第四章 水路运输系统

交通运输工程学
第四章 水路路运输系统
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 水路运输系统的发展及其特征 船舶 港口及其陆上设施 船舶营运指标 水路运输的组织
第一节 水路运输系统的发展及其特征
一、水路运输系统的发展过程 二、水路运输的技术经济特性 三、水路运输的经营特性 四、水路运输分类 五、水路运输系统的组成

船舶的容积性能
货舱容积：船舱实际能容纳货物的空间，表征船舶的装载能力,续 航能力,它影响船舶的营运能力。
船舶舱容系数 货舱容积/ 船舶净载重量 m3 t




船舶登记（容积）吨位：按船舶内部封闭容积以2.83m3作为1t表 示的吨位数。作为买卖船舶,纳税,服务收费的依据之一 。吨位与舱 容关系密切,两者都与船的长×宽×深密切相关.登记吨位和载重量 分别反映船舱的容纳能力和船的承重能力。 船舶重量吨位：船舶的载重量，分总载重量和净载重量两种。

1．海洋客船
主要包括远洋、近海与沿海几种形式。这类船舶一般吨位大、航速高、 设备齐全。在航空运输兴起之前，国际邮件主要靠这类船舶输送，故又称 为邮船。远洋客船的吨位一般在2～3万总吨，最大的可达7万总吨（均为重 量吨）；航速较高，约29（1节=1.852千米/小时）节左右，最高可达36节。 近海、沿海客船的吨位在1万吨左右，航速为18～20节。

二、船舶的重量和容积性能



船舶的主要尺寸 船总长 型宽：一般指船体型线设计排水量水线处最大宽度，一般在船长的中点处。 型深：自龙骨上缘至最上甲板下缘的垂直距离。 吃水：指在船长中点处，从龙骨上缘至设计水线的垂直距离。


船舶的重量性能 排水量 载重量
空 船 排 水 量 净 载 重 量 满载排水量 总 载 重 量 水粮 食 和 供 应 品 、 船以 员及 行 李 等 重 量 航 次 消 耗 的 燃 料 、 淡 、 船 舶 常 数 ： 实 际 空 船 水 排量 减 去 出 厂 空 船 排量 水。



一、船舶的构成


船舶舾装和其他装备：
船舶舾装包括舱室内装结构（内壁、天花板、地板等）、家具 和生活设施、涂装和油漆、门窗、梯和栏杆、桅杆、舱口盖等。 船舶的其他装置和设备中, 还有：①锚设备与系泊设备；②舵设 备与操舵装置；③救生设备；④消防设备；⑤船内外通信设备； ⑥照明设备；⑦信号设备（号灯,号旗等）；⑧导航设备；⑨起 货设备；⑩通风、空调和冷藏设备； 海水和生活用淡水系统; 压载水系统; 液体舱的测深系统和透气系统; 舱底水疏干系统; 船舶电气设备,包括电缆,电气控制板(箱),蓄电池,变压器和变流 机等.船舶设备中的照明,通信,信号,导航等设备也可归入电气设 备; 其他特殊设备（依船舶的特殊需要而定）。

三、船舶的分类（按载运对象分类）
客船 杂货船 冷冻船 集装箱船 散装货船 木材船 船舶货船 液体货船 滚装船 载驳船 笨重船 油轮 客货船
客船




客船：是专门用于载运旅客及其行李和邮件的运输船舶；客船 必须具有良好的航行性能，并为旅客提供舒适的居住和生活条 件。 客船一般有较大的甲板面积和舱室面积，其长度比一般同吨位 货船为长，上层建筑庞大，甲板层数较多，一般约有8~9层， 最多可达十几层。 为保证旅客安全，客船应具有良好的稳性、抗沉性，且船体结 构必须设置双层底，同时还应设有足够数量的消防、通讯、救 生等设备； 客船一般有较高的航速和较大的功率储备；为改善船舶操纵性， 客船通常采用双螺旋桨推进，以便其中一个推进器发生故障时， 另一个推进器仍能保证船舶继续。
压力、冲击力、货载及本身重量等各种外力的空间结构。为了使船舶行驶时 所受的阻力最小，船体做成流线型曲面，船体两端多为尖楔形或匙形。船体 前端叫船首，后端叫船尾。 一般货船的中部较肥，首尾端较瘦。船体中部的舱容大，适宜于作货舱和机 舱。首尾端常用作压载水舱和放置锚链或舵机等。船体左右两侧叫船舷。船 体顶盖为一全通连续甲板，称为主甲板。主甲板架在横梁上，它是承载船舶 纵向强度的重要构件，同时也支撑压在甲板上的负荷。除主甲板外，大型船 舶内还有起分隔作用的第二、第三甲板。船体构造中，主要部分是主船体和 上层建筑。 主体部分一般指上甲板以下的部分,它是由船壳（船底及船侧）和上甲板围成 的具有特定形状的空心体，是保证船舶具有所需浮力，航海性能和船体强度 的关键部分,一般用于布置动力装置,装载货物,储存燃油和淡水,以及布置其他 各种舱室。 上层建筑位于上甲板以上,由左,右侧壁,前,后端壁和各层甲板围成,其内部主要 用于布置各种用途的舱室,如工作舱室,生活舱室,贮藏舱室,仪器设备舱室等。
一、水路运输系统的发展过程

世界水路运输的发展
舟筏时代：可以追溯到史前时代； 帆船时代：远在4000年前，据记载古埃及就有了帆船，从15世纪到 19世纪中叶，是帆船发展的鼎盛时期； 蒸汽船时代：1807年，美国人富尔顿首次将蒸气机驱动用于船舶， 并航行成功，船舶的发展进入新阶段； 柴油船时代：柴油机船问世后，逐渐取代了蒸气机船，第二次世界大 战后，随着国际间贸易和经济的发展，船舶向大型化、专业化、高速 化、自动化和内燃机化发展；港口向泊位深水化、码头专业化和装卸 机械自动化方向发展。

