特定航线江河海直达船型研发持续发力

肖曙明 张 伟 刘光明

后疫情时代，区域供应链兴起。未来全球将出现三个更多体现区域特征的供应链来代替全球产业链，即北美、欧盟和亚洲三大区域供应链。由于东盟已成为中国最大的贸易伙伴，因此供应链重点将相对变短，各沿海港口的区位优势将得到提升，从而导致物流运输航线、需求船型发生了变化。

未来长江流域的运输增量必须通过运输组织方式优化实现，特定航线江海直达运输是沟通国内、国外物流的重要环节，是运输组织优化的有效方式。推进特定航线江海直达运输，对于优化物流组织方式、提升物流效率、降低物流成本、增强环境保护等都具有重要的作用。为了促进江海直达发展，近年来，政府陆续出台了系列政策鼓励江海直达运输发展。2020年印发的《内河航运发展纲要》提出，发展经济高效的江海联运和多式联运，完善江海直达运输发展相关政策和技术标准，形成江海直达、江海联运有机衔接的江海运输物流体系，提高江海运输服务水平。

特定航线江海直达船舶需求

2020年，长江干线货物通过量突破了30亿吨，再创历史新高。江海直达、江海联运快速发展，长江干线近六成物流已实现江海联运，有力保障了长江经济带经济社会发展。

长三角地区包括上海市和浙江、江苏、安徽三省在内共26座城市，是我国经济发展最活跃区域之一。长三角一体化战略带来了长三角地区发展新机会，推进了区域间交通互联，促进了各产业融合与协作，进一步提升了长三角区域物流业运输发展需求。

1、集装箱

2019年，长三角港口群共完成集装箱吞吐量9335万TEU，其中沿海港口7987万TEU，内河港口1438万TEU，从集装箱吞吐量所占比例看，上海港为46.38%，宁波舟山港为29.49%。长三角地区已形成以上海港为核心，江苏、浙江港口为两翼的“一体两翼”港口群。

数据显示，2019年，长三角内河集装箱运量基数较小，在大物流的集疏运体系中分担率较低，对公路依赖度较高，集疏运矛盾日益加剧。长江经济带综合交通发展坚持生态优先、绿色发展的原则，随着国家运输结构的调整，运输方式将更加节能环保，货物适箱率大大提高，江河联运、江海联运模式将得到进一步推广，江河海直达集装箱运输总体发展形势有利。

2、大宗散货

干散货方面，随着舟山江海联运服务中心的建设，江海联运货运量增速较快。2020年，舟山市江海联运货运量高达2.56亿吨，其中铁矿石、粮食进江量分别占长江经济带铁矿石、粮食进口量的46%、80%。随着舟山江海联运服务中心功能和服务水平的不断增强，江海联运货运量将持续增长。

液化品方面，2019年，我国国内危化品水路运输约3.4亿吨，占比27%左右。中国七大石化基地中，3个位于长三角地区。随着一批大型炼化企业陆续建设与投产，预计未来液化品运量呈逐步增长的态势。预计2025年左右环杭州湾地区炼油规模将达到1亿吨以上，乙烯及芳烃规模均达到600万吨以上，成为独树一帜的世界石化产业集群。

特定航线江海直达船型开发

针对江海直达航运市场发展需求，2020年，中国船级社联合业界研发了三型市场需求的概念船型。

1、研发理念

按照“物流决定航线、航线决定船型”的理念，立足整个航运链，从物流源头出发，根据“适航、适港、适货”的原则，研发江海直达引导性船型。联合船东、政府、设计、科研院所等单位，搭建联合研发平台，充分发挥各方的优势，将政策、技术、市场有机的集合起来，共同推进船型研发。

2、技术路线

在充分调研物流、市场、通航、航运政策等环境条件的基础上，结合经济性论证等，确定目标船舶的基本概貌。主要包括主尺度、装载量、总布置、线型特征、结构型式、推进方式、航速等。

