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毕业论文网 > 毕业论文 > 海洋工程类 > 海事管理 > 正文

泰州港区大型海轮锚泊安全研究毕业论文

 2020-04-10 04:04  

摘 要

随着船舶大型化,泰州港区的经济发展越来越快,其吞吐量越来越大,过往船舶量大大增加。大型船舶锚泊的问题日益严重,走锚的情况也逐渐增加,危险事故律提高,本文以12万吨级海轮在泰州港区19号停泊区临时锚泊为例,来研究大型船舶锚泊的方案,以及避免走锚现象的发生。

本文就大型船舶锚泊的方案以及判断走锚的方法来减少危险事故的发生。同时现有的锚地已经无法满足日益增长的船舶数量,因此有关部门需要对长江的锚地进行规划建设,有必要增加锚地的数量和扩大锚地的面积,这样可以减少船舶碰撞的事故,使船舶能够更好的航行。

本文的特色:以12万吨级海轮为例,特殊的抛锚方式以及判断走锚的方法。

关键字:大型船舶;泰州港区;锚泊

Abstract

With the large-scale shipping, the economic development of Taizhou port area is faster and faster, and its throughput is increasing. The problem of large ship anchoring is becoming more and more serious, and the situation of anchoring is increasing, and the law of dangerous accidents is improved. In this paper, 120 thousand ton grade sea wheel is used as an example of temporary anchoring in No. 19 parking area of Taizhou port to study the scheme of large ship anchoring and avoid the occurrence of anchoring.

In this paper, the anchoring scheme of large ships and the method of judging anchors are adopted to reduce the occurrence of dangerous accidents. At the same time, the existing anchorage has not been able to meet the increasing number of ships, so the relevant departments need to plan and build the anchorage of the Yangtze River. It is necessary to increase the number of anchorage and enlarge the area of anchorage, which can reduce the accident of collision and make the ship better.

The characteristic of this article is the example of the 120 thousand ton ocean liner, the special way of anchoring and the way of judging the anchor.

Key Words:Large ship; Taizhou port; anchorage

目 录

1绪论 2

1.1 研究的背景、意义和研究内容 2

1.2停泊区域概况 2

1.3 研究技术路线及内容 3

2 通航环境分析 3

2.1 自然环境分析 3

2.2 交通环境分析 3

2.2.1工程水域交通流统计分析 3

2.2.2水上交通事故统计分析 3

2.2.3典型案例 3

2.3 安全保障设施现状 4

3 停泊区域通航安全影响评估 4

3.1规范性分析 4

3.2 停泊区支持性分析 5

3.3 与周围环境的适应性分析 5

4 安全锚泊方案 5

4.1 进出停泊区航路 5

4.2 锚泊方式选择 6

5.压力带来的影响及解决措施 9

5.1各种环境条件和航道条件下的压力 9

5.2采取的措施 10

6存在的问题及安全保障措施 10

6.1存在的主要问题 10

6.2安全保障措施 11

6.2.1基础安全保障措施 11

6.3加强锚地规划建设 12

6.4动态维护锚地 12

7.研究结论 12

1绪论

1.1 研究的背景、意义和研究内容

据资料分析,江苏省沿江港口共有生产性泊位959个,港口通过能力74425万吨,其中万吨级及以上泊位323个,5万吨级以上泊位91个,完成货物吞吐量10.2亿吨,集装箱738.23万标箱,“十一五”期间平均增长17.5%和29.4%。据预测,随着12.5m深水航道的开通,2020年长江江苏段港口吞吐量将达到18亿吨。江苏沿江港口群属于上海国际航运中心,拥有大型集装箱、能源海进江以及转运,为长江的经济发展提供保障。

但是随着长江经济的日益发展,在长江航行的船舶不断增加,导致锚地的供应跟不上,尤其是现有锚地难以满足超大型船舶的锚泊要求,又伴随着江苏省沿江港口持续快速发展,超大型船舶数量不断增加,利用停泊区临时锚泊超大型海轮显得十分重要。

“停泊区”是指由主管机关划定供船舶或船队临时抛锚停泊、待泊等使用的水域。和锚地的作用类似,但未经测深、设标,无维护单位。作为港口的重要组成部门,停泊区在航运业中的地位不断增加,越来越多的停泊区开始发放,停泊区已然成为了经济发展必不可少的一部分。它能提高船舶进出港的效率,减小船舶碰撞事故。停泊区作为保障港口安全运营的重要基础支撑,和港口运行中的重要环节,对提高港口经济效益起着至关重要的作用。随着长江江苏段12.5米深水航道的不断推进以及经济的快速发展,进江船舶越来越呈现大型化发展趋势,大吃水船舶日益增多,利用停泊区锚泊超大型船舶的安全性,要尽快评估研究,切实保障通航安全。

