【交通運輸設備】第5章水路運輸設備課件

交通運輸設備1

主編吳曉副主編邱欣施俊慶

(電子教案)ISBN978-7-114-12069-5

1目錄第1章交通運輸設備導論第2章城市軌道交通運輸設備第3章鐵路運輸設備第4章公路運輸設備第5章水路運輸設備第6章航空運輸設備第7章管道運輸設備ISBN978-7-114-12069-5

2第5章水路運輸設備水路運輸（Watertransportation）是指利用船舶及其他航運工具，在江、河、湖、海及人工水道上運送旅客和貨物的一種運輸方式。水路運輸是國家綜合運輸體系的重要組成部分，也是對外貿(mào)易運輸?shù)闹饕绞街弧Ｋ愤\輸具有運輸投資少、運輸成本低、運輸及續(xù)航能力大等優(yōu)勢，特別是在長距離的大宗、散裝貨物和進出口貨物的運輸中發(fā)揮主要作用。ISBN978-7-114-12069-5

《交通運輸設備》電子教案3第5章

水路運輸設備§5.1水路運輸系統(tǒng)§5.2航道§5.3港口§5.4船舶§5.5航標§5.6水路運輸設備的發(fā)展趨勢

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《交通運輸設備》電子教案45.1水路運輸系統(tǒng)ISBN978-7-114-12069-5

第5章水路運輸設備55.1水路運輸系統(tǒng)ISBN978-7-114-12069-5

5.1.1水路運輸系統(tǒng)的構(gòu)成5.1.2水路運輸?shù)姆诸惖?章水路運輸設備65.1.1水路運輸系統(tǒng)的構(gòu)成水路運輸系統(tǒng)組成:船舶、港口、各種基礎設施和服務設施。水路運輸設備系統(tǒng):水路運輸技術(shù)設施和水路運輸運載工具。主要技術(shù)設備包括：航道、港口、船舶及通信導航等設施。ISBN978-7-114-12069-5

75.1.1水路運輸系統(tǒng)的構(gòu)成航道是供船舶航行的水道。港口是貨物和旅客由陸路進人水路運輸系統(tǒng)或由水路轉(zhuǎn)向陸路運輸系統(tǒng)的接口。水路運輸工具也稱為浮動工具，主要包括船、駁、舟、筏等。船與駁是現(xiàn)代水路運輸工具的核心。每個港口、航線附近的海岸均有各種助航設施。航標就是標示航道方向、界限與礙航物的標志，永久性航標的位置、特征、燈質(zhì)、信號等已載入各國出版的航標和海圖。ISBN978-7-114-12069-5

85.1.2水路運輸?shù)姆诸惏凑沾盃I運組織形式，可以分為定期船運輸、不定期船運輸和專用船運輸按照運輸對象不同，可以分為旅客運輸和貨物運輸兩大類。按船舷的航行區(qū)域，大體上可劃分為內(nèi)河運輸、沿海運輸和遠洋運輸三大類。ISBN978-7-114-12069-5

95.2航道ISBN978-7-114-12069-5

第5章水路運輸設備105.2航道航道是指在內(nèi)河、湖泊、港灣等水域內(nèi)供船舶安全航行的通道，由可通航水域、助航設施和水域條件組成?，F(xiàn)代水上航道已不僅是天然航道，而是包括人工水道、運河、進出港航道以及保證航行安全的航行標志系統(tǒng)和現(xiàn)代通訊導航設備系統(tǒng)在內(nèi)的工程綜合體。ISBN978-7-114-12069-5

115.2.1航道的分類1．按形成原因分:天然航道、人工航道；2．按使用性質(zhì)分：公用航道、專用航道；3．按管理歸屬分：國家航道、地方航道；4．按所處地域分：內(nèi)河航道、沿海航道；5．按通航條件分：常年通航航道、季節(jié)通航航道6．依通航限制條件分：單行航道、雙行航道、限制性航道7．依通航船舶類別分：內(nèi)河船航道、海船進江航道、主航道、副航道、緩流航道、短捷航道。ISBN978-7-114-12069-5

