長江郵輪發(fā)展的回顧與展望

費鐘成

(重慶長航船舶設計研究院有限公司，重慶 400026)

長江三峽是全球唯一能乘船游覽的大峽谷。在1978年，經改造后的“昆侖號”接待船開啟了長江郵輪旅游業(yè)務，拉開了乘坐郵輪欣賞三峽風光的序幕。1981年重慶東風造船廠設計建造了長江上第一艘郵輪“神女”號，開創(chuàng)了長江專用旅游船的設計建造先河。進入上世紀90年代，由于三峽大壩的動工修建及改革開放進程加快，旅游企業(yè)紛紛躋身長江郵輪旅游的商機之中，帶動了長江旅游業(yè)的迅猛發(fā)展。在進入新世紀后，隨著三峽庫區(qū)的形成以及國民生活水平的提高，長江郵輪開始向大型化、功能多樣化、舒適化的方向發(fā)展，長江郵輪旅游逐步形成以郵輪產業(yè)牽頭，多種業(yè)態(tài)集聚的產業(yè)鏈。目前長江現有在營郵輪約50艘，主要投入在重慶至宜昌(茅坪)航線，2019年三峽郵輪旅游人數突破110萬人次[1]，隨著郵輪旅游開始向長江中下游拓展，旅游人數必將進一步增加，長江郵輪旅游市場空間巨大。

長江郵輪的發(fā)展已逾40年，而郵輪的設計建造被譽為船舶工業(yè)皇冠上的明珠，隨著市場需求及技術水平的提高，長江郵輪在總體功能布局、綠色環(huán)保、舒適性、船舶安全等方面不斷地提升，大致可劃分為三代郵輪。

1 第一代郵輪

1.1 總體功能

上世紀末之前設計建造的為第一代郵輪。受航道條件及技術水平制約，船舶主尺度及總噸位均較小，這一代郵輪最大長度為92.8 m，寬度達到16.4 m，總噸位4 780 t,載客人數在160人左右，代表性郵輪有“錦繡中華”等。船舶總體功能布局以沿途觀光為主要功能展開設計，客房幾乎均未設置外陽臺，公區(qū)僅設一個餐廳、多功能廳、健身房、商店等，船上的休閑、娛樂設施很少。

1.2 總體技術

第一代郵輪均采用柴油機軸槳動力推進型式，螺旋槳均采用圖譜槳，槳的脈動壓力較大。船舶電站一般設置三臺功率為250 kW左右的有刷發(fā)電機組，調速器為機械液壓調速器，采用分區(qū)供電?？照{采用中央集中風管送風式空調，受郵輪空間、層高的制約，空調風管的風壓較高、流速較快，存在著噪音較大、能量分配不均的問題。受限于當時的技術水平，郵輪采取的振動噪音控制技術和措施較少，舒適性較差。

1.3 船舶安全

第一代長江郵輪設計中沒有破損穩(wěn)性要求，船舶采用雙層底或防撞邊艙的結構型式，船舶抗沉性差。郵輪的防火分隔方面，從上世紀90年代開始考慮艙壁及甲板的耐火完整性，根據處所不同設置不同的防火等級，當時防火等級最高為A-15級，起居處所內通常間隔3間客房設置C級分隔，防火分隔不徹底。C級耐火圍壁通常采用輕鋼龍骨+硅酸鈣板結構型式，硅酸鈣板存在易碎裂，隔聲指數偏低的問題。防火隔熱材料主要采用復合硅酸鹽軟板，存在易吸潮、含石棉等缺點。

1.4 室內裝飾

郵輪的內裝參照陸上建筑裝修模式，裝修選材沒有考慮材料的輕量化、防火性和耐用性。窗簾、地毯、軟包大多采用可燃材料?？头康男l(wèi)生間采用鋼板制作，墻面和地面敷水泥砂槳、防水和磁磚，重量重、施工周期長、不易于清潔。

第一代郵輪客區(qū)和船員生活區(qū)均配有中央空調，客房配有獨立衛(wèi)生間，公區(qū)設有餐廳、多功能廳等，室內均進行了裝修，相較于同期普通客船而言，船舶的品質得到了大幅提升。但受限于當時的條件，船舶的功能多樣性、舒適性、安全性均較差, 自動化程度低。

2 第二代郵輪

2.1 總體功能

第二代郵輪主要是在2010年前后設計建造的郵輪。隨著三峽成庫航道條件的改善，郵輪主尺度不斷增大，總長已達150 m，寬度突破20 m，代表船型有“長江黃金系列”郵輪。郵輪的功能由沿途觀光型開始向目的地+觀光游覽型轉變，開發(fā)了一系列休閑娛樂功能，如商業(yè)藝術步行街(見圖1)、多功能影劇院(見圖2)、恒溫游泳池、水療中心、觀景酒吧、mini高爾夫、觀光電梯等，全船設有一個主餐廳和一個VIP餐廳，客房基本上都配有外陽臺，郵輪的功能設置更加全面。