二、船舶的航行性能




浮性：指船在各种装载情况下能浮于水中并保持一定的首、尾吃水和干舷的 能力。船舶的浮性关系到装载能力和航行的安全。 抗沉性：船体水下部分发生破损，船舱淹水后仍能浮而不沉和不倾覆的能力。 船舶主体部分的水密分舱的合理性,分舱甲板（水密舱壁所达到的那层甲板） 的干舷值和完整船舶稳性的好坏等,是影响抗沉性的主要因素。 快速性：表征船在静水中直线航行速度与其所需主机功率之间关系的性能.它 是船舶的一项重要技术指标,对船舶使用效果和营运开支影响较大.船舶快速性 涉及船舶阻力（水阻力和空气阻力 ）和船舶推进两个方面. 适航性：是指承运人保证船舶具有完成预定航程的航行能力，主要包括船龄、 船舶结构、强度以及船舶性能（如浮性、稳性、抗沉性、耐波性、操纵性） 等主要参数。 操纵性：船舶能保持或改变航行方向的能力。（稳定性、回转性）


船舶稳性：船舶在使其倾斜的外力消除后能自行回到原来平衡位置的性能。
根据倾斜方向,船舶有横稳性和纵稳性,后者一般不危及船舶的安全。 小倾角稳性：倾角小于 10°时的稳性,此时船横倾的浮心B点(排水体积的中 心) 位置的变化接近于在横剖面内绕Μ点,以为半径的轨圆上移动。Μ点称为稳 心,称为稳心半径,从船舶重心G到Μ的距离称为初稳心高或初稳距. 船横倾后可能出现 3种稳性情况: ①Μ点在G点之上,回复力矩使船的倾斜减小,即船有回复能力,属稳定状态; ②Μ点与G点重合，船无回复能力; ③Μ点在G点之下,,船自身会增大倾斜,属不稳定状态。 横倾超过10°以后的稳性称为大倾角稳性,船舶的 回复力矩需要用更精确的方法计算.船舶的大倾角稳 性对保证船舶在恶劣的风,浪作用下的安全性至关重 要。 船宽,水线面系数,干舷,重心高度,水面以上的侧面积 大小和高度,以及船体开口密封性的好坏等,是影响 船舶稳性的主要因素。
三、水路运输的经营特性


投资额巨大且回收期长，如新造一艘大型集装箱船（运能3500TEU）， 造价为5000~6000万美元，回收期限一般为20年； 国际化经营且竞争激烈； 兴衰循环，运费收入不稳，与世界经济状况有关； 舱位无法储存； 要尊重国际法律
四、水路运输的分类
外贸运输 贸易种类 内贸运输 远洋运输 沿海运输 按航行区域 内河运输 湖泊（包括水库）运输 旅客运输 水路运输按运输对象 货物运输 船舶运输 按运输工具 排筏运输 定期船运输 按船舶营运组织形式 不定期船运输 专用船运输
（2）近洋航线，是指本国各港口至邻近国家港口间的海上运输航线。 在我国，习惯上指由我国各港口东至日本海，西至马六甲海峡，南至 印度尼西亚沿海，北至鄂霍次克海的各海港间的航线。 （3）沿海航线，是指本国沿海各港口间的海上运输航线。在我国，沿 海航线以厦门为界，大体可分为南北两大航区。北方沿海航区，北起 鸭绿江口，南起厦门港；南方沿海航区，东起厦门港，西起广西东兴 港，包括海南岛、台湾与南海诸岛的港口和水域。



一、船舶的构成


船舶动力装置：
推进装置：主机经减速装置，传动轴系以驱动推进器（螺旋桨是主要 的型式); 为推进装置的运行服务的辅助机械设备和系统，如燃油泵、滑油泵、 冷却水水泵、加热器、过滤器、冷却器等; 船舶电站（发电机、配电板等）,它为船舶的甲板机械、机舱内的辅助 机械和船上照明等提供电力; 其他辅助机械和设备,如锅炉,压气机（和空气瓶）,船舶各系统的泵、 起重机械设备、维修机床等。通常把主机(及锅炉)以外的机械统称为 辅机。
二、水路运输的技术经济特性


运输能力大，目前世界上最大的巨型油船的质量达55万t以上，集装 箱船箱位已达5000～6000TEU，矿石船载质量达35万t，巨型客轮超 过8万t。 能源消耗低； 单位运输成本低：约为铁路运输的1/25~1/20，公路运输的1/100； 续航能力大； 受气候和商港限制，且可及性低； 劳动生产率高； 船速低，一般船舶行驶速度只能达到30km/h左右（冷藏船可达 40km/h，集装箱船可达40~60km/h。

展水运的自然条件：我国有大陆海岸线一万八千多公里，岛屿海岸线 一万四千多公里，流域100km2以上的天然河流有五千多条，大小湖泊有九百 多个； 我国在公元前2500年已经制造舟楫，从事水运，在商代即出现了帆船； 春秋时期开凿了世界上第一条运河———胥溪。 始于春秋时期，经历隋、元两代的大规模开凿的大运河，沟通了钱塘江、长 江、淮河、黄河和海河五大水系，全长1794km。 12世纪初，我国首先将指南针运用与航海导航； 1840年鸦片战争开始，帝国主义入侵后，我国水运事业的发展受到阻碍； 新中国成立后，我国水域事业得到了很大发展，我国的商船已航行于世界一 百多个国家和地区的四百多个港口，我国目前已基本形成一个具有相当规模 的水运体系。