选取12万吨级海轮作为研究对象,在泊位附近水域没有适合水域用于12万吨级海轮锚泊,船舶因为等泊、天气等特殊情况需要临时停泊时,选取19号停泊区作为12万吨级海船临时停泊区,同时规范停泊区锚泊管理和操作,确保扬州泰富港务有限公司的12万吨级海轮在19号停泊区临时锚泊安全有保障。

1.2停泊区域概况

泰州港坐标东经119°38′、北纬32°12′,位于长江的下游;港口上距南京145km,下离上海247km,离泰州长江大桥5km左右,是长江进入B级航区的第一个港口。泰州港的地理位置优越,处于我国经济带的中心段,它的交通发达,海、陆、空三方面的交通都达到了先进水平。

1.3 研究技术路线及内容

1.4国内外现状

1.41国内现状

海军大连舰艇学院的于汇源和蔡烽发表的《大型船舶锚泊综述》,他们考虑到了船舶大型化后,船舶操纵成为了更加热门的话题。但随之而来的是大量的机遇和更多的危险事故。这使得大型船舶锚泊问题得到重视。他们希望能够提高操船人员对于大型船舶锚泊及其船舶自身性能的认知,以此来提高大型船舶锚泊的安全性、准确性[1]

浙江国际海运职业技术学院的王智明发表的《大型船舶的操纵与锚泊》中,主要提出了大型船舶在特殊区域航行和锚泊时应注意的事项。基于J2EE标准,B/S/S结构框架的设计与实现,提出的“金保工程”建设是前景广阔,任务艰巨的。但是随着经济的不断发展,科学技术的不断创新,“金保工程”的信息管理系统的建成,势必会成为国家发展和经济增长的巨大动力。带来巨大的经济效益和社会效益[2]

武汉理工大学航运学院的刘敬贤教授发表的《大型船舶安全锚泊优化方案》中,提到掌握大型船舶安全锚泊技术是大型船舶安全航行的保障,其中就锚泊的外力极限和临界风速推算出两个与其他参数之间的数学关系,进而求出临界风速,引起船舶锚泊时的充分警示[3]

武汉理工大学航运学院文元桥、杜磊、王乐、肖长诗、周春辉在《LNG船舶锚泊安全距离定量计算建模》中提出了一种基于船舶漂移运动和船舶碰撞风险的锚泊安全距离计算方法。需要结合数学模型,运用蒙特卡洛模拟LNG船舶走锚漂移运动,从而得出走锚时的概率密度函数,进而确定横向和纵向距离。再结合船舶碰撞损害模型、LNG火灾模型和船舶碰撞概率模型确定出安全距离。最后结合两个模型的计算结果,取较大值作为安全距离的最后结果[4]

上海交通大学的海洋工程国家重点实验室的王飞在《船舶锚泊操纵运动预报与分析》中,结合船舶操纵模拟器,建立船舶锚泊运动的数学模型。提出了锚抓力的数学计算模型,给出了具体计算方法,用来分析船舶锚泊操纵中动态变化[5]

山海交通大学海洋工程国家重点实验室的邓小龙和柳存根在《船舶锚泊布置智能设计研究》中,对船舶锚泊布置智能设计方法以及技术进行了研究,结合了CATIA的知识模型实现了集装箱船锚泊智能设计。并且设计了PROE软件,可以建立机舱设计模型,并且导入其他计算软件作为计算基础[6]

1.4.2国外现状

Xinjia GAO, Hidenari Makino在《自然灾害下沿海工业枢纽锚泊船舶分析》中,针对沿海地区,特别是海洋船舶,发展了沿海工业区灾害预防和减灾措施。近年来,船舶数量不断增加,造成沿海地区港口拥堵和海上事故频发。因此,本研究着重于考虑锚泊船舶的海上交通,以确保船舶在灾害中安全、高效地撤离。并提出了在暴风雨天气中海上锚泊船舶的撤离。此外,还发现了船只在灾难中拖曳锚的风险。研究结果可用于提高船舶在紧急疏散过程中的航行安全性,开发安全高效的船舶避难系统。对沿海地区灾害的预防和减灾具有重要意义[7]

