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1、引 言一、 选题题背景1、集装箱箱船舶配配载研究究的现状状70年代以以前的第第一、二二代集装装箱船的的箱位容容量均在在20000TEEU以下下，当时时船舶的的稳性、吃吃水差和和强度的的计算一一般由人人工完成成，集装装箱配载载图也由由人工填填制，工工作效率率很低。880年代代初出现现了20000TTEU以以上的第第三代集集装箱船船舶，在在运用传传统的手手工方法法已难以以胜任编编制集装装箱配载载要求的的情况下下，不少少计算机机厂商推推出了集集装箱船船专用计计算机。880年代代后期和和90年年代先后后开发了了通用计计算机运运行于DDOS环环境和WWINDDOWSS环境下下的集装装箱配载载计划辅辅助系
2、统统。这些些计算机机配载系系统的研研究和开开发为船船舶的稳稳性、吃吃水差、弯弯矩、扭扭矩和局局部强度度等性能能的全面面校核奠奠定了良良好的基基础。从从90年年代开始始，随着着微型计计算机技技术的发发展和广广泛应用用，集装装箱船舶舶配积载载系统技技术和应应用也得得到了新新的进展展。纵观观世界船船舶配积积载系统统情况，集集装箱船船舶配积积载系统统正处于于自动与与手动交交替使用用的交互互式配积积载方式式阶段。其其基本程程序是根根据船舶舶静力学学的基本本原理，按按相关集集装箱船船舶运输输规则的的要求，对对船舶的的装载情情况进行行校核计计算并显显示结果果。校核核流程一一般为：积载计算浮浮态计算稳稳性计算
3、强强度，逐逐步校核核并判断断。在配配载过程程中，一一般先自自动配载载，再进进行人工工干预配配载，这这样交互互进行。这这主要是是因为船船舶配积积载十分分复杂，要要考虑货货物装卸卸的先后后，到什什么港装装什么货货，大件件不压小小件等等等因素，这这些都需需要经过过人工配配积载才才能达到到要求。当当然，也也有部分分系统还还基于神神经网络络专家系系统提供供一系列列的配载载建议，它它需要建建立知识识库，并并建立规规则，研研究的目目的主要要是寻求求一种满满足既定定约束条条件下，倒倒箱最少少、作业业高效的的装载方方案。在在软件实实现方面面，以智智能决策策支持系系统作为为系统框框架，利利用面向向对象的的Winn
4、dowws编程程技术，综综合利用用数据库库技术、网网络技术术等计算算机领域域的新成成果，从从而使系系统具有有操作直直观方便便、数据据查询快快捷、智智能化程程度高等等特点。2、集装箱箱船舶配配载研究究的发展展趋势尽管集装箱箱船舶配配积载问问题的研研究已经经有300多年的的历史，但但由于问问题的复复杂性，配配积载问问题的许许多方面面仍没有有得到很很好的解解决，可可以说集集装箱船船配积载载还停留留在半自自动化阶阶段。目目前，利利用人工工智能领领域和计计算机科科学领域域的最新新成果，建建立智能能积载系系统，有有望使该该问题的的研究跨跨上一个个新的台台阶。随随着单一一运输向向现代物物流的不不断发展展，对
5、集集装箱船船上配积积载系统统的研究究已不再再是个单单纯的货货物运输输技术问问题，而而有必要要上升到到运用现现代物流流管理理理念对它它进行研研究与探探讨的新新高度。现现代物流流的发展展趋势是是信息化化、自动动化、网网络化、智智能化、柔柔性化。传传统集装装箱船上上配载已已不再适适应这种种形势的的发展，而而依靠数数据库技技术、电电子订货货系统（EEOS）、电电子数据据交换（EEDI）、快快速反应应（QRR）、自自动识别别系统、货货物自动动跟踪系系统、计计算机通通讯网络络技术、专专家系统统、弹性性制造系系统（FFMS）等等技术支支撑下的的新型配配积载系系统才能能满足现现代物流流发展的的需要。置置于现代
6、代物流管管理理念念下集装装箱船上上配载，在在供应链链管理的的应用方方面，现现在正处处于一种种从原来来单纯的的配载技技术向物物流节点点管理的的过渡转转型阶段段。二、课题研研究的目目的与意意义1、课题研研究的目目的通过对传统统集装箱箱配载系系统特点点的分析析，我们们可以知知道，在在集装箱箱船舶运运输中，船船舶配载载系统的的完善与与否是能能否充分分发挥集集装箱运运输优势势的一个个重要环环节，它它对保证证船舶、货货物安全全以及保保证船期期有着重重要的作作用。同同时配载载结果的的表现形形式配载图图也是装装卸公司司装船、卸卸船以及及发生货货损货差差时要求求索赔、划划分责任任的重要要依据。同同时，本本课题从