125.2.2航道的等級ISBN978-7-114-12069-5

級別可通航船舶噸位級別可通航船舶噸位Ⅰ級航道3000噸Ⅴ級航道300噸Ⅱ級航道2000噸Ⅵ級航道100噸Ⅲ級航道1000噸Ⅶ級航道50噸Ⅳ級航道500噸等外級航道50噸以下表5.2航道的等級劃分135.2.3航道的航行條件航道的航行條件通常指內(nèi)河航道的航行條件。影響航道通行能力的主要因素包括航道深度、航道寬度、轉(zhuǎn)彎半徑、水流速度、潮汐及季節(jié)性水位變化等。1．航道深度：指全航線中所具有的最小通航保證深度，是限制船舶噸位和通過能力的關(guān)鍵指標。

最小通航深度=船舶滿載吃水+富余水深2．航道寬度：航道寬度視航道等級而定。

所需航道寬度=同時交錯的船隊或船舶寬度之和+富余寬度ISBN978-7-114-12069-5

145.2.1航道的分類

3．航道轉(zhuǎn)彎半徑：指航道中心線上的最小曲率半徑。一般要求航道轉(zhuǎn)彎半徑不得小于最大航行船舶長度的4～5倍；4．航道許可流速：指航線上的最大水流速度。比較經(jīng)濟的船舶靜水速度，一般在9km/h～13km/h，即2.5m/s～3.5m/s之間。因此，航道上的流速以3m/s之內(nèi)為宜；5．水上外廓：是保證船舶水面以上部分通過所需要的高度和寬度。ISBN978-7-114-12069-5

155.3港口ISBN978-7-114-12069-5

第5章水路運輸設備165.3港口港口是由人工建筑而成的，具有完備的船舶航行、靠泊條件和一定的客貨運設施的區(qū)域港口是水路運輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，具有水陸聯(lián)運設備和條件，是供船舶安全進出和停泊的運輸樞紐港口作為船舶停泊、裝卸貨物、上下旅客、補充給養(yǎng)的場所，是聯(lián)系內(nèi)陸和海洋運輸?shù)囊粋€天然界面。ISBN978-7-114-12069-5

175.3.1港口的功能1．物流服務功能2．信息服務功能3．商業(yè)功能4．產(chǎn)業(yè)功能ISBN978-7-114-12069-5

5.3港口185.3.2港口的分類1．按用途分類商港、漁港、工業(yè)港、軍港、避風港；2．按地理位置分類：

海港、河港、湖港與水庫港；3．按潮汐的影響分類開敞港、閉合港、混合港4．按地位分類國際性港、國家性港、地區(qū)性港ISBN978-7-114-12069-5

5.3港口19鹿特丹港(Rotterdam)世界主要港口5.3港口20世界主要港口漢堡港(Hamburg)5.3港口21安特衛(wèi)普港(Antwerp)5.3港口22倫敦港London5.3港口23橫濱港(Yokohama)5.3港口24新加波港Singapore5.3港口25紐約港NewYork5.3港口26洛杉磯LosAngeles5.3港口275.3.3港口的組成

港口由水域和陸域以及水工建筑物等組成。1．港口水域：供船舶進出港，以及在港內(nèi)運轉(zhuǎn)、錨泊和裝卸作業(yè)使用，要求有足夠的水深和面積，水面基本平靜，流速和緩，以便船舶的安全操作。包括港外水域和港內(nèi)水域。（1）港外水域：主要是進港航道和港外錨地。（2）港內(nèi)水域：包括港內(nèi)航道、船舶調(diào)頭區(qū)、碼頭前沿水域和港內(nèi)錨地等。285.3.3港口的組成2．港口陸域：凡在港口范圍的陸地面積統(tǒng)稱為陸域陸域是供旅客上下船，以及貨物的裝卸、堆存和轉(zhuǎn)運使用，陸域必須有適當?shù)母叱?、岸線長度和縱深，以便在這里安置裝卸設備、倉庫和堆場、鐵路、公路，以及各種必要的生產(chǎn)、生活設施。

