海洋調查船舶管理研究現狀與發展研究

徐昕XU Xin；張能輝ZHANG Neng-hui；張瑩ZHANG Ying

（國家海洋局北海海洋技術保障中心，青島 266000）

0 引言

海洋科學調查與海洋戰略的重要性在全球范圍內日益突顯，各國都把海洋調查船的建設作為提高本國海洋能力的重要方法。在十八大提出建設海洋強國的戰略后，我國的海洋事業迅速發展，十九大作出了加快建設海洋強國的部署，加大了在探索海洋、應用海洋方面的發展力度，海洋調查由近海向深遠海拓展，作為各類海洋調查任務執行平臺，海洋調查船建設也進入了新的發展時期[1]。目前，我國眾多涉海單位紛紛“造船下海”，船舶管理方面雖然起步較晚，但在充分吸收既有經驗的基礎上采用了很多國際先進管理理念，大有后發先至的趨勢。

海洋調查船舶主要承擔著相應的海洋基礎與綜合海洋調查、海洋環境監測與保護、防災減災、國際海底區域調查等重要職能，本文通過對國內外海洋調查船舶裝備配置、執行任務、管理體制等進行現狀分析，探索國家“海上絲綢之路”建設、“兩洋一海”戰略發展要求的科學化、專業化海洋調查船舶管理運行模式，為進一步提高我國未來海洋調查船舶運行管理水平，助力海洋調查船舶健康合理發展提供必要的理論支撐。

1 海洋調查船舶特點

海洋調查船是指載有專業工程技術人員和專用儀器設備、依據既有的規程規范，對海洋空間相關自然要素和特征進行科學調查、應用技術研究并通過測量和勘探獲取其基礎參數的一類高技術作業船舶的統稱。[2]

海洋調查船普遍裝備了用于海氣界面氣象、大氣邊界層進行探測的大氣剖面儀等大氣探測設備；用于對海洋生態環境參數進行探測的溫度傳感器、鹽度傳感器、電導率傳感器、溶解氧傳感器、聲學多普勒流速剖面儀等海洋生態環境探測設備[3]；用于對海洋資源、海底地形地貌進行探測的魚探儀、水下精確定位的超短基線定位系統、多波束探測系統、分裂波束探測系統、淺層剖面儀、海底照相、可視多管采樣器等海底探測與取樣設備；用于對重力、磁力、地震進行探測的重力儀、磁力儀、地震儀等地球物理與取樣設備[4]。

與一般商用船舶相比，為了滿足對海洋水文氣象、海洋生物與漁業資源、海洋地質地貌、海洋地球物理等綜合作業的需求，海洋調查船舶有如下特點：

①海洋調查船舶普遍造價高，由于續航力和自持能力要求，往往噸位受限，導致機艙布局局促，導致管理難度比較大；

②海洋調查船舶的任務具有多樣性的特點，船上的裝備必須滿足任務要求，船舶需要相關的配套設施，例如起吊設備的裝置、操作需要的甲板、科學研究的實驗室等，復雜的配置導致管理難度增大，容易出現因為統籌安排不合理導致資源浪費的情況；

③海洋調查船舶近年來的作業區域向深海深淵極地不斷延申，對無人設備的依賴性增強，導致技術迭代快，同時全球性環境問題也逐漸凸顯。

2 海洋調查船舶管理發展現狀

2.1 國外現狀

歐美國家是根據船舶的長度將調查船劃分不同類型，基本分為4類：全球級（global class，大于70m）、大洋級/中間級（ocean class，55-70m）、區域級（regional class，40-55m）和沿岸級（local class，小于40m）。

2.1.1 國外海洋調查船技術特征分析

現有的海洋調查船大部分都是采用常規單體船型，只有少數的水聲監聽船采用的是小水線面雙體船型，海洋監聽船主要用于收集聲學方面的信息和提供實時監聽，小水線面的雙體船型，能夠保證聲學設備一直在水面以上工作，這樣受到水下噪聲的影響比較小，能夠創造出良好的聲學環境。

國外新研發的調查船為了滿足科考任務的需求，配制了更多的船載探測設備，逐漸向大型化、多功能化方向發展：其中船上實驗室多采用了模塊化的設計，俄羅斯于2012年建成的“特列什尼科夫院士”號調查船，設計有可針對不同任務進行替換的現代實驗室模塊，船上裝備大量現代化科考測量設備，能夠開展物理海洋、地球物理學、氣象學、海冰等大范圍研究工作，可根據不同研究任務在后甲板搭載相應模塊[5]。

