散貨船的水尺計(jì)量和激光量方探討

張秀和 中交天津航道局濱海公司

1.測(cè)量的基本原理

1.1 散貨船的水尺計(jì)量

水尺計(jì)量就是基于阿基米德定律：應(yīng)用漂浮在水中的船舶重量和其所排開(kāi)水的重量之間的關(guān)系這一基本原理，來(lái)計(jì)算船舶所載貨物重量的。水尺計(jì)量是通過(guò)測(cè)看船舶的水尺，計(jì)算其排水量，并測(cè)定船用物料，而后依船舶的準(zhǔn)確圖表，計(jì)算散裝固態(tài)貨物重量的一種計(jì)量方法。

水尺計(jì)重一般適用于價(jià)值低、過(guò)磅困難的大宗散裝貨物，如煤炭、鹽、散化肥、礦砂、生鐵、廢鋼、石油焦、硫磺、磷灰土、鋁礬土等。

1.2 激光量方

顧名思義，此種方法是測(cè)量體積的一種方法。基本原理是根據(jù)激光掃描物體并回收波，通過(guò)接收時(shí)間的長(zhǎng)短判斷距離的長(zhǎng)短，從而成像，根據(jù)成像的立體圖，使用超大型計(jì)算，計(jì)算出體積。

由于人工測(cè)量來(lái)船的體積比較困難、用時(shí)長(zhǎng)、計(jì)算誤差大等因素，所以產(chǎn)生激光量方這種測(cè)量方法。

2.測(cè)量法律依據(jù)

2.1 水尺計(jì)量的法律依據(jù)

（1）中華人民共和國(guó)進(jìn)出口商品檢驗(yàn)法及其實(shí)施條例。

（2）進(jìn)出口商品數(shù)重量鑒定管理辦法〔總局103號(hào)局長(zhǎng)令〕。

（3）SN/T 3023.2-2012進(jìn)出口商品重量鑒定規(guī)程第2部分—水尺計(jì)重。

表1 應(yīng)用物理學(xué)的對(duì)比情況

（4）SN/TXXXX — XXXX進(jìn)出口商品水尺計(jì)重規(guī)程。

2.2 散貨船激光量方的法律依據(jù)：

沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何相關(guān)的法律法規(guī)，有對(duì)此測(cè)量相應(yīng)的規(guī)定。這是一種新型的測(cè)量方法，有可能還沒(méi)有被列入允許范圍。從網(wǎng)上能夠查到一些小型的激光測(cè)量?jī)x器，激光端是固定的，測(cè)量物體比較小，比較規(guī)則，這樣的激光測(cè)量會(huì)比較準(zhǔn)確。但是散貨船的激光測(cè)量，有待繼續(xù)論證。

3.應(yīng)用物理學(xué)的解釋

應(yīng)用物理學(xué)的對(duì)比情況見(jiàn)表1。

4.激光量方的缺陷

在實(shí)際的工作中，我們所接觸到的海船，deadweight是5萬(wàn)和7萬(wàn)噸的，這些船舶水尺資料比較完善，大部分經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的檢驗(yàn)是沒(méi)有問(wèn)題的，但無(wú)法使用我們當(dāng)前的激光設(shè)備測(cè)量。所以海船的測(cè)量全部是水尺計(jì)量。海船轉(zhuǎn)運(yùn)船舶用的是皮帶沙船和橫機(jī)墩船，這樣的大船全部是水尺計(jì)量，轉(zhuǎn)運(yùn)船舶全部是激光量方。

使用激光測(cè)量時(shí)，激光掃描儀是由測(cè)量人員背在身上掃測(cè)，探頭高于頭頂，旋轉(zhuǎn)探頭通過(guò)旋轉(zhuǎn)發(fā)出和接收探測(cè)波，探測(cè)頭是一個(gè)大約5cm的長(zhǎng)方形窗口，向上10°角、向下30°角（有可能會(huì)改進(jìn)），盲區(qū)的距離已經(jīng)顯示。

（1）由于光是直線傳播的，所以可以得出激光量方的盲點(diǎn)，艙口上面中間最大的高度為3.06米（不同船舶，不一樣），由于船舶的裝載限制，裝載高度不能高于此高度，所以此高度以上船頭方向?yàn)橘M(fèi)方。假設(shè)高度是2米，關(guān)于盲區(qū)的存在見(jiàn)上圖底部3.46米，指的是從艙口到測(cè)量到的地方，假設(shè)從駕駛臺(tái)頂部高度是7米，那么12.12米是指從駕駛臺(tái)上到能夠測(cè)量到位置。雖然是轉(zhuǎn)圈掃測(cè)，但是盲區(qū)是無(wú)法避免的。