港口陸域包括碼頭、泊位、倉庫、堆場、起重運輸機械及輔助生產(chǎn)設施和鐵路及道路等。295.3.3港口的組成

（1）碼頭與泊位碼頭是供船舶停靠，以便旅客上下、貨物裝卸的水工建筑物。泊位即供船舶停泊的位置。碼頭前沿線通常即為港口的生產(chǎn)線，也是港口水域和陸域的交接線。布置形式：順岸碼頭突堤碼頭；30突堤碼頭順岸碼頭31（2）港口倉庫和堆場港口倉庫和堆場是供貨物裝船前和卸船后短期存放使用的。5.3.3港口的組成32（3）鐵路及道路貨物在港口的集散除了充分利用水路外，主要需依靠陸路交通，因此鐵路和道路系統(tǒng)是港口陸域上的重要設施。5.3.3港口的組成33（4）起重運輸機械包括用來起吊貨物機械的起重機械和用于搬運貨物的運輸機械。起重運輸機械在港口對船舶可實行裝卸作業(yè)，在船艙內(nèi)可進行各種搬運、堆碼和拆垛等作業(yè)，在庫場上可進行起重、搬運、堆碼、拆垛等作業(yè)。港口機械通常分為起重機械、輸送機械、裝卸搬運機械、專用機械等四大類。5.3.3港口的組成34軌道式龍門起重機5.3.3港口的組成35

岸壁集裝箱起重機

浮式起重機集裝箱正面吊

集裝箱堆高機5.3.3港口的組成36（5）港口輔助生產(chǎn)設施為維護港口的正常生產(chǎn)秩序，保證各項工作得以順利進行，港口還需要在陸域上配備一些輔助設施。如給排水系統(tǒng)，輸電、配電系統(tǒng)，燃料供應站，工作船基地，各種辦公用房，維修工程隊，船舶修理站等設施。5.3.3港口的組成373．港口水工建筑物

根據(jù)各種不同用途，港口水工建筑物分為防護建筑物、碼頭建筑物、護岸建筑物三大類。

（1）防護建筑物

防護建筑物型式有以下六種：斜坡式、直立式、混合式、透空式、浮式堤、壓氣式。5.3.3港口的組成38（2）碼頭建筑物碼頭是港口的主要組成部分;碼頭建筑物是港口的主要水工建筑物;碼頭建筑物由主體結(jié)構(gòu)和附屬設備兩部分組成。5.3.3港口的組成ISBN978-7-114-12069-5

39碼頭的分類

按用途分,有客運碼頭、一般件雜貨碼頭、專用碼頭、供港內(nèi)工作船使用的工作船碼頭以及為修船和造船工作而專設的修船碼頭、舾裝碼頭。按碼頭的平面布置分,有順岸式碼頭、突堤式碼頭、墩式碼頭等按斷面形式分，有直立式、斜坡式、半直立式和半斜坡式按結(jié)構(gòu)形式分，有重力式、板樁式、高樁板梁式等。按使用時間長短可分為：臨時性碼頭和永久性碼頭。5.3.3港口的組成405.4船舶5.4.1船舶的基本結(jié)構(gòu)船舶雖有大小之分，但其船體結(jié)構(gòu)大同小異由船殼、船體骨架、甲板、船艙和船面建筑五個部分構(gòu)成1．船殼:又稱船殼板（包括船側(cè)板和船底板）2．船體骨架3．甲板4．船艙5．船面建筑ISBN978-7-114-12069-5

415.4.2船舶的主要技術(shù)指標1．船舶的噸位

船舶噸位是船舶大小的計量單位，分為重量噸位和容積噸位兩種。

（1）船舶的重量噸位

船舶的重量噸位分為排水量噸位和載重噸位。

①排水量噸位:指船舶在水中所排開水的噸數(shù)，也是船舶自身重量的噸數(shù)。

量噸位又可分為輕排水量、重排水量和實際排水量三種。ISBN978-7-114-12069-5

425.4.2船舶的主要技術(shù)指標

②載重噸位，表示船舶在營運中能夠提供的載重能力，分為總載重噸和凈載重噸。

總載重噸：總載重噸是指船舶根據(jù)載重線標記規(guī)定所能裝載肋最大限度的重量，它包括船舶所載運的貨物、船上所需的燃料、淡水和其他儲備物料重量的總和。即

總載重噸＝滿載排水量一空船排水量

凈載重噸：凈載重噸是指船舶所能裝運貨物的量大限度重量，又稱載貨重噸，即從船舶的總載重量中減去船舶航行期間需要儲備的燃料、淡水及其他物品的重量所得的差數(shù)。ISBN978-7-114-12069-5

