大型集装箱船大风浪航行分析

大型集装箱船大风浪靠离泊作业方法摘要：本文主要介绍大风浪集装箱船靠离泊作业的特点和难点；对大风浪中集装箱船受风、流、拖轮、侧推、锚、舵等各种作用力进行分析和计算；介绍集装箱船大风浪作业时应选择较佳靠泊时机、如何合理使用拖轮、锚等注意事项；最后介绍大风浪集装箱船靠离泊的操作方法。

关键词：大风浪引航集装箱船靠离泊宁波港冬天盛行强西北季风，夏天台风影响频繁，局部有地形造成的落山风——北仑四期码头南靠山，北朝海，夜间山顶吹向码头的山风、从码头吹向海面的陆风和南季风三者叠加。

这些风的强度都能达到10级以上，而且间隔短，持续时间长，且全年都易发生，对港口生产影响很大。

海事等部门对船舶大风浪靠离泊进行一定的管制，宁波港邀请上海海事大学对大风浪作业做了课题研究。

课题结论：风力≤13.8m/s为常规作业；13.9～15.5m/s为抗风作业；风力≥15.6m/s为高风险时段。

根据经验，风力≥10m/s影响已非常大，属于大风浪作业的范畴。

大风浪作业的特点和难点风流作用使船向下风漂移压拢很快，船易产生偏转，很难维持航向，靠泊前淌航保向困难等。

船舶受风动力是风速的平方，如风力在11m/s和15m/s，两者仅相差4m/s，而风动力增加接近一倍。

所以当风速增加要引起足够重视，不能掉以轻心。

拖轮助泊作业困难，为了能使拖轮产生更大的作用力矩，拖轮须带在大船首尾端部，由于集装箱船两端瘦削，这就要悬空带缆，难度很大。

迎着风撇缆困难导致带拖轮时间长，甚至带不上。

故拖轮没有带好前，不能轻易入泊，否则有危险。

流急拖轮维持横向拖的摆船位难，损失马力大；浪大拖轮摇晃，损失拖力大还易发生断缆。

一边要发挥较大的拖力而一边又要防止断缆，对拖轮船长操纵要求高。

如在大风浪发生拖缆断裂，对靠离泊是致命威胁。

1、拖轮宁波港基本配备的是全旋回拖轮，主要是带一跟缆后进行顶或拖。

安排拖轮时要考虑下列因素：大风浪中拖轮要克服风流而损失的拖力大，一般要求安排大马力拖轮来助泊；拉力只有顶力的75%，老拖轮实际发挥出的功率只有60%；船舶有前进或后退速度时，拖轮作用效果降低，大船航速超过5节，拖轮、侧推都将不起明显作用；1节流拖力将减10%，浪大拖轮剧烈摇晃，拖力更小，甚至无法助泊。

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价近年来，全球气候异常，风浪频发，给海上交通带来了极大的风险和挑战。

集装箱船作为现代国际海运主力，其安全性一直备受关注。

为了减轻航行风险，必须对集装箱船在大风浪环境下的航行安全进行评价。

本文基于云模型，利用模型的随机性、模糊性、不确定性、多态性和可视化等特点，研究集装箱船大风浪航行安全评价方法，提高集装箱船的航行安全水平。

云模型是一种集随机性、模糊性、不确定性、多态性和可视化等特点于一体的综合性概率理论模型。

云模型将数学模型转化为模糊的、可视化的语言形式，使得模型能够更好地反映不确定性因素对评价结果的影响，具有比传统概率统计更为灵活、全面的特点。

因此，本文采用云模型建立集装箱船大风浪航行安全评价模型，具有一定的优势。

首先，采用云理论建立集装箱船大风浪航行安全评价指标体系，包括船舶自身结构安全、船舶操纵安全、船员安全、货物安全和环保安全五个方面，每个方面均设计4-5个评价指标，共计20个评价指标。

其指标体系具有较好的完整性、可靠性和操作性，能够较好地反映集装箱船大风浪航行安全状况。

其次，对于集装箱船在大风浪环境下的安全性评价，云模型理论将船舶运行数据离散化为概率云，精确表达了数据之间的模糊性、随机性等复杂性质，对多源信息融合、不确定性因素的综合评价提供了较好的解决方案。