圖1 1#船

圖2 2#船

圖3 3#船

圖4 4#船

圖5 5#船

（2）由于船舶的正常搖擺，勢(shì)必造成測(cè)量的誤差。我們測(cè)量的船舶船寬大約19米，測(cè)量人走在倉(cāng)口圍上寬度大約15米，那么船舶橫搖一度，左右相差大約15cm。誤差無(wú)法消除。

（3）由于坐標(biāo)系的重復(fù)覆蓋，致使誤差加大。

（4）人員使用測(cè)量設(shè)備的過(guò)程中，對(duì)測(cè)量人員身體的傷害，不得而知，據(jù)測(cè)量人員反映有頭痛的現(xiàn)象。

（5）該設(shè)備有沒(méi)有經(jīng)過(guò)測(cè)量監(jiān)督部門(mén)發(fā)放的合格證。

（6）由于沙子存在密實(shí)度的問(wèn)題，在不同的時(shí)間丈量的數(shù)據(jù)是不一樣的。我們可以做一個(gè)簡(jiǎn)單說(shuō)實(shí)驗(yàn)，把一下沙子裝載試管中，然后用把沙子夯實(shí)，可以發(fā)現(xiàn)，夯實(shí)前后的高度，或者體積變化比較大。誤差非常大，所以遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船沒(méi)有采用此種方法測(cè)量。

（7）遠(yuǎn)洋船舶水尺丈量的誤差是千分之五，但激光測(cè)量的誤差無(wú)法確定。

（8）激光測(cè)量?jī)x工作有效距離及合理性，沒(méi)有真實(shí)的數(shù)據(jù)支持。

表2 同一條沙船的測(cè)量數(shù)據(jù)

表3 水尺測(cè)量總表

（9）由于光的直線傳播，所以會(huì)導(dǎo)致盲區(qū)和峰谷的信號(hào)被遮擋，造成測(cè)量的不準(zhǔn)確。即使把測(cè)量分成多個(gè)部分，還是有很很多的地方是測(cè)量盲區(qū)，尤其是從船頭向船尾方向，高度太高，造成遮擋。在實(shí)際的裝載中，堆高大約4米多，大約8到10堆左右。

5.現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)說(shuō)明

2019年8月5日22：40，1#船激光量方為1790.3m3，由此2551.01/1790.3=1.425t/m3（見(jiàn)圖1）。

2019年8月5日15:39，2#船激光量方為3465.7m3，由此3957/3465.7=1.142t/m3（見(jiàn)圖2）。

2019年8月5日11:02,3#船激光量方為3797m3，由此5258/3797=1.385t/m3（見(jiàn)圖3）。

2019年8月5日16:59，4#船激光量方為:3571.3m3，由此4415/3571.3=1.236t/m3（見(jiàn)圖4）。

2019年8月5日19:51，5#船激光量方為3591.4 m3，由此4270/3591.4=1.189t/m3（見(jiàn)圖5）。

從表2的數(shù)據(jù)可以看出，根據(jù)船舶的分船測(cè)量激光量方數(shù)，該輪的密度為1.530，但分船數(shù)據(jù)明顯密度有誤差，那就說(shuō)明量方數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，從而造成數(shù)據(jù)有誤。

表3的數(shù)據(jù)為水尺的數(shù)據(jù)，按污水井的測(cè)量高度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)合理的減去明水的量 最后得出數(shù)值，后面分船計(jì)算全部是激光量方計(jì)算值，由此可以看激光量方的準(zhǔn)確性是有待提高的，水尺測(cè)量的準(zhǔn)確性高，但是由于有水的存在，需要有既懂船舶又懂水尺檢量的人員，仔細(xì)的跟蹤，并且需要用心還要能掌控現(xiàn)場(chǎng)的船長(zhǎng)，這樣為公司節(jié)省的費(fèi)用非常大。

6.結(jié)束語(yǔ)

水尺計(jì)量是被國(guó)際上認(rèn)可，并充分應(yīng)用的計(jì)量手段，有著相應(yīng)的法律法規(guī)，但是船舶激光量方，暫時(shí)還沒(méi)有相應(yīng)的法律法規(guī)相支持，相應(yīng)物理學(xué)解釋不通，加上船舶激光量方，由于船舶的橫搖和船舶貨物體積的變化等諸多因素的影響，造成船舶激光量方當(dāng)前誤差較大，實(shí)際工作中有著諸多的問(wèn)題，因此，激光量方不能作為測(cè)量的單一方法或者手段，我認(rèn)為水尺計(jì)量才是一種成熟的計(jì)量方式。