基于激光测距仪对船舶型线测量方法研究

黄燕玲 涂航 吴翔

摘 要：针对“大船小证专项检查活动”发现大量船舶存在大船小证现象，2011年部海事局开始大船小证整治工作，下发船舶吨位丈量统一管理实施方案（【2011】267号）。传统船舶型线测量主要使用水平仪、钢丝绳、玻璃软管、直尺、吊锤等工具，且实际测量过程中发现船舶主尺度特别是船舶型线测量难度非常大。本文利用激光测距仪（带测量倾角）等简易工具对船舶进行各剖面上的点进行测量，再根据几何换算等简易方法得到船舶主要参数及船舶型线，经过几年实践证明该方法简便、测量速度快，精度高。应用中对建造中船舶型线与测量型线进行比较，两者基本吻合。目前该方法在船舶制造厂与船舶监管部门得到广泛应用。

关键词：大船小证;船舶测量;船舶型线;激光测距仪

中图分类号：TG156           文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）04-0060-03

为提高内河航运的竞争力，准确计算船舶的运营成本，船舶吨位（即排水量，《船舶吨位丈量规范》 规定，1吨位=100立方英尺=2.83 m3）是不可或缺的衡量标准[1-2] 。近年来，船舶证书记载吨位小于实船的“大船小证”问题屡有发生，尤其是临界吨位的船舶“大船小證”问题更为严重，它造成了船员安全配员不足、安全设备配备不齐等安全隐患，社会反映强烈。为加强和规范船舶吨位丈量工作，切实履行主管机关行政管理职能，建立健全船舶吨位丈量工作长效管理机制，消除水上交通安全隐患，构建和谐安全的水上交通环境，促进航运业和造船业健康发展。中国海事局下发了《关于印发船舶吨位丈量统一管理实施方案的通知》（海船检〔2011〕267号）文件，决定2011年9月1日起在全国范围内实施船舶吨位丈量统一管理。但在实际操作过程中发现对一些具体的参数特别是对型线的复核还有一定的难度，传统的型线测量主要使用水平仪、钢丝绳、玻璃软管、直尺、吊线锤、超声波测厚仪等工具，在船体外部选择船舶主要横剖面，对船体型线进行测量，并对其型线进行图形绘制与修正，最终确定被测量船舶的型线[3]。一般V1由于线型复杂，传统的人工粗略测量估算船舶吨位的方法存在效率低、数据误差大等问题[4-5] 。因此，传统的方法难以实现对一艘船舶进行较为快速准确的吨位丈量。本文利用激光测距仪（带测量倾角）等简易工具对船舶进行各剖面上的点进行测量，再根据几何换算等简易方法得到船舶主要参数及船舶型线，经过几年实践证明该方法简便、测量速度快，精度高。应用中对建造中船舶型线与测量型线进行比较，两者基本吻合。目前该方法在船舶制造厂与船舶监管部门得到广泛应用。

1测量准备工作

（1）测量工具。激光测距仪（具有测量倾角功能），三脚固定架，吊线锤等。

（2）船舶状态调整。船舶起坞后尽量调整为水平状态（纵倾不超过5°）。

（3）测量位置选取。①若船舶刚好是通过桁架或者轨道起坞，则测量位置选取平行于轨道线（轨道线刚好平行船舶中纵剖面）。②若船舶通过气囊等设备起坞，没有轨道线作为参考时，测量船舶型线前先在船舶中部附近（大部分船均有平行中体）选取一位置（如图1），用三脚架固定激光测距仪，然后再水平面内移动激光测距仪，找到距离船舶最近的点，记录此时的数据，标为位置1，同理在船中另一附近，找到位置2，则位置1和位置2的连线则基本平行于船舶中纵剖面。然后再船舶首尾测量时选取一位置，通过激光测距仪，激光点刚好通过位置1和位置2，则该位置在位置1和位置2的延长线上，同理在首部找到位置4等。

2 船舶线型测量

船舶在建造过程中，测量型线时，可在胎架上选取某一剖面，根据各水线量取各水线的宽度，然后把所有点（水线的宽和高），如图2中各点（L1，500WL）（L2，1000WL），（L3，2000WL）等连接起来得到船舶型线。船舶建造完成后，舱内管线，构件及舱壁等影响，应用此方法测量船舶型线比较困难。

现利用激光测距仪（如图3），以位置1为例，固定三脚架和激光测距仪，先找到船舶最低点A1，记录此时的数据（L1，a1），L1为测量位置到测量点的长度，a1为测量线与水平线的角度。然后依次测量任意点A2，记录数据（L2，a2），根据几何换算，则A2点相对于船中的宽度为，A2相对于基线的高度为。式中L1：测量位置到测量点A1的长度，a1：测量线1与水平线的角度，L2：测量位置到测量点A2的长度，a2：测量线2与水平线的角度。依次类推可以得到A3，A4.......An点的宽度和高度，在根据这些点绘制成一条曲线则为该剖面处的型线。再根据绘制出的型线量取相应水线如（500WL，1000WL等）水线的宽度和高度，即可得到该剖面的型值。此时在船中处，甲板边线点An的宽度即为该船舶的半宽值，An的高度值即为该船舶的型深。

3实船测量型线与该船型线图进行比较

以一散货船为例，该船主尺度为总长88m，型宽15m，型深5.5m，以船中剖面S10为例，采用激光测距仪进行测量，记录测量过程中的数据（如表1），根据测量数据换算得到该剖面的型线图（如图4）。测量得到型深为5.521m，扣除船底板厚0.010m，实船型深为5.511m，与型线图误差为0.2%。实船测量半宽值为7.53m，扣除外板厚度0.016m，实船测量宽度为15.028m ，误差为0.18%。再根据图4，量取各水线（如500wl，1000WL等）的半宽，该值与型线图中型值表进行比较（如表2），根据型值绘制半宽图（如图5），对比测量得到型线与型线图中型线，发现两者几乎吻合，误差非常小。

4 结论

本文使用激光测距仪进行船舶型线测量，测量方法简单、速度快、精度高。应用中对在建造中船舶型线与测量型线进行比较，两者基本吻合。目前该方法在船舶制造厂与船舶监管部门得到广泛应用。

参考文献：

[1]钱徐涛.浅议内河通航标准[J].江苏船舶，2002，19（2）：1-3.

[2]施一鸣.论船舶对港费的审核与控制[J].航海技术，2003（4）：72-73.

[3]胡学明，实船船体型线的测绘方法[J]船海工程，2008，37（4）：5-7.

[4]张强.谈《1969年国际船舶吨位丈量公约》的适用原则[J].世界海运，2002，25（4）：19-20.

[5]孙常富.对国内航行船舶净吨位丈量方法的统计分析[J].中国船检，2002（1）：46.