散貨船的水尺計量和激光量方探討

張秀和 中交天津航道局濱海公司

1.測量的基本原理

1.1 散貨船的水尺計量

水尺計量就是基于阿基米德定律：應用漂浮在水中的船舶重量和其所排開水的重量之間的關系這一基本原理，來計算船舶所載貨物重量的。水尺計量是通過測看船舶的水尺，計算其排水量，并測定船用物料，而后依船舶的準確圖表，計算散裝固態(tài)貨物重量的一種計量方法。

水尺計重一般適用于價值低、過磅困難的大宗散裝貨物，如煤炭、鹽、散化肥、礦砂、生鐵、廢鋼、石油焦、硫磺、磷灰土、鋁礬土等。

1.2 激光量方

顧名思義，此種方法是測量體積的一種方法?；驹硎歉鶕?jù)激光掃描物體并回收波，通過接收時間的長短判斷距離的長短，從而成像，根據(jù)成像的立體圖，使用超大型計算，計算出體積。

由于人工測量來船的體積比較困難、用時長、計算誤差大等因素，所以產(chǎn)生激光量方這種測量方法。

2.測量法律依據(jù)

2.1 水尺計量的法律依據(jù)

（1）中華人民共和國進出口商品檢驗法及其實施條例。

（2）進出口商品數(shù)重量鑒定管理辦法〔總局103號局長令〕。

（3）SN/T 3023.2-2012進出口商品重量鑒定規(guī)程第2部分—水尺計重。

表1 應用物理學的對比情況

（4）SN/TXXXX — XXXX進出口商品水尺計重規(guī)程。

2.2 散貨船激光量方的法律依據(jù)：

沒有發(fā)現(xiàn)任何相關的法律法規(guī)，有對此測量相應的規(guī)定。這是一種新型的測量方法，有可能還沒有被列入允許范圍。從網(wǎng)上能夠查到一些小型的激光測量儀器，激光端是固定的，測量物體比較小，比較規(guī)則，這樣的激光測量會比較準確。但是散貨船的激光測量，有待繼續(xù)論證。

3.應用物理學的解釋

應用物理學的對比情況見表1。

4.激光量方的缺陷

在實際的工作中，我們所接觸到的海船，deadweight是5萬和7萬噸的，這些船舶水尺資料比較完善，大部分經(jīng)過長時間的檢驗是沒有問題的，但無法使用我們當前的激光設備測量。所以海船的測量全部是水尺計量。海船轉(zhuǎn)運船舶用的是皮帶沙船和橫機墩船，這樣的大船全部是水尺計量，轉(zhuǎn)運船舶全部是激光量方。

使用激光測量時，激光掃描儀是由測量人員背在身上掃測，探頭高于頭頂，旋轉(zhuǎn)探頭通過旋轉(zhuǎn)發(fā)出和接收探測波，探測頭是一個大約5cm的長方形窗口，向上10°角、向下30°角（有可能會改進），盲區(qū)的距離已經(jīng)顯示。

（1）由于光是直線傳播的，所以可以得出激光量方的盲點，艙口上面中間最大的高度為3.06米（不同船舶，不一樣），由于船舶的裝載限制，裝載高度不能高于此高度，所以此高度以上船頭方向為費方。假設高度是2米，關于盲區(qū)的存在見上圖底部3.46米，指的是從艙口到測量到的地方，假設從駕駛臺頂部高度是7米，那么12.12米是指從駕駛臺上到能夠測量到位置。雖然是轉(zhuǎn)圈掃測，但是盲區(qū)是無法避免的。

圖1 1#船

圖2 2#船

圖3 3#船

圖4 4#船

圖5 5#船

（2）由于船舶的正常搖擺，勢必造成測量的誤差。我們測量的船舶船寬大約19米，測量人走在倉口圍上寬度大約15米，那么船舶橫搖一度，左右相差大約15cm。誤差無法消除。

（3）由于坐標系的重復覆蓋，致使誤差加大。

（4）人員使用測量設備的過程中，對測量人員身體的傷害，不得而知，據(jù)測量人員反映有頭痛的現(xiàn)象。

（5）該設備有沒有經(jīng)過測量監(jiān)督部門發(fā)放的合格證。

（6）由于沙子存在密實度的問題，在不同的時間丈量的數(shù)據(jù)是不一樣的。我們可以做一個簡單說實驗，把一下沙子裝載試管中，然后用把沙子夯實，可以發(fā)現(xiàn)，夯實前后的高度，或者體積變化比較大。誤差非常大，所以遠洋運輸船沒有采用此種方法測量。

（7）遠洋船舶水尺丈量的誤差是千分之五，但激光測量的誤差無法確定。

（8）激光測量儀工作有效距離及合理性，沒有真實的數(shù)據(jù)支持。

表2 同一條沙船的測量數(shù)據(jù)

表3 水尺測量總表

（9）由于光的直線傳播，所以會導致盲區(qū)和峰谷的信號被遮擋，造成測量的不準確。即使把測量分成多個部分，還是有很很多的地方是測量盲區(qū)，尤其是從船頭向船尾方向，高度太高，造成遮擋。在實際的裝載中，堆高大約4米多，大約8到10堆左右。

5.現(xiàn)實的數(shù)據(jù)說明

2019年8月5日22：40，1#船激光量方為1790.3m3，由此2551.01/1790.3=1.425t/m3（見圖1）。

2019年8月5日15:39，2#船激光量方為3465.7m3，由此3957/3465.7=1.142t/m3（見圖2）。

2019年8月5日11:02,3#船激光量方為3797m3，由此5258/3797=1.385t/m3（見圖3）。

2019年8月5日16:59，4#船激光量方為:3571.3m3，由此4415/3571.3=1.236t/m3（見圖4）。

2019年8月5日19:51，5#船激光量方為3591.4 m3，由此4270/3591.4=1.189t/m3（見圖5）。

從表2的數(shù)據(jù)可以看出，根據(jù)船舶的分船測量激光量方數(shù)，該輪的密度為1.530，但分船數(shù)據(jù)明顯密度有誤差，那就說明量方數(shù)據(jù)的不準確，從而造成數(shù)據(jù)有誤。

表3的數(shù)據(jù)為水尺的數(shù)據(jù)，按污水井的測量高度，根據(jù)經(jīng)驗合理的減去明水的量 最后得出數(shù)值，后面分船計算全部是激光量方計算值，由此可以看激光量方的準確性是有待提高的，水尺測量的準確性高，但是由于有水的存在，需要有既懂船舶又懂水尺檢量的人員，仔細的跟蹤，并且需要用心還要能掌控現(xiàn)場的船長，這樣為公司節(jié)省的費用非常大。

6.結束語

水尺計量是被國際上認可，并充分應用的計量手段，有著相應的法律法規(guī)，但是船舶激光量方，暫時還沒有相應的法律法規(guī)相支持，相應物理學解釋不通，加上船舶激光量方，由于船舶的橫搖和船舶貨物體積的變化等諸多因素的影響，造成船舶激光量方當前誤差較大，實際工作中有著諸多的問題，因此，激光量方不能作為測量的單一方法或者手段，我認為水尺計量才是一種成熟的計量方式。