為了排除海洋中風、浪、流等復雜環境的影響，新建的科考船大部分采用以柴油機為原動力的電力推進系統，一方面有利于船舶總體的靈活布置，并且噪音較小，另一方面也兼顧了海洋考察船動力定位系統的要求；隨著深淵科學的不斷深入，國外新建的海洋調查船，如英國James Cook號、美國的Neil Arm-strong號等均已裝備無人深潛器，布放之后可獨立執行探測、識別目標、取樣和完成各種人力無法勝任的水下環境和目標數據采集工作；同時，各國針對極地區域蘊含的豐富資源，新建船大部分具備破冰和冰區航行的能力。

2.1.2 海洋調查船管理模式

美國是目前世界上擁有調查船數量最多的國家，并且管理是從頂層開始謀劃，能夠有效地保障調查船隊的規模與技術水平。國家海洋學實驗室系統（UNOLS）的建立，實現了高效的船舶調度與管理，積極推動了美國海洋調查船的合理運用，有效整合了美國海洋調查力量，同時提高了調查船舶及設施的利用率。

美國海軍建立的多家海洋科學合作機構（NOPP），支撐了美國海洋科技聯合委員會（JSOTC）制定的美國海洋科學研究設施使用、更新與投資的政策、程序與計劃，比如2009年的《海上科學：用強大的海洋科學研究船隊滿足未來海洋科學研究目標》，2013年的《聯邦海洋科學研究船隊現狀報告》等，制定了未來海洋調查船的發展計劃，推進海洋調查裝備和技術的更新換代。

歐洲的幾個主要國家，英國、德國和法國等，都是采取的區域性的海洋戰略，以發展近岸作業的小型調查船為主。1996年，英法德三國簽署協議，成立海洋設備互換委員會（OFEG），為了實現調查航次的聯合、航時共享和海洋設備儀器的共享。同時，歐洲海洋調查船隊聯盟計劃的施行建立了有效的溝通和協調機制，推動了船舶和設備的共享共用，保證歐洲海洋調查船隊在數量上和性能上協調發展，形成整體調查船隊伍規范、有序、統一的管理[6]。

中國周邊國家中日本也非常重視海洋調查船的發展，特點是調查船數量多，噸位大并且裝備先進，具有全球海洋環境調查能力和海洋資源勘探能力，重點建設方向是中遠海和極地作業大噸位調查船。目前日本海洋調查船主要由日本海上保安廳、日本海上自衛隊、日本海洋科學技術中心、日本氣象廳、海洋科研機構、大學等運營管理。

2.2 國內現狀

按其調查任務的不同分為綜合調查船、專業調查船和特種調查船，其中專業調查船細化分為海洋物理調查船、海洋測量船、海洋漁業調查船、海洋氣象調查船、海洋地球物理調查船等，特種海洋調查船細化分為物探調查船、宇宙調查船、極地考察船和深海采礦鉆探船等，按其航行的范圍可分為遠洋調查船和近岸調查船等。

與發達國家相比，我國海洋調查事業起步較晚，調查船隊伍能力建設也曾相對滯后。我國自上世紀50年代開始發展海洋調查船，起初以改裝船為主，這一期間以中國科學院海洋研究所“金星號”為代表船舶；1978年正式出廠的“向陽紅09”船在當年便執行了聯合國全球大氣試驗調查任務，獲圓滿成功，并作為“蛟龍號”載人潛器母船，為我國深海事業服務至今；上世紀80年代中后期至本世紀初，我國調查船規模發展相對放緩，其中以“極地”號、“大洋一號”船為典型代表；原國家海洋局屬“大洋一號”船是我國第一艘現代化綜合性遠洋科考調查船，具備物理海洋、海洋化學、海洋地質、海洋水聲、海洋地球物理、海洋生物等多學科的研究工作條件，可以開展海底地形、底質和構造、重力和磁力、綜合海洋環境、海洋工程以及深海技術裝備等方面的調查和試驗工作；尤其是十八大建設海洋強國戰略實施以來，國家認識海洋、經略海洋力度進一步加大，海洋調查船舶建造進入歷史高峰期，船舶隊伍逐漸壯大，船舶總體性能指標、調查作業任務執行能力得到顯著提升，形成以中大型、深遠海為主，全球海域全覆蓋的不同級別的特種或綜合海洋調查船舶隊伍，其中比較典型的有2009年建造完成交付使用的廣州海洋地質調查局屬天然氣水合物調查船“海洋六號”；同年交付的中科院南海所屬小水線面雙體調查船“實驗1號”；2012年交付使用的中科院海洋研究所屬綜合海洋調查船“科學號”等。