本文将云模型应用于集装箱船大风浪航行安全评价中，通过概率云确定评价对象的每个因素在评价中属性的置信度分布，通过云微分运算确定综合评价结果。

最后，通过实例分析，本文将云模型应用于某集装箱船在南海航行的安全评价中。

首先，根据评价指标体系对搜集到的大量数据分别进行统计分析，并用云模型中的概率分布函数，确定各指标在评价中的置信度分布。

然后，用云权重平均法计算出各指标权重。

最后，将各评价指标的贡献值相加，得到该集装箱船在大风浪航行环境下的安全系数。

实例结果表明，云模型评价结果更可靠、更详实、具有较好的解释性和预测性。

集装箱坠海事故屡发，风浪中的集装箱如此脆弱么？上海海上搜救中心11月18日公共发布，18日下午3时25分，载有400余只集装箱的多用途船“鹏安盛”轮（长148.78米，总吨9977，载20英尺箱153只、40英尺箱258只，烟台-上海）在长江口D3灯浮附近北侧水域，受寒潮大风影响，船上30只40英尺集装箱落水。

箱内所装汽车配件，无危险品箱。

集装箱坠海事故为何多发不止？一、集装箱加固方式甲板一般有3种加固方式：1 旋锁这种是放在箱子下面的四个角键上的。

这种又分为自动锁和人工锁。

如下图：2 甲板底锁顾名思义，这是用来固定甲板上第一层箱子的锁。

如下图：3 加固杆这是甲板上加固的主要方式。

加固杆一般会在低层的集装箱设置。

舱内一般有2种加固手段：集装箱船的舱内作业有滑道。

滑道是为了方便集装箱装卸的一种轨道。

如下图。

但导槽一般都是40尺的。

也有20尺的，比较少。

对于20尺箱就用下面这一张图。

当然舱底也是有的。

在同一张图上。

二、风浪对集装箱的影响船舶在风浪中航行，受到风浪产生横摇时，物体都随着横摇；当巨浪和船体相撞时，船舶发生前后震动，物体也会随着震动，当船舶前后颠簸时，物体也处于颠簸状态之中。

顺风航行时，大型集装箱船舶极易在后八字来风的情况下产生大幅度的横摇，风力越大，横摇幅度越大。

集装箱在摇摆的情况下，物理重心垂直特性不变，所以倾斜情况下集装箱重力集中在倾斜侧的箱壁上，而箱壁并不是承重载体，箱壁会变形。

即使没有变形的情况下，当一个贝位的集装箱都倾斜的情况下，倾斜侧底层的集装箱旋锁受力最大，加上集装箱的箱顶都是用桥锁相互牵制，末端的集装箱受到的拉力最大，经过数次横摇后箱角损坏或旋锁变形脱落失去外力对集装箱的约束力。

桥锁的拉力导致集装箱超过安全负荷后，集装箱不堪负荷。

集装箱固定杆在船体摇动的运动受力情况是一端受压，一端受拉，力的不平衡导致固定杆松动脱落。

顶风航行时，船舶在一定的速度下会产生上下大幅度颠簸，颠簸会引起船舶拍底或螺旋桨飞车。

大风浪船舶航行操纵要点大风浪中航行操纵的要点，主要是选择适当的航向和航速，减轻船舶的摇荡运动，缓和波浪对船艇的冲击作用。

当波浪危及船舶安全时，横浪、顺浪或侧顺浪以及高速航进是较为危险的，而适当减速，并以适当的首向偏顶浪航行才是较为安全的。

一、有意减速大风浪中，不同的航向和航速会有不同程度的纵摇和垂荡，适当减速可以改变遇波周期，缓和纵摇的剧烈程度和波浪的冲击力量。

尤其是顶浪航行时，纵摇和垂荡以及伴随的拍底、上浪、打空车等现象最为剧烈，采取减速措施可以非常明显地减轻这种现象。

对各种船型实船试验后，提出以拍底次数作为有意降速的标准:油船、货船、散装船每100次纵摇中拍底次数应低于3-4次，甲板上浪次数应低于5次;滚装船每100次纵摇中拍底次数应低于4～5次。

船舶在波浪中航行，船舶的横摇周期和波浪周期一致时，会发生危险的二、横摇时航向和船速的调节横向谐摇，产生过大的横摇摆幅，甚至导致船舶倾覆。

在我国近海，波浪周期一般为6～8s，而许多救助船的固有横摇周期也为6～8s，在横浪航行时更易发生谐摇，摇摆幅度可超过45°在航行中，船舶固有横摇周期难以改变，只有改变遇波周期，才能避开谐摇。