神鳥 昭, 中田 裕在《港口临时锚泊船舶的行为特征:锚泊船舶在锚泊状态下的统计分析》中,对关门港锚碇锚泊船的实际情况进行了调查。这项调查是由陆地雷达在72小时内完成的,每1分钟拍摄一张雷达照片。此外,通过目测观察锚泊船的大小和类型,以及锚泊进入和离开的时间。对所获得的数据进行统计分析,以明确锚泊船舶的行为特征,并发现其行为特征可以用数学模型来表示[8]

Andrew R. Davis, Allison Broad, Warwick Gullett, James Reveley, Chantel Steele, Clive Schofield在《抛锚?远洋船舶锚固冲刷的影响及潜在响应选择》中,提出虽然已经确定小型游艇的锚泊或系泊对海底和相关生物群有物理影响,但大型船舶对海底环境的影响却很少受到关注。然而,随着世界贸易的增长和航运价值,脆弱的海洋环境的问题不断升级,这是一个日益紧迫的问题。他们利用澳大利亚东南部的一个案例研究,突出了围绕大型远洋船舶锚泊的多方面问题。探讨这些活动如何与海洋环境互动,重点是围绕海底生物群的不确定性。最后提供了一系列潜在的选项,以减轻走锚的影响[9]

Sridhar Idapalapati, Alfred R. Akisanya, Kelvin K.M. Loh, Stedston Yeo在《失效锚链失效分析》中,研究了船舶锚固过程中带栓柱金属链的失效问题。链节失效的主要原因是不适当的闪光焊接和热处理,导致局部碳化物偏析和脆化,导致表面裂纹的开始,从而导致链条剩余网段面积的过载。没有疲劳裂纹扩展的证据。在任何定期的无损检测中,更好的检查和维护将导致表面裂纹的早期检测[10]

2 通航环境分析

2.1 自然环境分析

19号停泊区位于泰兴水道,地处亚热带季风区,临江近海、气候温和、四季分明、雨水丰沛,“梅雨”、“台风”等气候显著,全年的平均温度为15.2℃,其中冬季最冷的月份为1月,夏季最热的月份为7月。

本停泊区所处河段位于长江枯季潮流界上游,河床演变主要受径流控制,但也受潮流的影响。

2.2 交通环境分析

2.2.1工程水域交通流统计分析

停泊区水域的航行船舶很密集,导致船舶密度增大,航行情况复杂。为保障渡运安全,需要对渡运水域内交通流进行统计分析,本项目需借助渡运水域内上下游主管机关机构的统计数据。

江阴长江大桥断面第一季度日均船舶流量1702艘次/天,第二季度日均船舶流量1910艘次/天,第三季度日均船舶流量1855艘次/天,第四季度日均船舶流量1773艘次/天。

2.2.2水上交通事故统计分析

19号停泊区所在水域处于泰州海事局辖区,尽管多年来泰州海事局对长江泰州段水域采取了多项行之有效的水上交通安全整治措施,如实施了船舶定线制等,使泰州段水域的通航环境大有改善,水上交通事故呈逐年下降的趋势,但由于泰州段水域船舶密度大,水道纵横交错,交通环境复杂,以致水域交通事故、险情也偶有发生。所发生的事故和险情与水域超高的交通量相比,事故的发生率还是维持在较低的水平的。

2.2.3典型案例

(1)2017年4月14日0202时许,“XX89”轮在出黄砂临时过驳区掉头准备下行过程中与在航道内正常下行的“XX1666”轮在长江#87红浮上游约400米发生碰撞,事故导致双方船体不同程度受损并进水,后两船经浮吊抢险过驳脱险,未造成人员伤亡和水域污染。

(2)2017年9月16日1700时许,“XX1”轮在长江77#黑浮下游100米(距北岸侧约20米)水域上行过程中发生碰撞事故,造成船体受损,经打捞公司施救脱险,未造成人员伤亡和水域污染,原因是该轮未按规定航路行驶。

2.3 安全保障设施现状

19号停泊区所处河段航道内导助航设施完善。为保障船舶的航行安全,应在顺直航道的双侧设标,使得通航船舶能够更明显的看到航标。

泰州VTS已于2009年9月1日正式开通运行,系统为“四站一中心”配分,分别为泰州VTS中心,七杅雷达站、铁匠港雷达站、高港雷达站和富得杅雷达站,目前,VTS、AIS系统运行正常。

泰州交管中心雷达监视系统起到了非常大的作用,它有着跟踪的功能,能够实时的跟踪各航行船舶,且有着监测范围广,数量大的好处。在维护航行安全,为保护长江水域清洁发挥了重要作用。