海洋調查船的科學調度與合理使用離不開健全完善的船舶管理體系作保障，為改善我國海洋調查船分散式管理模式，建立海洋調查船舶統籌協調機制，提高船舶使用效率，推動實現海洋調查船舶的信息開放、資源共享、公管共用，促進我國海洋調查能力與水平的提高，保證國家海洋調查任務的順利開展，由原國家海洋局牽頭組建的國家海洋調查船隊于2012年4月正式成立。

3 海洋調查船舶管理技術展望

3.1 船舶與裝備的綜合集成與實驗

3.1.1 發展移動實驗室模塊化設計

開展實驗室模塊化設計建設，提高海洋調查原位及移動實驗能力。通過原位技術方法研究和信息數據融合，提高現場綜合調查效率，提高船舶航次利用率，提升海洋調查數據質量。

3.1.2 利用船舶出航統籌海上高端裝備實驗優化

海上試驗是裝備制造過程的延續，是船舶、裝備和人員磨合的重要時期。針對多種資源評價所需裝備類型多、數量多的特點，需要每年對新裝備和經較大改造裝備進行充分的海上試驗，驗證裝備的功能與性能，評估船舶與裝備之間的適應性，對海上作業人員的培訓，暴露裝備應用過程中的問題以便于改進，形成裝備海上操作規程和應急預案，為正式航次的順利實施提供保障，同時通過海上實驗應用，提升船舶甲板作業保障能力。

3.2 海洋調查船舶管理平臺建設

3.2.1 加強基礎研究平臺建設

加大深海金屬礦資源勘探、開發技術投入，在關鍵技術領域進行重點投資，加強研發能力建設，建設深海礦產資源勘查、開采和加工的重點示范基地，建立國家重點實驗室、國家工程研究中心的研究平臺，形成深海礦業創新發展的業務支撐點。

3.2.2 船舶任務海外保障平臺建設

建立海外基地，對支持多船全球作業，統籌協調優勢力量，進行船舶海外維護、樣品周轉、人員更換等。

3.2.3 建設大數據支撐下的云邊端一體化管理，保障船舶安全

構建調查船隊的云邊端一體化管理，在不同航行環境條件約束下提升船舶通航能力和安全性，同時船隊可以積累大量有價值的航行期環境數據。數據管理也可用于海洋科學、船舶設計、信息處理、通信控制、決策支持、人工智能等多學科交叉。

3.3 專業調查船的建造與環境問題

3.3.1 具備布放回收無人高端裝備的專業船舶建造

隨著深海深淵及兩極調查的需求不斷加大，滿足調查學科專業性，滿足深淵科學，保證我國調查船隊型制更合理。滿足無人機、無人潛器、載人潛器的布放回收，對海洋調查船舶提出了新的要求。比如新一代無人潛器減少了通信和人員監控需要，利用船舶對多個無人潛器協同作業進行導航幫助和通信中繼，增強水下環境感知能力等，都對船舶的性能要求提出了新的挑戰。

3.3.2 海洋調查船舶作業過程中的特殊環保問題

由于我國近海生態環保要求，對作業船舶有嚴格的規范要求，但是海洋是全球性的生態系統，深遠海作業調查過程中一系列的污染，面臨機艙含油污水、鋰電池、放射性問題等，目前并未得到重視。

比如船舶上的放射性物質所帶來的問題與岸上實驗室所遇到的是不同的。通常，所有關于放射性同位素的操作都是在一個專門的實驗室集裝箱中進行的。即使所有放射性同位素操作都在一個專門的集裝箱中進行，由于科考船的封閉性質和實驗室艙室的不穩定性，少量同位素被運輸至船舶其他區域的可能性極大。

4 總結與思考

海洋調查船舶綜合管理不僅涉及海洋裝備的海上應用、海洋調查任務的完成，還涉及船舶管理、外交事務等，所以從管理上構建任務及裝備船舶的統籌機制、從制度上確保全球海洋環境或區域海洋環境盡可能都免受污染，綠色、環保和環境友好，是未來我國海洋調查船舶管理的新方向。

①根據海洋調查任務需求，設計研發甲板移動實驗室模塊及水下原位實驗室等；

②豐富海洋調查船管理統籌機制內涵，應包括資源統籌、環境感知、風險決策等；

③豐富專業海洋調查船類型，提升無人高端裝備及深潛裝備的布放回收能力；

④增強海洋調查船舶的環保意識，使我國海洋調查船舶管理更加科學完善；

⑤調整海洋經濟產業結構，優化布局，擴大規模，注重效益，提高科技含量，實現持續快速發展。