圖1 商業(yè)藝術步行街

圖2 多功能影劇院

商業(yè)藝術步行街長度約50 m，集購物、餐飲、文創(chuàng)、休閑等功能于一體，其上鏤空三層甲板，中心區(qū)域凈高約10 m。多功能影劇院占據兩層甲板空間，凈高約5.5 m，影劇院面積約260 m2。

2.2 機電配置

第二代郵輪仍主要采用柴油機軸槳動力推進型式，配有倒順離合減速齒輪箱。電站一般采用3臺或4臺功率為500 kW左右的發(fā)電機組，采用電子調速器，發(fā)電機組并車供電，按全自動控制電站設計運行?？头靠照{采用冷水機組+風機盤管型式，有效改善了集中送風式空調能量分配不均及噪音問題，確保了客房凈空高度,同時有利于傳染病的防治。隨著技術進步，船舶的自動化水平得到了大幅提升。

2.3 綠色環(huán)保及舒適性

郵輪水動力性能開始采用CFD技術[2]進行優(yōu)化，螺旋槳采用適伴流理論設計，減小船舶阻力提高漿的推進效率，節(jié)能減排。第二代郵輪配備了生化處理裝置，生活污水經處理達標以后排放。機艙的油污水按零排放要求設置液艙儲存，到港后上岸集中處理。

對于船舶的舒適性，第二代郵輪采取封閉機艙設計,排氣管設置高效消音器,使用新型隔音材料等措施降低船舶噪音。采取適伴流理論設計螺旋槳, 大幅降低漿的脈動壓力,對振動大的機電設備采用彈性隔振等措施降低船舶振動，在郵輪減振降噪方面有一定的突破。

2.4 船舶安全

與第一代郵輪相比，船舶安全性得到全面提升，第二代郵輪全部采用雙底雙舷的結構型式，大幅提升了船舶的抗沉性。

船舶消防救生引入了主豎區(qū)、環(huán)圍脫險梯道、集合站、登乘站的概念，防火等級最高為A-60級，全船艙室均采用不燃材料分隔，船舶消防能力大為提升，防火材料采用不含石棉且憎水率高的陶瓷棉與復合巖棉板。

隨著船長的增加及大型共享空間的實施，郵輪的結構設計更加復雜，采用結構有限元分析這一先進設計手段, 對艙段和甲板板架結構進行了應力評估，在確保郵輪結構安全的前提下，控制好結構重量。

在操縱性方面，設置了高效率舵，確保航行安全。艏部配置了側推器，通過漿+舵+側推器的聯(lián)合運作，使船舶能夠平行移動及原地回轉。

2.5 室內裝飾

第二代郵輪的內裝開始向專業(yè)化方向發(fā)展，客房的衛(wèi)生間采用整體衛(wèi)生單元；客房之間及與內走道之間大量采用復合巖棉板進行分隔，隔聲指數大；窗簾、地毯、軟包開始采用阻燃材料；裝修選材一定程度上考慮了輕量化、防火性、耐用性。但是仍然采用石膏板、墻紙等陸上建筑用材，耐用性、防火性較差。室外大多鋪設防腐木地板，耐用性較差。

第二代郵輪功能配置大幅提升，開始由沿途觀光型向目的地+觀光游覽型轉變，開發(fā)出商業(yè)藝術步行街、多功能影劇院等大型公區(qū)。采用CFD、有限元分析等先進設計手段，大幅提高船舶品質，郵輪的綠色環(huán)保、舒適性、安全性、自動化程度得到全面提升，能耗、振動噪音指標能達到目前CCS《內河綠色船舶規(guī)范》[3]能效設計1級、舒適性1級的要求。

3 第三代郵輪

3.1 總體功能

近幾年設計建造的總長為150 m的長江郵輪可稱為第三代郵輪。這批郵輪船寬22 m左右，總噸位16 000 t左右，載客人數約600人，空間比率約26，已接近海洋郵輪。船舶功能更加豐富，其中代表船型有“長江叁號”郵輪。相比于第二代郵輪在房型設計上開發(fā)了家庭套房、情侶套房等，開發(fā)出行政酒廊、天空酒吧、運動娛樂中心、360°露天觀光甲板等功能，專門打造了設單獨門禁系統(tǒng)的行政樓層，郵輪的功能設置(見圖3)更加全面且定位更加精準，其功能以及船舶體量都是全球內河郵輪之最。

圖3 “長江叁號”郵輪功能分布示意

3.2 機電及智能化

第三代郵輪動力主要采用交流組網或直流組網的全電力推進型式，具有減振降噪、操縱性好、冗余度大、可靠性高及自動化程度高等優(yōu)點。船舶電站為公共電站，給推進、全船日用負荷供電，一般設置4臺發(fā)電機組，總容量約5 000 kW,設置了功率管理系統(tǒng)，電站具有一定智能。郵輪的空調系統(tǒng)采用HVAC一體化設計，客區(qū)的空氣溫度、相對濕度、新風量(潔凈度)、噪音、空氣流速等方面達到國際先進水平。