并且该地实现了所有航标的遥控监测。电子航道实现了自动更新,大大提高了该工程河段航道管理现代化水平,为船舶水上航行安全提供了良好基础。航道部门和海事主管部门分别在江苏段建设了AIS系统,该系统实现了对长江江苏段全覆盖,可以及时掌握辖区船舶动静态信息,有效提升了船舶监管的水平。

3 停泊区域通航安全影响评估

3.1规范性分析

临时停泊区是由海事部门专业人员选择的水域,该水域可以给船舶临时停泊。根据《长江江苏段船舶定线制规定》的规定,大型船舶必须在特定的水域或者临时停泊区停泊。

根据《规范》,船舶的富余水深要大于等于船舶实际吃水的10%,且船舶的实际吃水在10.5米以及以上,锚地水深应大于低水位船舶吃水加富余水深[11]

根据19号停泊区水域周边水深扫测资料可知:19号停泊区沿北岸侧有浅点,19号停泊区南部推荐水域水深主要为12.4~17.8m。结合目标的实际水深,19号停泊区范围内南部水域目前可满足120000吨级海轮船舶锚泊需要。

停泊区规模分析

在锚地实际管理及使用时,锚地公司要合理调度、管理,充分利用锚地、停泊区资源。考虑到目前到港船舶呈大型化趋势,在船舶对锚地需求增大而锚地规模变化不大的情况下,需要加强锚地资源的利用和管理工作。到港船舶需合理安排传奇,在满足吃水的前提下,主管只管加强调度管理工作,充分利用现有锚地资源。

3.2 停泊区支持性分析

(1)本停泊区的侧面标布置符合《内河助航标志》

(2)本停泊区的现有助航标志符合《河港总体设计规范》

(3)本停泊区的航标设计和分布符合《内河航标管理办法》

3.3 与周围环境的适应性分析

停泊区水域不占用现有定线制航路,且与定线制航路保持一定的安全距离,满足《规范》要求。且停泊区未做调整,对现有航道格局基本无影响,与通航环境相适应。19号停泊区水域周围无航道整治建筑工程施工,与深水航道整治工程无相互影响。

4 安全锚泊方案

4.1 进出停泊区航路

4.1.1进出停泊区注意事项

(1)船舶航行的驾驶员要有严肃的思想准备,避免发生危险事故,对锚泊行为重视。

(2)船舶航行的驾驶人员应该正常发挥驾驶任务,认真了望,安全驾驶,做好避让工作,避免发生危险安全事故。

(3) 船舶航行期间应该保持上流、上风航行。如遇到涨潮时进出停泊区会出现掉头现象,视为较高风险,不要选择顺流时抛锚。

(4)船舶在航行过程中应准确定位,以防止船舶偏离航线而导致搁浅、触碰等海事事故

(5)在船舶航行时如果遇到恶劣的天气情况,如暴风、暴雨、大风大浪等特殊情况,应该沉着冷静,安全驾驶,控制船速,多与海事部门沟通,选择一条最安全的航道。

(6)船舶驾驶员应明确锚区位置,因19号停泊区宽度相对狭窄,进出停泊区时可能需要拖轮协助提前向主管部门申请[12]

4.1.2进出锚地通航方案

根据19号停泊区周边水域航道通航组织安排,结合19号停泊区水平面布置及周边通航环境,建议超大型船舶进、出19号停泊区时按如下方案安全航行[13]

泰兴水道上行船舶进19号通航方案:12万级海轮上行船舶进入停泊区时,要引航员协助的情况下进入停泊区。本段不设下行推荐航路,在#71黑浮至T5黑浮段外侧设置上行推荐航路。大型船舶在深水航路航行进入19号停泊区,鉴于船舶惯性较大,旋回圈大,平时要掌握其惯性和旋回圈,以便能准确的到达预定锚位,当船舶行驶至19号停泊区水域右侧77黑浮上适当位置,应注意观察上行推荐航路内小型船舶的航行状态,选择适当时机,在不妨碍它船的情况下,显示相应信号后果断向右转向,控制进出停泊航区与航路与航道连接夹45度以下,转向后沿航路继续上驶,直至到19号停泊区划定水域逆流锚泊。

4.1.3泰兴水道上行船舶出19号通航方案

临时锚泊船舶离驶19号停泊区进入上行深水航道航行,应沿进出停泊区航路航行,驶出停泊区航路与航道连接夹角控制在45度以下,注意上行推荐航路内上行船舶动态,在78黑浮下游适当位置选择适当时机驶出停泊区,注意上行小型船舶动态,不妨碍他船的情况下,显示相应信号后果断向左转向,驶进上行深水航路继续航行。

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