7、从现代物物流的观观点来分分析现代代物流管管理理论论对集装装箱配载载系统提提出的新新要求，从从而得到到结论，作作为现代代物流与与供应链链中一个个重要节节点的集集装箱船船上配载载，它更更是兼备备物流的的运输、储储存、配配送之功功能。因因此，把把集装箱箱配载系系统的研研究上升升为对实实用物流流技术研研究是一一项具有有重要现现实意义义的工作作。为适应现代代物流发发展的需需要，处处于物流流节点上上的集装装箱配载载应具备备以下两两方面的的功能。一一方面，从从配载的的内部要要求而言言，一套套先进实实用的操操作管理理软件应应该是基基于丰富富的操作作管理经经验和先先进的IIT技术术推出的的，通过过先进的的技术平
8、平台和各各种优化化算法，它它能够确确保船舶舶安全、经经济，货货物质量量完好，实实现动态态实时、自自动计划划和检测测、智能能回放和和预演、用用户报表表自定义义等目标标。而且且，系统统本身应应体现适适当的先先进性，同同时兼顾顾满足可可能发生生的手工工和应急急处理的的需要，并并具有流流程合理理、功能能完善、使使用方便便、运行行可靠等等功能；另一方方面，从从供应链链管理来来看，基基于现代代数据交交换平台台和定位位、信息息系统上上的配载载系统管管理在现现代物流流中需发发挥主动动性和柔柔性化服服务，在在物流发发展的信信息化、自自动化、智智能化等等方面发发挥其应应有的作作用。因因此，从从内、外外部整体体上看
9、，符符合现代代物流发发展需要要的集装装箱船配配载系统统是物流流方改善善自身管管理水平平、提高高客户满满意度、增增强时常常竞争力力的可靠靠保障。本本研究正正是基于于集装箱箱船配载载系统如如何来满满足这两两方面功功能的需需要而展展开的。2、课题的的研究意意义1）有利于于提高集集装箱船船舶技术术管理水水平现代集装箱箱船舶的的大型化化和高效效化给提提高船舶舶运输生生产效率率提供了了可能，但但船、岸岸工作人人员能否否适应现现代大型型集装箱箱船舶的的运输管管理要求求则成为为船舶的的效益优优势能否否得到充充分发挥挥的关键键，解决决人机之间间不相适适应的矛矛盾在于于提高船船岸集装装箱配载载人员的的技术管管理手
10、段段和技术术管理水水平，提提高人员员的工作作效率和和工作质质量。2）优化集集装箱船船舶的配配载方案案集装箱船舶舶的航行行性能、结结构、货货物单元元形态和和配载方方式均与与其他船船舶不同同，尽管管在传统统的集装装箱配载载有一些些理论方方法和配配载手段段，其中中也包括括在实践践中积累累的可贵贵的经验验，但许许多已不不能满足足物流的的发展需需要。解解决这些些问题的的根本出出路还在在于从理理论上解解决配载载方案的的优化和和智能化化。研究究优化集集装箱配配载的理理论方法法是本课课题的重重点之一一，同时时也为自自动配载载、智能能配载系系统的建建立提供供一种算算法模型型。3）充分发发挥集装装箱船舶舶配载在在
11、物流管管理中的的作用柔性化、信信息化、自自动化、智智能化已已成为221世纪纪现代物物流的发发展趋势势，作为为现代物物流与供供应链中中一个重重要节点点的集装装箱船上上配载，它它在现代代物流的的作用已已渐趋明明显，特特别是在在减少集集装箱货货运事故故提高集集装箱的的安全性性、加强强与客户户的合作作程度、提提供客户户的柔性性化服务务等方面面均大有有用武之之地。三、本研究究的主要要工作本研究的主主要工作作包括：1）分析目目前集装装箱船舶舶配载的的特点、要要求以及及存在的的主要问问题；2）提出集集装箱船船舶配载载方案的的优化模模型及其其求解方方法、自自动配积积载系统统的设计计思路；3）提出在在现代物物流