调整船速或航向角，或者同时调整船速和航向角，就能改变遇波周期。

调整航向或航速，应使船舶横摇周期与遇波周期之比大于3或小于0.7，才能有效地避开谐摇区。

当正横受浪谐摇时，调整船速并不会改变遇波周期，只有调整航向才能避开谐播。

三、纵摇时航向和船速的调节(1)纵摇的船速船速为零时，船体随波浪周期纵摇，纵摇和垂荡运动较小，纵摇角一不超过最大波面角，随着船速的增加，纵摇增强。

但是，当固有纵摇周期与遇波周期之比＞1.2时，在任何船速下，纵摇幅度都不会太大。

若遇大风浪航行有困难时，可采取以仅能维持能效的航速滞航，以减轻剧烈的纵播(2)纵摇的航向航向对纵摇的影响，可以归结为固有纵摇周期与遇波周期之比对纵摇的影响。

通常船舶纵摇周期比波浪周期小，当顺浪航行时，由于相对船速减小，使波浪遭遇周期增大，因此更加偏离纵摇固有周期，故纵摇不会太大;当顶浪航行时，由于相对船速增大，使波浪遭遇周期减小，因此很可能接近固有纵摇周期，容易产生谐摇，故相对纵摇摆幅较大，因此顶浪航行纵摇剧烈所以，为减轻纵摇，通常应采用斜顶浪航行。

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价随着全球化交易的发展，集装箱船已经成为国际货运的主要工具之一。

然而，集装箱船在航行过程中面临着海洋环境的极度复杂性和不确定性，特别是在大风浪等恶劣气象条件下航行危险增加。

为了降低这些风险，需要对集装箱船的大风浪航行安全进行评价和控制。

本文将介绍一种基于云模型的大风浪航行安全评价方法。

云理论是一种新型的不确定性的数学方法，旨在解决一些不确定性的问题。

在本研究中，基于云理论，我们开发了一种集装箱船大风浪航行安全评价方法。

该方法将不确定性的因素划分为主观评估和客观数据两部分，其中主观评估是通过专家经验和知识来获取，客观数据则是从历史数据和现场观测中获取。

具体地，我们将主观评估和客观数据分别用云模型来描述。

云模型将把隶属度分布函数和概率密度函数相结合，刻画模糊不确定性的特性，并引入信任度和不确定度的概念来描述评估和数据中的不确定性。

展开分析：首先，我们将专家经验和知识转化为隶属度分布函数。

隶属度函数描述了一个因素对于大风浪航行安全的重要性程度。

同时，基于专家经验和知识，我们构建了一个包含多种不确定性因素的指标体系，例如气象条件、船舶状况、船员水平等。

其次，我们对历史数据和现场观测数据进行分析，并将其转化为概率密度函数。

概率密度函数描述了这些因素对于大风浪航行安全的影响程度。

通过云模型，我们可以计算出各因素在评估和数据中的不确定度和信任度。

最后，我们将隶属度函数和概率密度函数相结合，获得了每个因素的云评估值，并进行了聚合计算，得到了集装箱船大风浪航行安全的整体评估值。

通过这样的评估方法，我们可以更加全面和准确地评估集装箱船在大风浪环境下的航行安全性，为实时监测和风险控制提供支持。

在实际应用中，我们需要从多个角度来评估集装箱船大风浪航行的安全性。

例如，可以从月、季度和全年等不同时间尺度，分别评价大风浪条件下的船舶安全性；可以从港口、区域和航线等不同空间尺度，分别评价其安全性表现。

YF-ED-J3029可按资料类型定义编号大风浪中船舶航行安全的综合分析实用版In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.（示范文稿）二零XX年XX月XX日大风浪中船舶航行安全的综合分析实用版提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。

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0 引言船舶航行中难免有时候会遇到大风浪，大风浪对船舶安全航行构成潜在威胁。

由于在大风浪中准备不足，操作不慎及避让不当，导致船毁人亡的海难事故屡见不鲜。

但大风浪也不是不可战胜的，因其有自身的客观规律性，在保证船舶具有足够适航性的同时，运用我们的专业知识及能力，将船舶本身具有的性能与当时的外界风浪条件适宜地协调起来，针对风浪对船体的作用情况进行妥善地处理即可达到安全操船的目的。

1 大风浪来临前的心理准备与常规准备1.1 心理准备大风浪中船舶摇荡剧烈，各种骇人的声响此起彼伏，严重影响到船员的起居生活及工作的正常进行，同时也易使船员产生焦虑、烦躁、恐惧、认知水平降低、自我意识障碍等心理状态，从而产生盲目、慌乱的行为。

此时，船员除了要具备扎实的理论知识及娴熟的技术外，还需要有良好的心理素质。

大风浪航行的危险在所难免，经历再丰富的船员也会遇到新问题。

在这种情况下，就需要船员们尤其是船舶指挥者用意志力来控制和调节自己的情绪，保持冷静。

就船舶指挥者而言，应镇定自若，树立足够的战胜风浪的自信心，同时运用良好的技能和经验，认真细致地做好大风浪航行的各项准备工作，因势利导地解决下属船员的心理障碍，缓解其心理紧张状态，使得全船上下在风浪来临前拧成一股绳。

