機，碼頭指導員應配備能與引航員進行通話的對講機，以保證該輪靠泊期間能夠與引航員保持有效的聯系溝通。碼頭應配備熟練的系解纜工人，按照操作規程快速有效的帶好纜繩。

（4）船員配合要求。船長應了解操縱預案，駕駛臺導航助航儀器正常工作，舵機正常工作，船員應了解拖輪帶纜方式，備好拖帶用纜和系泊用纜。

（5）注意事項。各方人員應密切配合，做到協調一致，確保拖航作業過程中的人身安全，杜絕冒險和違章作業，拖航過程中應派專人查看拖纜磨損狀況，無關人員應遠離拖纜，避免拖纜突然崩斷時造成意外傷害。作業中要加強觀察分析，不斷修正作業方案使每一個操作步驟都留有充分的余地，并采取最佳的操縱動作。

（6）應急措施。拖航過程中應全程備雙錨，如果突遇大風大霧等惡劣氣象，應充分利用港作拖輪，以及大船舵錨，采取安全措施。必要時選擇合適的地方下錨。引航員和船長有權根據當時環境和情況，采取對安全最有利的措施，或者終止靠泊作業。

3.結語

超大型無動力滿載船舶，方型系數大、慣性也大、起速、轉向、制動困難，船舶操作者應足夠重視。基于關鍵性因素，在作業前研究好可行方案，克服風流氣象等不利因素影響、合理安排拖輪配置、采用最佳帶纜方式、控制好船位、利用攏流流速角度及各方面密切配合以確保安全靠泊。在通用解決辦法中，要重點考慮超大型滿載無動力船舶的關鍵技術要素，將第一帶纜原則、第二帶纜原則等關鍵因素點有序分配，按照對立統一的原則實踐操作。