12、管理理中如何何发挥集集装箱配配载作为为供应链链节点的的作用；4）在配载载系统和和集装箱箱用户之之间建立立电子数数据交换换平台，以以满足运运输企业业、集装装箱用户户和相关关部门的的数据交交换与信信息整合合的自动动化处理理的需要要。第一章 集装箱箱船舶配配载的特特点与要要求1.1 集装箱箱船舶配配载的特特点集装箱船上上配载必必须根据据船舶的的具体要要求，结结合船舶舶、货物物、航线线、港口口的实际际情况，把把一定数数量的具具体集装装箱安排排在船舶舶的具体体箱位中中，并满满足保证证船舶性性能、货货物质量量、航线线制约、港港口作业业等多方方面的要要求。因因此，集集装箱船船上配载载是一项项多目标标优化的的
13、系统工工作，与与一般船船舶比较较，由于于集装箱箱和集装装箱船舶舶在结构构、运输输形式等等方面有有着自身身的特点点, 使使得其配配载与一一般船舶舶具有不不同的特特点。1.1.11 集装装箱船舶舶装载的的箱容量量与船舶舶净载重重量的相相互制约约集装箱的箱箱位容量量，通常常是指船船舶的标标准箱（TTEU，Twenty Equivalent Unit）容量，即集装箱船舶所能承载的最大标准集装箱的数量，箱位容量是表示集装箱船舶大小的重要标志。同时，从集装箱船舶的载货重量能力来看，它也要受到船舶净载重量的限制，即所装运的集装箱重量不能超过船舶在具体航次中能够装运货物重量的最大限量。集装箱船舶舶的最大大箱容
14、量量是在特特定的条条件下设设计的，并并不是在在任何情情况下均均能承载载它的最最大箱容容量及充充分利用用它的净净载重量量。与普普通杂货货船不同同的是：集装箱箱船舶所所能装载载的最大大箱位容容量与船船舶净载载重量是是相互制制约的。一一方面，集集装箱的的数量多多少和装装载重量量，受船船舶箱位位容量及及净载重重量的限限制；另另一方面面，由于于集装箱箱船舶的的1/331/2箱位位是配置置在甲板板上的，在在利用船船舶箱容容量，特特别是利利用甲板板上的箱箱位时，会会导致船船舶重心心提高，影影响船舶舶的稳性性，有时时甚至形形成负的的初稳性性高度。因因此，为为了获得得合适的的稳性，不不得不以以大量的的压载水水来
15、改善善船舶的的稳性。在在杂货船船和散货货船上，为为了提高高船舶的的净载重重量，必必须排空空压载水水；而在在集装箱箱船上，为为了要装装载更多多的货运运量，需需要充分分利用集集装箱的的箱位容容量，又又必须在在压载水水舱内大大量灌注注压载水水，这又又使集装装箱船舶舶不能充充分利用用它的净净载重量量。总之之，对于于集装箱箱船舶而而言，要要充分利利用它的的箱位容容量和净净载重量量是一对对相互制制约的矛矛盾的统统一。1.1.22 集装装箱船舶舶对稳性性的要求求较一般般杂货船船舶更加加严格由于集装箱箱船舶经经常在甲甲板上装装载数量量较多的的集装箱箱，故其其重心高高度比一一般货船船高，且且水线以以上受风风面积
16、大大，对船船舶稳性性更为不不利。另另外，在在装卸时时由于左左右重量量的不均均衡将使使船舶产产生较大大的横倾倾，这为为集装箱箱船舶的的横倾限限制所不不允许。为为了保证证船舶的的安全，必必须使其其具有足足够的稳稳性。所所以，对对集装箱箱船舶提提出的稳稳性衡准准要求，较较一般杂杂货船更更加严格格，这在在我国海海船法定定检验技技术规则则（以以下简称称法定定规则）和和IMMO稳性性规则即即“IMOO关于适适合各种种类型船船舶的完完整稳性性规则（AA.7449（118）”中均有有具体规规定。在在我国法法定规则则中，对对装载集集装箱的的专用和和非专用用船舶，除除要求其其满足对对普通船船舶稳性性的各项项基本衡
17、衡准指标标要求外外，还提提出了两两项稳性性的特殊殊衡准要要求。而而IMMO稳性性规则则则对于船船长大于于1000M的集集装箱船船舶和其其他具有有可观外外漂或大大的水线线面面积积的货船船，建议议采用66项完整整稳性的的衡准要要求，以以代替IIMO稳稳性规则则对各各种类型型船舶完完整稳性性基本衡衡准要求求中除天天气衡准准以外的的前6项项要求。但是，集装装箱船舶舶的稳性性又不能能过大，如如GM过过大，船船舶横摇摇周期过过短，又又会使甲甲板上的的集装箱箱具有较较大的加加速度，从从而对集集装箱本本身的强强度及坚坚固设备备和绑扎扎索具的的受力带带来严重重不利的的影响，甚甚至使集集装箱移移动、倒倒塌。可可以
