大型满载船舶天津新港主航道拖带

大型满载船舶天津新港主航道拖带
高守军
（天津港引航中心南疆站天津300456）
摘要：文章根据拖带RICSUN轮的整个过程，从拖航阻力估算、拖轮配置和驱动力评估、拖带的安全风险及应急措施三方面阐述了拖带前的准备工作，给出最佳拖带方案，总结了起拖航行、航道航行、安全靠泊这三个阶段的拖带操作。

关键词：RICSUN轮拖带阻力安全主航道
0 引言
随着船舶大型化和天津临港海洋工程项目的快速发展，大型拖带项目越来越频繁。

天津港引航中心曾执行过对FPSO、无动力航空母舰、无动力的大型散杂货船、大型钻井平台、大型驳船、浮船等大型海上浮动设施的拖带任务。

大型被拖设施具有排水量大、拖航阻力大、受流影响大、干舷高、受风面积大、改向困难、冲程大等特点，尤其是在天津新港主航道的拖带作业，不仅面临上述困难而且还受航道水深及航道宽度限制。

本文结合RICSUN轮的被拖经历，着重介绍在天津新港主航道内进行拖带作业的风险分析、方案制定和操纵要点，以期对这项高难度的大型满载船舶的拖带引航作业提供参考和借鉴。

1 RICSUN轮简况及被拖原因
RICSUN轮，建造于1982年，巴拿马籍，长266.5m、宽43.04m、吃水16.50m、型深23.7m，本航次满载136 700t铁矿石。

主机功率：13524kW，最大航速14kn。

在天津港4#锚地主机传动轴断裂，经核实无法在锚地进行抢修，只能将其先拖进港卸掉货物再进船坞修复。

2 拖带前的准备工作
为了RICSUN轮的拖带，专门成立了由引航、海事、拖轮、中国船级社等部门组成的RICSUN轮无主机拖带进港引航领导小组，多次安排人员赴现场实地考察，确定拖带点，制定系解缆方案。

综合
收稿日期：2018-12-29
作者简介：高守军（1963- ），男，天津市人，高级引航员，现仍事船舶引航工作。

分析天气、潮流、拖轮等情况后，确定了引航方案。

2.1 拖带阻力估算
参照CCS2011年《海上拖航指南》附录2[1]：海上拖航阻力估算方法，得到拖航阻力的计算公式如下：
海上拖航的总阻力
R T=1.15[R f+R B+(R ft+R Bt)]（单位：kN）（1）式中，R Bt是被拖船的剩余阻力（kN）；
R f是拖船的摩擦阻力（kN）；
R B是拖船的剩余阻力（kN）；
R ft是被拖船的摩擦阻力（kN）；且R f=1.67×A1V1.83×10-3（单位：kN）（2）R B=0.147δ×A2V1.74+0.15V（单位：kN）（3）式中，δ为方形系数；
A1为水下湿表面积（㎡）；
A2为浸水部分的船中横剖面积（㎡）。

2.1.1 RICSUN轮的阻力估算
天津新港主航道通航标准规定：在新港主航道内航行船舶及被拖带物的航速应不小于5kn，综合考虑拖带安全、潮汐、航道长度等因素，取拖航速度6kn估算RICSUN轮的阻力。

RICSUN轮的水下湿表面积A1=L（B+2d）=20 192.705㎡，取V=6kn=3.087m/s为拖航速度、方形系数δ取0.9、A2=B×d×δ=634.24㎡。

根据公式（2）、（3）可求得RICSUN轮在拖速6kn时的阻力近似值：摩擦阻力R f=263.9kN，剩余阻力R B=1040.3kN。

2.1.2 拖轮的阻力
R ft、R Bt可依据拖轮资料按上述近似公式（2）
（3）计算。

“津港轮21”的数据，船长：36.2m ，船宽：9.8m ，吃水：d F =2.8m/d A =3.8m ，方形系数δ取0.65，拖轮水下湿表面积A 1=L （B +2d ）=593.68㎡，拖航速度V =6kN=3.087m/s ，拖轮浸水部分的中横剖面积A 2=B ×d ×δ=21.021㎡。

从而可求得拖轮在速度6kN 时的阻力近似值：摩擦阻力R ft =7.8kN ，剩余阻力R Bt =24.1kN 。

2.1.3 拖带总阻力
根据公式（1），此次拖航总阻力R T =1.15×[263.9+1040.3+(7.8+24.1)]=1536.5kN=156.7t 。

只有拖轮拖力大于156.7t 时，满足拖航要求。

2.2 拖轮的配置及驱动力评估 2.2.1 拖轮的配置
表内所列5艘拖轮均为Z 形全回转港作拖轮，津港轮21、22、19为主拖轮，按照估算公式S =ｋ（Ｌ１＋Ｌ２），其中S 为拖缆长度（m ）；L 1为拖船的长度（m ）；L 2为被拖船长度（m ）；k 为系数，取1.5[2]。