第三代郵輪智能化應用實現了一定突破，一方面是與船舶安全、船舶性能相關聯(lián)的智能機艙、智能能效、智能航行等通用智能系統(tǒng)；另一方面是與游客服務相關聯(lián)的個性化智能系統(tǒng)。代表船型“長江叁號”采用了機艙集中監(jiān)測報警系統(tǒng)、智能能效管理系統(tǒng)、航行輔助決策系統(tǒng)、郵輪運營及酒店管理系統(tǒng)、船岸一體化系統(tǒng)，郵輪服務、管理水平和旅客體驗度提高，同時也提升了船舶安全性。

3.3 綠色環(huán)保及舒適性

第三代郵輪采用CFD技術對船舶水動力進行了深度優(yōu)化，用EFD技術進行驗證，其能效設計指數達到《內河綠色船舶規(guī)范》頂級要求。在防污染方面，生活污水、機艙油污水采用零排放設計，生活垃圾設置垃圾冷庫及壓縮打包裝置，廚房設置高效油煙凈化裝置。內裝用材也開始對甲醛、VOC含量進行控制。代表船型“長江叁號”取得了CCS綠色船舶最高等級的“綠色船舶-3”、“能效設計-3”入級符號，達到國際先進水平。

第三代郵輪采用先進設計手段對振動噪音進行數值模擬計算及一體化設計。一是對全船進行了總體振動與局部振動模態(tài)分析計算，求解出其固有頻率和振型，加激勵和阻尼進行動力響應計算，最后求解出振動位移、速度、加速度。二是建立全船聲學模型，采用有限元——統(tǒng)計能量混合法求解出全船各艙室的聲功率級、聲壓級。以上述計算結果為基本依據，進一步指導設計優(yōu)化?！伴L江叁號”取得了CCS船舶舒適度最高等級的“船舶舒適性-(噪聲3)”、“船舶舒適性-(振動3)”入級符號，達到國際先進水平。

3.4 船舶安全

第三代郵輪完整穩(wěn)性增加了抗12級風的突風衡準，抗風能力進一步提高。船舶分艙除雙底雙舷的設計外，還將水密橫艙壁間距控制在30 m以內，船舶抗沉性進一步提升。

郵輪的消防提高了主豎區(qū)、貫穿處所、集合站、室外脫險通道的防火等級和脫險要求，郵輪的消防安全體系趨于完善。船舶的集體救生設備按船上人數100%配備。

采用有限元直接計算方式評估全船結構的應力水平[4]，成功解決了大跨度、無支柱、側壁開口及多層開孔等復雜船體結構的強度、剛度、穩(wěn)定性難題，既確保了結構安全，又減少了鋼材耗量,大幅提升了長江郵輪品質,提升了旅客空間體驗感。

3.5 室內裝飾

第三代郵輪內裝在客艙的天花、墻面大量采用金屬材料制作的扣板、單板、蜂窩板，其表面進行噴漆、覆膜處理或者外貼防火飾面，衛(wèi)生單元采用SMC材質,具有重量輕、易清潔的特點。郵輪室外區(qū)域采用聚氨酯仿柚木地板，具有保護甲板、防滑、改善腳感的功能且經久耐用。石材、瓷磚、PVC地板的基層大量使用船舶專用輕質甲板敷料，具有質量輕、防火性能好的優(yōu)點。在郵輪內裝施工中，首次提出“零油漆”的概念，既施工過程中不涂裝任何油漆以及刮膩子，全船不再使用石膏板、TC防火板、墻紙等材料。相較于第二代郵輪，第三代郵輪的內裝充分體現了專業(yè)化、輕量化、經久耐用、綠色環(huán)保的特點。

第三代郵輪功能配置基于目的地旅游需求，房型和公區(qū)種類更加豐富，功能定位更加精準。采用諸多先進設計手段，其綠色環(huán)保、能效指數、舒適度方面能達到《內河綠色船舶規(guī)范》頂級要求, 達到國際先進水平。郵輪的智能化應用有所突破，使船舶的運營更加高效安全，服務更加周到。

4 展望

4.1 綠色、智能是主要發(fā)展方向

在“雙碳戰(zhàn)略”的大背景下，長江大型郵輪應聚焦“綠色”、“智能”兩大重點。下一步應在清潔能源利用方面進一步突破，例如采用LNG等清潔燃料及燃料電池。

第三代長江郵輪已進行基于某些特定功能的智能化系統(tǒng)應用，如能效管理系統(tǒng)、航行安全輔助系統(tǒng)、郵輪運營及酒店管理系統(tǒng)等，但其功能、系統(tǒng)的相關算法還需在船舶實際的運行過程中進一步改進和提升，未來長江郵輪智能化的應用也會朝著由局部應用到全船應用、由輔助決策到自主決策的方向發(fā)展，大幅提升長江郵輪的經濟環(huán)保性、安全可靠性、旅客體驗感。

4.2 擁有主題功能

海洋郵輪對主題功能的打造已非常成熟，例如迪士尼郵輪旗下共有5艘，以迪士尼卡通為主題打造，取得了不錯的市場反響，成為最受孩子歡迎的親子郵輪。在競爭愈發(fā)激烈的長江郵輪旅游市場中，為了提升市場競爭力，形成差異化經營，打造郵輪主題功能必不可少，會出現擁有主題功能的長江郵輪。