18、看出出，对集集装箱船船舶提出出的稳性性上限要要求具有有其特别别的实际际意义。1.1.33 集装装箱船舶舶配载应应综合考考虑箱位位要求，保保证货、箱箱质量，船船舶安全全1）特殊箱箱装载问问题在各种集装装箱的配配载要求求上，危危险品箱箱、冷藏藏箱、平平台箱等等的特殊殊装载要要求必须须予以特特别考虑虑。危险货集装装箱应配配置在远远离机舱舱、热源源及船员员生活、工工作区，且且便于监监视和抛抛弃，又又有良好好的通风风的安全全处所。同同一船舶舶常常有有些货舱舱的设计计决定了了不容许许装载任任何危险险货箱，另另一些货货舱的设设计仅限限于配载载国际际危规定定义的几几类危险险货箱。因因此，在在为集装装箱船舶舶选
19、配大大量仅限限于舱内内配载的的危险货货集装箱箱时，必必须考虑虑船舶的的这一限限制条件件。同时时，应按按箱子内内的危险险货物的的正确学学名或联联合国编编号，查查阅国国际危规规，确确定不同同危险品品集装箱箱之间的的具体隔隔离要求求，严格格配装。 冷藏集装箱箱装船后后多数需需要船舶舶电站连连续提供供电源。受受船舶电电站容量量和电源源插座位位置的限限制，每每一集装装箱船所所能承运运的冷藏藏集装箱箱最大数数量和装装箱位置置通常是是确定的的，不能能任意配配置。平台集装箱箱只能配配置于舱舱内或甲甲板上最最高一层层，它的的上面不不能再堆堆积任何何集装箱箱。此型型集装箱箱由于经经常装大大件设备备，所以以配载时时
20、还应按按超长、超超宽或超超高箱进进行配位位。2）普通箱箱的装载载问题普通箱在船船上配置置问题可可以看作作是箱子子的三维维位置优优化问题题，其主主要考虑虑点可用用图1-1表示示。船舶稳性问题 减少压载水，充分利用船舶装载能力垂向位置卸货港顺序，避免捣箱事故局部强度、允许堆积负荷保证问题40英尺箱、20英尺箱的混载问题普通箱在船上三维位置轻、重箱装载问题吃水差问题纵向位置船舶纵向强度问题港口作业，加快装卸作业同一个卸货港箱子的左右平衡横向强度问题横向位置扭转强度问题图1-1 普通箱箱三维箱箱位选择择考虑要要素1.2 集集装箱船船舶配载载应满足足的要求求1.2.11 充分分利用船船舶集装装箱箱位位容
21、量和和船舶净净载重量量为了能提高高集装箱箱船的营营运经济济效益，和和普通货货船不同同的是，集集装箱船船存在一一个如何何充分利利用船舶舶装箱容容量的问问题。表表征集装装箱船装装箱容量量的大小小，通常常可从以以下几个个方面来来衡量：标准箱箱容量(TEUU)；20英英尺集装装箱容量量；40英英尺集装装箱容量量。此外外还有承承运特殊殊集装箱箱的容量量，集装装箱船要要承运特特殊性质质的集装装箱往往往要受到到许多条条件的限限制，如如承运冷冷藏箱时时，其数数量要受受到船舶舶供电电电源的限限制；承承运超限限集装箱箱可能需需要占用用两个或或更多的的箱位，因因此这时时的装箱箱数就达达不到集集装箱船船装箱容容量的指
22、指标。弄弄清楚本本船的装装箱容量量，对于于能否承承运更多多的集装装箱非常常重要，否否则就会会出现箱箱位不够够而必须须退箱或或浪费箱箱位的现现象。当当航次440英尺尺集装箱箱的数量量超过船船舶400英尺集集装箱容容量，而而此时220英尺尺集装箱箱箱位有有富裕时时，可以以及时通通知船公公司或代代理，要要求将多多出的440英尺尺集装箱箱货物改改换成220英尺尺集装箱箱装载；当航次次冷藏箱箱数量超超过船舶舶冷藏箱箱容量时时，可以以依据装装货港条条件，超超容量冷冷藏箱数数量，冷冷藏箱运运费和箱箱位富裕裕情况等等资料进进行技术术经济论论证，研研究是否否能承租租于甲板板上的流流动电站站集装箱箱，用以以向超容
23、容量的冷冷藏箱提提供电源源，以增增加船舶舶承载冷冷藏箱的的能力。另另外在装装货港箱箱源充足足的条件件下，选选配超限限集装箱箱或其他他特殊集集装箱箱箱位时，应应尽量减减小承运运此类集集装箱所所引起的的箱位损损失数量量。集装箱的稳稳性特点点决定了了其压载载水使用用的必要要性，这这使得集集装箱船船在完成成集装箱箱运输任任务的同同时，必必须将不不能产生生经济效效益的压压载水从从一港运运往另一一港，造造成运力力和能源源的浪费费。为此此，要求求我们在在保证人人员、船船舶和货货物安全全的条件件下，寻寻求最优优的船舶舶配载方方案，尽尽量减少少压载量量，提高高船舶的的集装箱箱载重量量和减少少船舶航航行阻力力。因