S =454.05m ，但津港轮21、22可提供拖缆长度最大为300m ，只能通过提高拉力满足拖航要求，故确定津港轮21、22、19为主拖轮， 2.2.2 驱动力评估
津港轮21、22、19总功率为12495kW ，而全回转拖船每100kW 可提供19.99kN 的拉力[3]，三艘主拖轮最大可提供2499.5kN 的拉力，为拖带总阻力的1.63倍，弥补了拖缆长度不足的要求，且减少了拖带长度并降低了偏荡的风险。

拖轮马力、位置及作用：
拖轮名称 位置 kW 主要作用 备注 津港轮22 船艏左侧 4410 kW 主拖提供动力、转向 带缆300m 津港轮21 船艏右侧 4410 kW 主拖提供动力、转向 带缆300m 津港轮19 船艉中间 3675 kW 顶推提供动力、制动 带缆可收放 津港轮18 船艉右侧 3675 kW 顶拖控制偏荡、转向 带缆可收放 津港轮15 船艉左侧 3675 kW 顶拖控制偏荡、转向 带缆可收放 新北方2号
不确定
4557 kW
机动、必要时协助顶推
不带缆
津港轮21、22专门配备了中国船检认可的新拖缆，并与经由锚链筒固定在改造后的锚机底座上钢丝缆连接，以确保拖带设备可靠性。

如图1所示，航道航行时，以轮21#
、22#
为主拖轮，提供RICSUN 轮航行主动力、调整拖缆与RICSUN 轮艏艉向夹角而转向；轮19#提供多种用途的动力，可顶推RICSUN 提高拖带航行主动力，可放缆拖拉制动RICSUN 轮，可调整拖缆与RICSUN 轮艏艉向夹角，起到舵的作用。

轮15#
、18#
顶推可抑制偏荡、转向，放缆拖拉可抑制偏荡、转向、制动；新北方2#
作为机动拖轮，可顶推RICSUN 轮船尾提高航行动力，可顶推RICSUN 轮左、右船艏辅助转向、调整船位。

靠泊时，轮22#拖拉调整RICSUN 轮纵向速度，轮19#顶推、拖拉调整RICSUN 轮纵向速度，轮18#、
21、15顶推和新北方二号顶推、拖拉和顶推，调整RICSUN 轮的横移速度。

2.3 拖带安全风险及应急措施 2.3.1 拖带安全风险
1）拖点的问题。

计划实施拖带艏甲板拖点和导缆孔经中国船检检验强度不够。

经多次现场考察、查看该轮的造船时总布置图。

最终确定只有该轮的锚机底座强度满足拖带的强度要求，但是不满足带缆要求。

后经广泛深入探讨决定对锚机底座进行改造，即从锚链孔出拖缆，既满足了拖点的强度要求也解决了船艏甲板导缆孔强度不够的问题；
2）拖轮的配备问题。

首选使用大马力的远洋
救助拖轮充当主拖轮，港作拖轮协助来完成此次拖带任务，但后来远洋救助拖轮无法满足拖带的时间要求，最终改变方案由两条4 410kW的港作拖轮承担主拖任务，四条3 675~4 410kW的港作拖轮协助；
3）其它拖带问题。

中国船级社在多次深入现场查验和分析计算后，对本次拖航所涉及的拖船、被拖船、拖曳设备等发放了检验报告，并为三艘主拖轮“津港轮21、津港轮22、津港轮19”及“M/V RICSUN”发放了海上适拖证书；
4）拖缆断裂的可能性。

拖轮与RICSUN轮牢固系结之后才可起拖，先使用微速，使被拖船渐渐加速[2]，避免拖轮突然加速而使得拖缆受到顿力；始终关注拖缆负荷，控制船舶的最高拖带速度低于6kn；每一艘拖轮都配备备用缆绳。

2.3.2 拖带应急措施
1）多方团结协作，确保拖带安全。

三名高级引航员携带DGPS导航终端登轮实施引航，其他无主机拖带进港引航领导小组成员在引航中心监控室组织、协调、指导，对引航过程中的重要事项、突发事件、应急操纵进行处置和决策。

海事巡逻艇全程监护，担任清障工作。

如果发生诸如泥驳船或者其他船舶碍航的情况，巡逻艇及时到位清障，同时，VTS可控制其他船舶保持与该拖带船组有足够的安全水域，如遇他船主机故障的情况，应尽快安排拖轮将其拖离主航道；
2）进行全面自查。