根据目标船尺度、线型特征，结合航线的风浪条件，根据江海直达船舶技术标准，对船舶结构、结构布置、最小干舷及船首高度、船舶性能、设备配备等进行评估优化。

基于论证的船型方案，利用CFD数值软件等，在船舶线型、高效推进、节能附体等方面进行计算分析，开发智能装载、货物监控等系统，最终研发确定需求的概念船型。

3、研发船型概貌

（1）120TEU河海直达集装箱船

表1 120TEU概念船型主尺度

图1 120TEU概念船型效果图(图片源自网络)

（2）430TEU江海直达集装箱船

表2 430TEU概念船型主尺度

图2 430TEU概念船型效果图

（3）8000吨级化学品船

表3 8000吨级概念船型主尺度

图3 8000吨级概念船型效果图

概念船型特点

基于“安全、经济、绿色、智能”理念，开发的概念船型具有以下特点：

1、宜海适江

研发船舶的通达性和适航性满足江河海直达航线通航环境条件的要求。

比较内河与沿海间通航环境的差异，影响船舶通达性主要受制于内河的通航环境。研发船型的吨位、吃水、高度满足《长江干线通航标准》、长江航道常年维护水深、沿线桥梁通航净空高度等相关要求。

通过海上环境条件下耐波性评估、船舶艏型优选等，保证船舶具有良好的耐波性；通过采用高效襟翼舵、首侧推等装置，改善船舶低速操纵性，船舶亦适应在内河港口锚地码头靠离泊作业等需要。

2、安全经济

采用定量分析方法对船舶（主要是液货品船）的抗碰撞能力进行评估，降低船舶碰撞而产生液货泄露的风险，并基于分析结果优化船舶的结构型式、结构布置和结构构件。

通过结构设计及分舱布置优化、船舶结构材料选用等，在满足船舶安全的前提下，有效地控制了空船重量，提高船舶的载重量及载箱量，较好地提升了船舶的经济性。

3、绿色环保

船型研发过程中，采用了多项技术措施，改善船舶的节能和环保性。

采用CFD数值分析方法，对船首进流段和船尾去流段压力场进行了分析优化，改善流场分布，实现节能效果。

根据尾部去流段流场压力分布，设计采用大侧斜适伴流变距高效桨，实现船舶节能。

图4 常规定距桨与大侧斜适伴流变距桨效果图

利用消涡鳍减少螺旋桨环流的能耗损失、增加辅助推力的机理，实现节能效果。

图5 螺旋桨安装消涡鳍图示

经评估，研发船型的能效、环保等满足CCS绿色船舶规范的相关要求。船舶在营运节能的同时，亦满足日益提升的节能环保政策要求。

4、在线智能

开发了智能化监控装置、能效在线监控系统等供船东选择。以降低船舶的营运风险，提高船舶的营运能效，降低营运成本。

同时，研发的船型具有普适性。124TEU河海直达集装箱船舶适用于内河三级航道，430TEU江海直达集装箱船舶适用于长江中下游至洋山/宁波舟山水域，8000吨级化学品船舶适用于长江中下游至我国沿海水域。相关船型和研发理念亦可为后续相关船型的研发提供示范和遵循。

图6 智能监控系统硬件构架图

图7 能效监控系统

目前，江河海直达船舶已形成完善的技术标准体系和船舶配员、船员培训、安全监管等配套政策。基于船舶技术标准研发的2万吨级散货船、124TEU集装箱船、650TEU集装箱船、1100TEU集装箱船已经营运；120TEU集装箱船、430TEU集装箱船、1.4万吨散货船等船型正在建造，逐步形成了研发船型系列化和建造规模化。随着江河海直达运输方式的不断优化、辐射范围的不断扩大、后续船型的不断研发建造，将为运输组织方式的优化提供更好的运载工具，必将为长江经济带发展和双循环新发展格局起到积极的推动作用。