24、此此，努力力提高集集装箱船船舶配载载计划的的编制水水平，合合理确定定不同卸卸货港轻轻重集装装箱在舱舱内和舱舱面的分分配比例例，减少少用于降降低船舶舶重心高高度所需需打入的的压载水水，是充充分利用用集装箱箱船载重重能力的的主要措措施。同同时，还还应合理理确定航航次油水水补给方方案。集集装箱船船由于航航速快，每每日消耗耗的油水水重量大大，中途途挂靠港港口又较较多，因因此在航航线箱源源充足的的情况下下应重视视航次油油水补给给方案的的经济论论证，当当船公司司因减少少油水储储备而增增加的装装箱数量量收取运运费所获获利益超超过因采采取中途途港油水水补给所所引起的的一切额额外费用用支出时时，则应应选择在在中
25、途港港补给油油水的方方案，这这当然是是属于配配载之外外的问题题。1.2.22 满足足集装箱箱船舶稳稳性要求求集装箱船舶舶的稳性性既要足足够，又又能保证证船舶具具有适当当的横摇摇周期。为为了使得得集装箱箱船舶稳稳性合适适的范围围，主要要通过以以下几种种途径获获得：1）控制舱舱内和舱舱面所装装集装箱箱的重量量处于合合适的比比例范围围；2）在堆装装高度上上采用轻轻重箱的的组合方方案；3）利用计计算机配配载软件件按预配配方案输输入，进进行稳性性预算，在在演算基基础上，根根据情况况进行调调整；4）利用压压载水的的打进或或排出来来调整船船舶重心心高度，从从而达到到调整船船舶稳性性的目的的。1.2.33 满
26、足足集装箱箱船舶强强度和吃吃水差的的要求对于船舶的的纵向强强度和吃吃水差，由由于两者者都是船船上重量量的纵向向分布情情况决定定的，所所以在配配载时应应统筹兼兼顾。通通常可以以采用以以下一些些方法：合理配配置各排排集装箱箱重量，宜宜在船中中部配装装一些重重量较大大的集装装箱；合合理安排排各卸货货港集装装箱的箱箱位，适适当分装装于不同同的箱排排处；通通过合理理压载来来改善船船舶纵向向受力、吃吃水差状状态并满满足航行行对最小小吃水及及吃水差差的要求求；利用用配载软软件对实实际装载载状态的的总纵强强度和吃吃水差、首首尾吃水水予以校校核。在保证船舶舶扭转强强度和横横向强度度方面，应应做到各各排集装装箱横
27、向向上箱重重均匀分分布，各各压载舱舱及其他他舱室载载荷重量量也应左左右对称称分布。在在确定集集装箱的的垂向箱箱位时，应应当保证证舱内和和甲板上上每列集集装箱总总重分别别不超过过其装箱箱底座上上的允许许堆积负负荷，以以满足船船舶局部部强度的的要求。1.2.44 满足足集装箱箱船舶箱箱位配置置及其堆堆装要求求集装箱船舶舶的配载载既要满满足特殊殊箱（如如危险货货集装箱箱、冷藏藏集装箱箱、平台台集装箱箱等）的的装载要要求，也也要满足足普通箱箱的装载载要求。在在普通箱箱的装载载上，要要考虑440英尺尺箱、220英尺尺箱的装装载问题题，在许许多集装装箱船上上，有只只能装载载20英英尺箱的的箱位、只只能装载
28、载40英英尺箱的的箱位和和可以交交替装载载20英英尺箱、440英尺尺箱的箱箱位三种种。当220英尺尺箱、440英尺尺箱混装装时，一一个基本本原则是是，400英尺箱箱上面不不可配装装20英英尺箱，而而20英英尺箱上上能否配配装400英尺箱箱则视箱箱位的具具体结构构而定。在在轻、重重箱装载载问题上上，要做做到重箱箱在下，轻轻箱在上上；强结结构的在在下，轻轻结构的的在上；避免出出现重箱箱压轻箱箱现象。1.2.55 满足足集装箱箱装卸顺顺序和快快速装卸卸要求集装箱船通通常中途途挂靠一一个以上上港口，且且往往多多线作业业，装卸卸同时进进行，港港口作业业机械效效率很高高，船舶舶在港停停泊时间间短。因因此，
29、合合理选配配箱位，满满足集装装箱装卸卸顺序和和快速装装卸要求求，对确确保船舶舶安全准准班，减减少不必必要的港港口费用用支出具具有重要要意义。一一方面，编编制集装装箱配载载计划时时，要对对船舶在在整个航航线的挂挂靠顺序序、各挂挂靠港箱箱源情况况、船舶舶舱盖形形式、港港口管理理规定等等进行综综合考虑虑，避免免或尽量量减少中中途港发发生捣箱箱现象；另一方方面，要要考虑集集装箱泊泊位各装装卸桥装装卸时间间均匀分分配和装装卸桥自自动吊具具、大车车沿岸移移动时间间等问题题，以满满足船舶舶快速装装卸的要要求。第二章 现代物物流管理理对集装装箱船舶舶配载系系统的要要求2.1 传传统集装装箱船舶舶配载的的过程与