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5.4.2船舶的主要技術(shù)指標

（2）船舶的容積噸位表示船舶容積的單位，又稱注冊噸，是各海運國家為船舶注冊而規(guī)定的一種以噸為計算和丈量的單位，以100ft3或2.83m3為一注冊噸。容積噸又分為容積總噸和容積凈噸

①容積總噸，又稱注冊總噸，是指船艙內(nèi)及甲板上所有關(guān)閉的場所的內(nèi)部空間(或體積)的總和，是以100ft3或2.83m3為一噸折合所得的商數(shù)。

②容積凈噸，又稱注冊凈噸，指從容積總噸中扣除那些不供營業(yè)用的空間后所剩余的噸位，也就是船舶可以用來裝載貨物的容積折合成的噸數(shù)。442．船舶的航速與載重線

（1）船舶的航速

船舶的航速以“節(jié)(kn)”表示，1kn＝1．852km／h

（2）船舶的載重線5.4.2船舶的主要技術(shù)指標455.4.3船舶的尺度1．船舶的主要尺度

船舶的主要尺度是表示船體外形大小的基本量度，有船長L、型寬B、型深H和吃水T。ISBN978-7-114-12069-5

462．船舶主要尺度的比值船舶的主要尺度是一組表示船舶大小的絕對數(shù)值，而其主要尺度的比值（主尺度比）則是一組相對數(shù)值，在一定程度上反映了船舶的航行性能。長寬比L/B：指垂線間長(或設計水線長)與型寬的比值。該比值對船舶的快速性影響顯著。寬吃水比B/T：指型寬與設計吃水的比值。該比值對船舶穩(wěn)性影響較大，B/T值越大，船舶穩(wěn)性越好5.4.3船舶的尺度472．船舶主要尺度的比值

深吃水比H/T：指船舶型深與吃水的比值。該比值影響船舶大傾角穩(wěn)性和抗沉性。

長吃水比L/T：指垂線間長(或設計水線長)與吃水的比值。該比值影響船舶操縱性。

長深比L/H：指垂線間長與型深的比值。該比值對船體結(jié)構(gòu)的堅固性有影響。5.4.3船舶的尺度481．客船

客船是專門用于載運旅客及其行李和郵件的運輸船舶；而以載運旅客為主，兼運一定數(shù)量貨物的運輸船舶則稱為客貨船。（1）海洋客船（2）旅游船（3）內(nèi)河客船（4）汽車客船（5）小型高速客船：

①水翼船

②氣墊船5.4.4船舶的種類49

圖5.11旅游船

圖5.10海洋客輪5.4.4船舶的種類50圖5.12汽車客船圖5.13水翼船

圖5.14氣墊船5.4.4船舶的種類512．貨船貨船是專門運輸各種貨物的船只，是物流運載的工具。貨船有干貨船和液貨船之分。

（1）雜貨船它是干貨船的一種，裝載一般包裝、袋裝、箱裝和桶裝的普通貨物船。它在運輸船中占有較大比重。5.4.4船舶的種類圖5.15多用途遠洋雜貨船52

（2）散貨船散貨船是專門用來裝運煤、礦砂、鹽、谷物等散裝貨物的船舶，與雜貨船不同的是它運輸?shù)呢浳锲贩N單一，貨源充足，裝載量大。圖5.16散貨船5.4.4船舶的種類53（3）集裝箱船

用來專門裝運規(guī)格統(tǒng)一的標準貨箱的船舶。集裝箱一般都使用20ft和40ft兩種，20ft被定義為統(tǒng)一標準箱。集裝箱船的機艙設在尾部或中部偏后。集裝箱船可分為全集裝箱船、半集裝箱船、兼用集裝箱船三大類。集裝箱船5.4.4船舶的種類54（4）載駁船