大风浪中船舶航行安全的综合分析集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-大风浪中船舶航行安全的综合分析0 引言船舶航行中难免有时候会遇到大风浪，大风浪对船舶安全航行构成潜在威胁。

由于在大风浪中准备不足，操作不慎及避让不当，导致船毁人亡的海难事故屡见不鲜。

但大风浪也不是不可战胜的，因其有自身的客观规律性，在保证船舶具有足够适航性的同时，运用我们的专业知识及能力，将船舶本身具有的性能与当时的外界风浪条件适宜地协调起来，针对风浪对船体的作用情况进行妥善地处理即可达到安全操船的目的。

1 大风浪来临前的心理准备与常规准备1.1 心理准备大风浪中船舶摇荡剧烈，各种骇人的声响此起彼伏，严重影响到船员的起居生活及工作的正常进行，同时也易使船员产生焦虑、烦躁、恐惧、认知水平降低、自我意识障碍等心理状态，从而产生盲目、慌乱的行为。

此时，船员除了要具备扎实的理论知识及娴熟的技术外，还需要有良好的心理素质。

大风浪航行的危险在所难免，经历再丰富的船员也会遇到新问题。

在这种情况下，就需要船员们尤其是船舶指挥者用意志力来控制和调节自己的情绪，保持冷静。

就船舶指挥者而言，应镇定自若，树立足够的战胜风浪的自信心，同时运用良好的技能和经验，认真细致地做好大风浪航行的各项准备工作，因势利导地解决下属船员的心理障碍，缓解其心理紧张状态，使得全船上下在风浪来临前拧成一股绳。

就船员来说，在困难面前要有充分的信心，相信船长业务上的领导能力，相信自己的技能水平，相信在船长的领导下和全体船员的通力协作下一定能够确保船舶航行安全。

1.2 常规准备(1)气象。

当预期有大风浪来临时，除应接收常规的气象预报外，还应加收气象传真(地面天气分析图、地面预报图、高空天气分析图和预报图、大洋波浪实况分析图和预报图)，并结合NAVTEX所收到的信息加以综合分析，正确决断。

(2)水密。

仔细检查甲板各开口处封闭设施的水密性，必要时进行加固；检查各水密门是否良好，注意关闭时要用套筒拴紧每一个把柄；关闭通风口、舷窗和机舱的天窗；盖好并用帆布、水泥封好锚链孔，防止海水灌进锚链舱。

这是在2021年撰写的有关大型集装箱船舶在大风浪中的受力和坠箱原因的分析。

整个大风浪航行期间，船长一直尝试不断改变航向来减少船舶的纵摇、横摇幅度，减轻船舶的剧烈抖动、拍底和船艏正面上浪。

大风浪中船舶操纵困难，船长缺乏经验导致心有压力，不敢大幅降速。

造成了船体及结构数十处损坏，船舶设备约7处损坏，34 只集装箱严重凹陷变形损坏。

浪损事故直接修理费用逾200万元，货箱损失和其他间接损失未计，是公司最为严重的一次浪损事故。

那么为什么船舶会在大风浪中出现如此的浪损情况呢？在秋冬交替的气候影响，北方不断有低气压东进太平洋和南下中国沿海，低气压尺度非常大，覆盖了上千公里的洋区。

近中心风力可达10级以上，如同台风中心附近风力，其破坏力非常之大。

某轮是4200标准集装箱的船型，其基本特征是瘦窄型、低干舷。

根据历年航行经验，该船型抗风能力远不及5600箱位的集装箱船舶。

船舶长度为263米，船宽32米，犹如一把薄刃的尖刀，弹性十足，在外力作用下会产生弹簧钢板的特性——扭动。

在大风浪航行船艏与船尾会发生明显左右扭动。

在大风浪航行中，受到正面冲击，由于接触面较小，正船首部位与海浪的相互撞击一般不会出现浪损,倒是船首侧面受浪部位的舷墙倒坍或扭曲变形。

最主要的“钢刀”在风浪冲击中，两舷的水压力不同而发生了弹性变形，左右晃动约1°-2°。

尽管船首在风浪中有弹性晃动，属于正常但尽量避免。

大风浪恶劣天气中航行，这类船型的船舶一般不宜采取航海教科书上所描述的与风浪的来向形成2个罗经点夹角（约30°- 45°舷角）航行，而是采取大幅度减速，尽可能顶浪航行，防止风浪斜向冲击船首“软肋”部位，引起过度弹性变形，从而又引起甲板集装箱的与变形船体的拉扯，导致集装箱损坏或坠箱。

也防止大浪产生高能量冲击力损伤船体。

4200箱位船舶在风平浪静的情况下100转满载满负荷可以达到大约23节船速。

风平浪静的航海环境下负荷在40%也会达到17节左右的船速，由此主机动力储备充分。