30、与方法2.1.11 集装装箱船舶舶的配载载过程集装箱船配配积载通通常需要要经历下下列几个个过程：1） 编制集装箱箱船“航次订订舱单”航次订舱单单是船公公司航（箱箱）运部部门或其其代理根根据货主主的托运运申请为为特定船船舶具体体航次分分配待运运集装箱箱的清单单。该清清单通常常按不同同卸港、重重量和不不同箱类类型列出出，对特特殊箱有有必要的的备注。2） 编制集装箱箱船配积积载计划划编制集装箱箱船配积积载计划划通常的的做法是是借助于于计算机机，在船船公司或或其代理理、装卸卸公司以以及集装装箱船船船长、大大副共同同参与下下，依靠靠传真、计计算机网网络等现现代化通通信手段段进行文文件传递递，并经经历预配
31、配、初配配和审核核三个过过程才能能完成。l 预配过程集装箱船的的预配工工作是由由船公司司配积载载部门、船船舶代理理或船上上大副承承担。其其任务是是将航次次订舱单单上所列列的每一一只集装装箱，按按照集装装箱箱位位选配原原则，满满足装卸卸顺序和和快速装装卸等要要求，在在集装箱箱船的行行箱位图图总图上上作一大大致安排排。首先先，配载载人员将将订箱单单进行清清理、分分类，分分成不同同港序、不不同尺寸寸以及特特殊箱；再者，对对特殊箱箱定位，如如危险品品箱、冷冷藏箱及及超高、超超宽箱定定位，然然后考虑虑普通箱箱，满足足装卸港港序、船船舶强度度、稳性性的要求求，强度度体现在在沿船长长方向上上的箱子子分布情情
32、况而稳稳性体现现在甲板板、舱内内箱子的的分配上上，最后后绘制船船舶预配配积载图图。该图图所确定定的航次次装载方方案通常常需在计计算机上上专用装装载计算算系统上上作粗略略核算，以以保证船船舶各项项指标符符合要求求。该图图绘制后后需及时时送交集集装箱装装卸公司司。l 初配过程集装箱装卸卸公司掌掌握着航航次装船船集装箱箱的动态态，并负负责这些些货箱在在码头的的聚集并并安排在在堆场的的箱位。为为保证集集装箱装装船过程程有序而而快速，在在装船前前装卸公公司通常常需要将将装船集集装箱按按一定顺顺序安排排于码头头特定的的堆场上上，并编编制集装装箱装箱箱顺序表表。装卸卸公司的的集装箱箱配载员员根据装装箱集装装
33、箱在堆堆场上的的堆码情情况，在在既满足足船舶预预配积载载计划的的总体要要求，又又能减少少码头堆堆场集装装箱作业业量的条条件下，借借助于集集装箱计计算机装装载计算算系统，在在集装箱箱船的行行箱位总总图和行行箱位图图上按规规定格式式填入详详细的集集装箱数数据。l 审核过程集装箱船的的初配积积载计划划在集装装箱装船船作业开开始前送送交集装装箱船长长和大副副作全面面审核。船船长和大大副对初初配积载载计划按按照集装装箱箱位位选配的的基本原原则以及及满足装装卸顺序序和快速速装卸要要求，结结合航线线状况、本本船航次次油水的的配置和和消耗、船船舶的装装载特性性、途中中各挂靠靠港口的的作业特特点等内内容，并并保
34、证船船舶和货货物的运运输安全全的条件件下，在在船舶计计算机上上利用集集装箱装装载计算算系统进进行船舶舶各项性性能指标标的全面面核算。如如对初配配积载计计划有任任何修改改意见，船船方应通通过代理理或直接接与装卸卸公司协协商解决决。只有有经船长长和大副副核准并并签字后后，该初初配计划划才能作作为知道道船舶装装箱作业业的正式式积载计计划。3） 编制集装箱箱实配积积载文件件集装箱积载载计划在在装箱过过程中会会因某些些原因需需要作一一些修改改。船舶舶装箱完完毕后，由由船舶理理货员依依据现场场记录负负责绘制制集装箱箱实配积积载图，船船上大副副负责进进行实际际装载条条件下船船舶稳性性、强度度、吃水水和吃水水
