最新特种用途船安全规则对分舱设计的影响分析

0 引言

海上安全委员会在2008年5月13日MSC.266(84)决议[1]通过了特种用途船安全规则（简称SPS2008规则），以此替代原来A.534(13)决议[2]通过的SPS（Special Purpose Ships）规则。本规则的实施有利于该类船舶的作业，并将使船舶及其人员的安全水准达到最新修订的国际海上人命安全公约[3]（International Convention for the Safety of Life at Sea，SOLAS）的等效要求。

针对SPS2008规则中稳性与分舱章节的变化情况进行分析，并以某型专用引航员船作为实例进行计算和比较。发现新老规则的计算方法不同，新的计算方法带来了特种用途船分舱设计的新格局。

1 特种用途船的分舱稳性要求

对于特种用途船的稳性与分舱，国际航区的SPS船现在都必须满足最新SPS2008规则。而国内航区的SPS船应满足国内法规2011[4]第四篇第2-1章1.11的要求。国内法规目前对SPS船的分舱与稳性要求仍然沿用了A.534(13)决议，即老版的SPS规则。

表1对SPS规则新老版本关于分舱稳性的要求作了一个全面的分析，分别从破损稳性计算方法、假定破损范围、破损部位、残存能力要求等方面进行比较。可以发现新老规则的破损计算方法不同，一种是确定性方法，一种是沿用最新SOLAS2009中客船的计算方法（概率论方法）。

2 实例计算和分析

以上海港引航站的专用引航员船[5]为计算实例。该船为进出上海港及长江各港的中外船舶接送引航员，同时又是引航工作的海上基地，是国内最先进的大型专用引航员船。该船属于特种用途船型，国内沿海航区，但规格书中稳性要求满足无限航区。因此，针对该船的分舱稳性，采用A.534(13)和SPS2008规则两种思路都进行了计算。

2.1 根据A.534 (13)规则的破损计算及分析（确定性方法）

首先，对专用引航员船的主要水密分割进行了分析（见图1）。根据 A.534(13)规则，破损发生在横向水密舱壁之间（含机器处所）。假定破损范围如下：纵向范围为7.21m，横向范围为3.36m，垂向范围自基线向上无限制。

根据破损发生的7个区域Z01～Z07以及假定的破损范围，破损涉及的舱室组合见图1。需要注意的是，分割Z02和Z03之间的水密舱壁上有凹入，但整个凹入部分处于B/5破损范围以外。另外，在Z03和Z04这两个区域存在水密纵舱壁，但是，该水密纵舱壁处于B/5破损范围以内，因此必须考虑纵舱壁破损。

表1 SPS规则的新老版本比较

图1 专用引航员船的水密分割及假定破损组合

计算的初始工况选取了装载手册中的所有航行工况，共5个初始工况。进行这些工况下的破损稳性计算，并校核破损后的浮态和残存稳性是否满足衡准的要求。因为Z03和Z04这两个区域的问题比较突出，因此提取了这两个区域的破损后稳性校核结果见表2、3。

表2 A.534(13)规则的破损稳性校核（Z03）

表3 A.534(13)规则的破损稳性校核（Z04）

可以看到，初始工况三～初始工况五在Z03和Z04区域破损后的横倾角均大于7°，不满足衡准要求。这主要是因为边舱较大，造成较大的不对称进水。且纵舱壁不满足B/5的要求，造成进水量大，稳性损失大，从而进一步导致横倾角增大。

如要满足衡准要求，理论上可以采取的措施包括增加主横舱壁或者将纵舱壁布置在B/5破损范围以外，以减少进水量，或者减小边舱甚至取消纵舱壁，消除不对称布置。但是，这些措施对舱容和布置的改动太大，将直接影响船上居住处所的布置。因此，还可以考虑增加横贯浸水装置，即Z03和Z04区域的边压载水舱和边淡水舱都必须安装横贯浸水装置，以减小不对称进水下的横倾角。

2.2 根据SPS2008规则的破损计算及分析（概率论方法）

根据SPS2008规则，专用引航员船的分舱和破损稳性应符合SOLAS2009第Ⅱ-1章的规定，将船舶视为客船且特殊人员视为乘客，应满足达到的分舱指数不小于要求值。该船载运人数为150人（包括引航员和船员），根据插值，要求的分舱指数应为0.9R（R为客船要求的分舱指数）。