由于港作拖轮不经常进行大型拖带作业，而且本次拖航拖轮数量多、拖轮的作业方式较为复杂，要求各拖轮统一服从现场引航员指挥，拖轮间互相配合，如有情况，及时向引航员汇报，并要求拖轮船长对本船的缆车、拖缆、VHF 通信设备、机器状况等进行自查，确保拖航时稳定可靠[4]。

2.4 拖带方案的制定
2.4.1 拖带计划时间的选择
本次拖带难度大，应在日间航行、靠泊；拖带里程长22n mile，按平均拖速5kn速度起算拖航时间要超过5h，进港时机应选择在低潮时起拖，高潮前进入港池，高平潮时靠泊。

经仔细研究潮汐决定进港时间为3月22日1130。

在本次拖航过程实施前，各方密切注意天气信息，切实避免恶劣天气对安全拖航的影响。

潮时(Hrs) 0432 1132 1701 2354
潮高(cm) 341 62 361 104
2.4.2 时机的控制
涨潮时进入航道，顺流进港，高平潮无流时靠泊的原则，引航员1000时前登轮，1100时抵达1#、2#灯浮外1n mile航道延长线上，控制船速4kn左右，此后可视现场情况提速，1300时左右到达9#、10#灯浮转向点，1400时左右到灯塔，1500时到防波堤，1600时左右抵达37#、38#灯浮，开始减速并使第六艘拖轮就位，进行拖轮换位。

1700时接近泊位进入靠泊阶段，入泊速度在1.5kn以下，泊位外档速度控制在1kn以内，采用大横距平行靠泊，靠泊的法向速度小于5㎝/s[5]。

3 拖带操作
3月22日0940时携带DGPS登轮，船舶的实际吃水为：艏：16.55m，舯：16.56m，艉：16.45m，艏倾势必导致偏荡现象比较严重，但气象条件较好，西南风4~5级，没有形成对该拖带有影响的波浪，视线大于5n mile，对该拖带的规律判断提供了较好的条件，现场引航员立足科学的引航方案，综合分析客观情况，化解引航过程中的难点，摸索出安全引领“RICSUN”轮拖带任务的具体措施。

3.1 起拖航行阶段
该阶段是指从锚位到1#、2#灯浮间水域，主要做了以下工作：在锚离底两主拖轮在带拖缆过程中，艉拖“津港轮19”全速顶“RICSUN”轮DGPS 船速可达到2.5kn；当主拖轮带好拖缆后，“津港轮21”和“津港轮22”同步慢慢带力，缓缓提速至3.7kn；初步摸索出该拖带船的偏荡规律，在船速4kn以下的偏荡幅度约为2n mile，且通过用舵和使用“津港轮15”、“津港轮18”两拖轮能够有效地抑制偏荡；鉴于“RICSUN”轮的偏荡幅度较大，适当降低了轮19的顶推力；在无主机拖带进港引航领导小组的指挥、VTS中心清障船舶的协助下，与多艘出港船舶驶过让清。

3.2 航道航行阶段
天津新港主航道可用宽度为315m，对于可正常航行的“RICSUN”轮已是典型的狭水道，拖带无主机的“RICSUN”轮在主航道内航行势必更加困难，考虑到拖带速度较低、“RICSUN”轮的偏荡并受涨潮流的影响，所以在控制“RICSUN”轮的位置时不仅仅要控制好艏、艉位置，更要控制好RICON轮的船首向区间及偏转角速度。

此外，航
道航行还有三个关键点：第一点是7#、8#灯浮至13#、14#灯浮间的25°的转向，不能像在海上拖带时分几次完成，而应综合运用拖轮、舵（大型油轮和大型散货船满载时有舵效的最低速度为 3.0kn左右[2]，引领满载CAPE船的经验表明：5kn速度可把定）配合，控制较小的船舶旋转角速度以相对平滑的航迹完成转向；第二点是大沽灯塔，距大沽灯塔1n mile船开始实施减速，形成较低的速度经过大沽灯塔，以便给“津港轮15”、“津港轮18”协助创造更加有利的作业条件，使得能更有效的控制“RICSUN”轮的偏荡和船位。

第三点：防波堤口附近水域，涨潮时流向西北，由于北侧防波堤导流作用，在口门南侧形成环流，流速越大，环流强度和范围越大[6]，RICSUN轮为满载状态,流对拖航作业影响巨大[7]，一定要提前注意环流作用,提前调整拖带的船位，防落下流而导致紧迫局面。