35、差的核核算。实实配积载载文件内内容通常常包括：l 全船行箱位位总图（封封面图）l 各行箱位图图；l 集装箱装船船统计表表；l 船舶稳性、强强度和吃吃水核算算结果。2.1.22 传统统集装箱箱船舶配配载的方方法在传统集装装箱船舶舶配载过过程中，配配载人员员先是将将订箱单单按不同同港序、特特殊箱和和40英英尺、220英尺尺的排箱箱顺序进进行清理理、分类类，然后后，按照照先特殊殊箱后普普通箱的的配箱原原则，将将航次订订舱单上上所列的的每一集集装箱，按按照集装装箱箱位位选配原原则，满满足装卸卸顺序和和快速装装卸等要要求，在在集装箱箱船的行行箱位图图总图上上做一大大致安排排。在此此过程中中，为了了方便于
36、于配箱的的需要，通通常要对对集装箱箱做多次次的排序序，如第第一次按按照“主排序序码：卸卸箱港；次排序序码：危危险品箱箱；次次次排序码码：冷藏藏箱。”的顺序序排列，即即按后卸卸港箱在在前，先先卸港箱箱在后；同一卸卸箱港箱箱中危险险品箱在在最前面面，冷藏藏箱随后后，非危危险品箱箱和非冷冷藏箱在在最后。在在此情况况下，按按照危险险品箱和和冷藏箱箱的选择择箱位原原则，完完成危险险品箱和和冷藏箱箱的特殊殊箱装载载操作。第第二次按按照“主排序序码：卸卸箱港；次排序序码：220ftt/400ft箱箱；次次次排序码码：箱重重。”的顺序序排列，然然后完成成普通箱箱的装载载操作。在完成全部部集装箱箱的装载载后，要
37、要对装载载情况进进行检查查，检查查主要问问题包括括：在满满足装卸卸顺序和和快速装装卸等要要求的条条件下集集装箱总总体分布布是否合合理；特特殊箱（危危险品箱箱、冷藏藏箱、平平台箱等等）是否否满足箱箱位选择择要求；20英英尺箱和和40英英尺箱的的混装有有无问题题；是否否存在捣捣箱、440英尺尺箱子一一半腾空空现象；各行箱箱位横倾倾力矩是是否小于于要求值值（扭转转强度问问题）等等。在现现有的条条件下，这这些查核核往往停停留在人人工状态态，受配配载人员员的工作作成效和和技能经经验影响响较大。在完成以上上工作后后，根据据船上实实际加载载燃润油油、淡水水等情况况，在相相应的油油水舱内内输入油油水资料料，然
38、后后制定压压载方案案，以计计算船舶舶稳性、强强度和吃吃水差等等结果，这这一步出出现配载载软件前前由人工工计算完完成，而而现在多多由配载载技术系系统完成成，不管管怎样，其其计算原原理是相相同的。接接着，根根据把计计算结果果与规则则、规范范中规定定的衡准准指标或或船舶设设计中提提供的要要求值相相比较校校核，如如有不符符，重新新调整集集装箱的的位置分分配或压压载水方方案，直直至满足足要求为为止。综合以上分分析，传传统集装装箱船舶舶配载的的方法可可以用图图2-11表示：船舶稳性计算开始满足规则否？积载状态选择否船舶信息输入强度计算 是满足规则否？油水信息输入否集装箱信息输入 是输出结果，打印配积报告和
39、配积载图压载水调整结束集装箱积载、压载水调整图2-1传传统集装装箱船舶舶配积载载系统流流程图2.1.33 计算机机配载的的软件实实现计算机配载载的软件件实现，根根据集装装箱船舶舶的配载载特点和和人工配配载的基基本过程程，研制制开发计计算机配配载系统统。该系系统由计计算机系系统、打打印机、UUPS电电源、应应用软件件包等组组成。主主要功能能和过程程包括：1）信息输输入在主菜单下下选择菜菜单按钮钮即可完完成船舶舶信息、航航次信息息、装卸卸信息、计计算使用用规范选选择、航航区选择择、干舷舷选择、油油水舱装装载信息息输入等等。2）集装箱箱装载单个集装箱箱信息输输入与显显示，即即单个集集装箱类类型、尺尺
40、寸、高高度、重重量、重重心、垂垂向坐标标、箱位位号、箱箱格顺序序号、使使用人代代码、始始发港、到到港、货货主、备备注说明明等信息息；清除除所有集集装箱；卸载某某指定挂挂靠港集集装箱；快速装装卸单个个箱和全全部集装装箱；显显示全部部装船集集装箱清清单；修修改、恢恢复单个个箱信息息。3）纵倾及及稳性计计算可分别满足足CCSS规范和和IMOO规范对对稳性计计算的要要求，进进行配载载后船舶舶排水量量、型排排水体积积、重心心位置、浮浮心位置置、自由由液面惯惯性矩、初初稳性高高度、横横摇周期期、横摇摇角等静静水力性性能主要要指标以以及最大大静稳性性力臂及及对应角角、稳性性曲线消消失角、浸浸水角、风风压倾侧