计算A指数之前需要将分舱长度Ls划分成固定数量的离散的破损区域。这些破损区域的划分决定了具体的破损，从而对破损稳性分析具有重要影响。专用引航员船包括纵向区域 11个，且船中纵舱壁作为横向水密分割。

在最深分舱吃水、部分分舱吃水和轻载航行吃水3个初始装载工况下，考虑所有可能的一区域、二区域以及三区域的破损组合（共计360个），计算所有破损后船舶的生存概率，最终求和得到分舱指数A。表3中对专用引航员船的分舱指数计算结果进行了校核。可以看到，该船达到的分舱指数大于要求的分舱指数，且达到的部分分舱指数均大于要求的分舱指数0.9R，完全满足SPS2008破损稳性的要求。

表3 SPS2008规则的破损稳性校核

另外，对于双层底布置的要求[6]，所有特种用途船视为客船，应满足SOLAS第II-1/9条。根据要求，内底应延伸至船舷两侧，以保护船底至舭部弯曲部位。如未设双层底的任何部分，应能承受船舶该部分规定的破损，且破损后生存概率对所有营运工况不小于1。

专用引航员船的初步分舱方案是不满足该要求的，虽有双层底的布置，但是部分区域未延伸至船舷两侧。这主要是船中区域的L型边水舱造成的，因此，需要把内底延伸至两侧，L型边水舱上下分割为两个水舱。

2.3 两种规则的比较

针对专用引航员船的分舱稳性，以上分别采用了两种规则进行了计算。从结果来看，专用引航员船的分舱方案不满足A.534(13)规则的衡准，可以满足SPS2008规则的分舱指数要求，但内底要延伸至两侧。

如要满足A.534(13)规则必须要增加横贯浸水装置，但是该装置的设置比较复杂，而且对于平衡装置的平衡时间也有严格的要求。相比较于采用平衡装置，分舱布置自然满足破损稳性的要求是最理想的。因此，最终该船的分舱稳性采用SPS2008规则，内底延伸至两侧，满足了分舱指数和双层底布置的要求。

3 结语

从以上的实例计算和比较中，可以发现SPS2008规则的最大更新在于破损计算的方法，从确定性思路一跃成为概率论思路，由此带来了一系列的变化。

1) 更综合、更全面的破损考虑。确定性方法校核的破损组合有限（算例中为7个），主要考核了较大的分舱布置，不能反映所有可能的破损下的情况。而概率论方法覆盖了实船所有可能的破损组合（算例中为360个），不会漏掉各种较小的分舱对船舶生存的作用，相对确定性方法而言，更综合、更全面；

2) 为分舱设计提供了较大的灵活性。确定性方法的特点是强制所有装载工况在所有破损后的浮态和稳性都必须满足要求。这样对船舶分舱的设计限制很大，不够灵活，导致船舶的分舱布置比较单一。而概率论方法则允许某些舱组破损进水后船舶残存能力低于衡准的要求，只要总的分舱指数水平满足要求即可。这样就给设计带来了方便，不需要再拘泥于主横舱壁、纵舱壁位置等。为了满足各种不同的功能处所布置要求，可有多种满足破损稳性要求的分舱布置方案；

3) 更为合理，分舱要求直接与载运人数相关。SPS2008规则对特种用途船的分舱指数要求是基于客船的要求进行折减得到的。随着载运人数的增加，分舱的要求也增加。如载运人数超过240人，则该船的分舱要求等同于对客船的要求；

4) 增加船舶破损后经受横倾力矩的残存概率影响。新规则选取乘客集中一舷力矩、风压力矩以及下放救生艇力矩中的最大者，通过计算船舶经受横倾力矩的残存概率计入总的分舱指数；

5) 提出了对双层底布置的新要求。根据新规则，所有特种用途船都必须满足对双层底布置的要求。双层底的设置加强了对船底的保护，提升了船舶底部破损后的残存率。

[1] Resolution MSC.266(84). Code of Safety for Special Purpose Ships[S], 2008.

[2] Resolution A.534(13). Code of Safety for Special Purpose Ships[S], 1983.

[3] The International Convention for the Safety of Life at Sea (SOLAS) [S], 2009.

[4] 中华人民共和国海事局. 船舶与海上设施法定检验规则－国内航行海船法定检验技术规则[S]2011.

[5] 韩永兴，孙小江. 专用引航员船总体设计研究[J]. 船舶与海洋工程, 2012, (4)：26-28.

[6] 陈晶晶. SOLAS对双层底要求研究[J]. 船舶与海洋工程, 2012, (2)：62-66.