3.3 安全靠泊阶段
该阶段主要包括拖带减速、拖轮移位、正常靠泊三个阶段。

拖带缓缓减速通过逐级降低“津港轮21、津港轮22”的拖拉力、“津港轮19”顶推力，“津港轮19”停车、放缆，最后调整到“津港轮21”、“津港轮22”停车。

拖轮移位阶段包括在“RICSUN”轮右船首带妥备用拖轮“新北方2#”，在“RICSUN”轮降至3kn以下的安全速度并首向相对稳定时，“津港轮21”解缆去右船尾顶推，此后解掉“津港轮15”去右艏，从而使拖轮布置由拖带航行状态转换到正常靠泊状态；通过“津港轮19”拖拉减速，控制到船舶入泊速度 1.0kn，通过控制其他四艘拖轮使得“RICSUN”轮与码头保持70m 以上的横距并使得其艏向与码头走向平行，此后，调整“津港轮19”的拖力在“RICSUN”轮位置“in position”时船速为零，调整其余四艘拖轮顶拖力控制RICON轮的横移速度，最终以约4㎝/s的法向速度平行靠上泊位。

4 结束语
大型满载船舶天津新港主航道拖带是一项多方配合的系统工程，充分的安全风险分析、完善的拖带方案是拖带成功的基础，良好的执行力是拖航成功的保证。

拖带RICSUN轮的引航经历为天津港引航中心今后承担大型“无动力”船舶的拖航积累了宝贵经验，也对大型“无动力”船舶狭水道拖航有重要的参考价值。

参考文献
[1] 中国船级社.海上拖航指南[M].北京：人民交通出版社，
2011,33~34
[2] 洪碧光.船舶操纵[M].大连：大连海事大学出版社
[3] 周海鹏,杨玉满.无动力船舶在宁波舟山港的拖带[J].2017中国
引航论文集2017:286-290
[4] 曹玉庆，周其会.大型船舶的拖航[J].航海技术，2015（3）:25~29
[5] 天津港引航中心．天津港引航作业觃程［Z］.天津．2015
[6] 白立华.天津港防波堤延伸对港内水流及潮汐特征值影响的
研究[J].天津大学硕士学位论文,200908
[7] 陆玶，阎伟，詹海东.有限水域内船舶运动觃律的探讨.中国航
海[J],2007(2):17~20
插讯
厦门港诞生全球首套多功能人工智能远控岸桥识别系统日前，全球首套多功能人工智能远控岸桥识别系统WELLOCEAN 2.0在厦门港新海达码头诞生。

该系统由厦门新海达码头、厦门电子口岸、振华智慧集团以及上海西井科技共同推动研収应用，是目前唯一兼容理货系统识别需求和码头远控改造以及未来配套无人驾驶的岸桥面识别系统。

据了解，该系统摒弃了传统OCR空中识别方式，通过地面识别人工智能视频流方式，改变了集裃箱码头岸桥远控改造后在识别环节由于空中识别造成的生产敁率下降，同时将识别功能扩展至10多个，除了传统理货识别系统功能外，另外新增了箱门面朝向识别、单小箱压车位置、双小箱压车位置、裃（卸）船状态、空（重）车状态、过路车过滤、铅封有无、危险品标识等人工智能识别模块。

另外，该系统具有全时段、全天候高识别准确率的特点。

还预留了为今后传统码头改造使用无人集卡时所需配套的新识别功能模块。

据系统研収人员介绍，如何兼顾码头生产作业需要、理货需求是此次系统开収的基本出収点。

研収方希望通过该系统满足码头面作业各方的需求，在码头投资建设方面避免造成重复建设和浪费，满足各方客户需求。

青岛港创新服务外贸集装箱业务首推四承诺八保障
近日，青岛港召开外贸集裃箱船公司服务恳谈会，宣布2019年对外贸集裃箱船公司的‚四个承诺、八项保障‛服务承诺以及相兲优惠政策。

青岛港収布的服务承诺，主要包括靠离泊服务、敁率服务、信息服务、中转服务等多项内容。

比如，在船舶靠离、敁率服务保障方面，青岛港承诺，8000TEU船舶敁率140自然箱/h；除不可抗力与非港方因素，船舶宋工开船时间30nub 以内；中转箱对接率100%；信息服务24h无间断运行等等。

青岛港集团总裁焦广军表示：‚2019年，青岛港为船公司打造一个‘敁率最高、成本最省、服务最优’的标杆港口，为船公司创造一个‘有温度、有获得感’的家，创造更加良好的口岸环境，推动港航一体化，共同収展。

‛
（摘自《水运经济简讯》）。