41、侧力臂、稳稳性衡准准数、横横摇加速速度衡准准数等大大倾角稳稳性计算算，并用用图表及及曲线显显示。4）总纵强强度校核核迅速、方便便地根据据船舶配配载的要要求计算算船上任任一配载载和空载载状态下下船体指指定部位位的静水水弯矩及及静水剪剪力，并并显示其其最大许许用值，也也可计算算因货物物装载不不均匀而而产生的的扭矩、稳稳性及水水力性能能的有关关数据，并并绘制出出静水切切力与弯弯矩曲线线。5）文件存存取选择主菜单单下保存存按钮，可可保存已已装载工工况的积积载情况况；选择择主菜单单下旧状状态按钮钮，即可可打开所所保存各各种已装装载工况况的积载载情况。6）打印功功能主菜单下选选择报告告打印按按钮，即即可打
42、印印本次积积载过程程报告的的封面、重重量总结结表、油油水装载载情况总总结表、纵纵倾及稳稳性计算算图表、强强度计算算图表、集集装箱装装载清单单、集装装箱Baay图等等。2.1.44 集装装箱船舶舶的稳性性、吃水水差和强强度的校校核2.1.44.1集集装箱船船稳性的的计算和和校核首先，确定定船用坐坐标系，以以船舶中中纵剖面面、中横横剖面和和龙骨基基线平面面的交点点为坐标标原点OO，并以以三个平平面相互互的交线线分别设设为x、y、z轴，分分别从船船首垂线线、船中中纵线和和船底龙龙骨基平平面起算算确定船船舶、集集装箱等等的位置置。1）货物重重量和货货物重心心计算 设第i行、j列、k层箱位位上的集集装箱
43、重重量为PP ijkk，i= 1,2,u; j=11,2, ww; kk=1,2, v。分分别从船船首、左左舷和舱舱内第一一行、第第一列和和第一层层起算，设设船上共共有C只集装装箱。全船集装箱箱总重量量P： （22-1）货物重心纵纵向位置置XP：XP=（）/ P （22-2）货物重心垂垂向位置置ZP：ZP =（）/ P （22-3）货物重心横横向位置置YP：YP=（）/ P （22-4）2）船舶其其他重量量及其重重心高度度的求取取设空船排水水量为0，空船重重心距基基线高度度Z0，重心心纵向坐坐标X00，纵向向坐标为为0；各各油水舱舱载荷量量和船舶舶常数的的总重量量G，其其合重心心的纵向向、横向
44、向和垂向向坐标分分别为XXg, Yg, Zg；船舶舶压载水水重量为为BW，其其合重心心的纵向向、横向向和垂向向坐标分分别为XXb, Yb, Zb；船舶舶排水量量为。3）船舶合合重心位位置的计计算 X = （2-5）Y = （22-6）Z = （22-7）4）在此基基础上，计计算船舶舶稳性各各项衡准准指标，然然后根据据我国法法定规则则对装装载集装装箱船舶舶稳性的的衡准要要求进行行校核，校校核集装装箱船舶舶的稳性性流程图图见图22-2。 信息输入集装箱要素压载水要素船舶燃润油要素船舶淡水要素船舶常数要素船员、供应品等要素空船要素计算与绘图 重心坐标（X、Y、Z）船舶总重量 查船舶资料，获取相关参数
45、自由液面修正计算初稳性高度GM、不同横倾角下的复原力臂GZ风压倾侧力臂lf绘制静稳性曲线图绘制动稳性曲线图横摇角、进水角修正最小倾覆力臂lh.min结果校核最大静稳性力臂初稳性高度稳性衡准数风压静倾角稳性消失角极限静倾角我国法定规则对装载集装箱船舶稳性的衡准指标要求K1min12,im55300.20m0.30m图2-2 集装箱箱船舶稳稳性计算算校核流流程图2.1.44.2 集装箱箱船舶吃吃水、吃吃水差的的计算和和核准1）根据船船舶排水水量，船舶舶重心纵纵向坐标标X，以以及查船船舶资料料得到的的船舶平平均吃水水dm，漂心心距船中中距离XXf，浮心心距船中中距离XXB和厘米米纵倾力力矩MTTC等
46、，计计算吃水水差t、首吃吃水dF和尾吃吃水dA。 tt = （2-8） ddf=dmm （22-9） dda= ddm （22-100）2）对船舶舶吃水的的要求可根据上海海船舶运运输研究究所对远远洋船舶舶的纵向向浮态衡衡准要求求（综合合考虑国国际海事事组织IIMO浮浮态衡准准）进行行核准(LBP：船船舶两垂垂线间长长)：最小平均吃吃水dM.minn：dM miin0.002LBBP+22 (mm) （22-111）最小平均吃吃水dF minn： dF miin0.0025LLBP (m) （LBP1500m） （22-122）dF miin0.0012LLBP+22 (mm) （LBP1500m） （22-1