載駁船也稱子母船，專門裝運以載貨駁船為貨物單元的運輸駁船。其運輸方式是先將貨物或集裝箱裝載在規(guī)格統(tǒng)一的駁船（子船）上，再把駁船裝上載駁船（母船）。到達目的港后，將駁船卸到水中，由拖船或推船將其分送內(nèi)河各地，載駁船則再裝載另一批等候在錨地的滿載貨駁開航駛向新的目的港。5.4.4船舶的種類55（5）滾裝船

滾裝船是專門裝運以載貨車輛為貨物單元的運輸船舶。裝船或卸船時類似于汽車與火車渡船，載貨車輛從岸上通過滾裝船的跳板開到船上，到港口再從船上經(jīng)跳板開到岸上。滾裝船5.4.4船舶的種類56（6）油船油船是專門運載石油類液貨的船只。在外形上和布置上很容易與一般的干貨船區(qū)別開來。油船5.4.4船舶的種類57（7）冷藏船

冷藏船是使魚、肉、水果、蔬菜等易腐食品處于凍結(jié)狀態(tài)或某種低溫條件下進行載運的專用運輸船舶。冷藏船5.4.4船舶的種類583．其他船舶（1）渡船

渡船有旅客渡船、汽車渡船、列車渡船和新型的鐵路聯(lián)絡船等多種類型。（2）雙體船（3）駁船5.4.4船舶的種類雙體船59船舶動力裝置是保證船舶推進及其他需要提供各種能源的全部動力設備的總稱。船舶動力裝置由推進裝置、輔助裝置、管路系統(tǒng)、甲板機械及自動化設備組成。

1．推進裝置

也稱主動力裝置，是船舶動力裝置中最主要的部分。推進裝置包括主機、傳動設備、軸系和推進器。2．輔助裝置

產(chǎn)生除推進裝置所需能量以外的其他各種能量的設備，包括船舶發(fā)電站、輔助鍋爐裝置和壓縮空氣系統(tǒng)。它們分別產(chǎn)生電能、蒸汽和壓縮空氣供全船使用。5.4.5船舶動力裝置603．船舶管系為某一專門用途而設置的輸送流體（液體或氣體）的成套設備。（1）動力系統(tǒng)

指主、輔機安全運轉(zhuǎn)服務的管系，有燃油、潤滑油、海水、淡水、蒸汽、壓縮空氣等系統(tǒng)。（2）船舶系統(tǒng)

又稱為輔助系統(tǒng)，為船舶航行安全與人員生活服務的系統(tǒng)，如壓載、艙底、消防、生活供水；施救、冷藏、空調(diào)、通風和取暖等系統(tǒng)。5.4.5船舶動力裝置61船舶其它設備主要設備包括舵設備、錨設備、系泊設備、起貨設備、救生設備等。1．舵設備是用于控制船舶方向的裝置，由舵、舵機、傳動裝置及操縱裝置等部分組成。5.4.6船舶的其他設備622．錨設備

船舶錨泊時所用裝置和機構(gòu)的總稱，由錨、錨鏈、錨鏈制動裝置、錨機和錨鏈舵等組成。

5.4.6船舶的其他設備63

3．系泊設備

系泊是船舶的主要停泊方式，系泊設備就是用分布在舷側(cè)的纜繩將船舶固定于碼頭、浮筒、船塢或鄰船用的設備，它主要包括系纜索、帶纜樁、導纜器、絞纜機卷纜車和系纜機械。5.4.6船舶的其他設備644．起貨設備

船舶自備的、用于裝卸貨物的裝置和機械，主要包括吊桿裝置、甲板起重機和其它裝卸機械5.4.6船舶的其他設備655．救生設備裝在船上供船舶失事時船上人員自救和營救落水人員的設備常用的救生設備有救生艇、救生筏、救生圈和救生衣等。船舶還配備消防和堵漏設備確保船舶安全航行5.4.6船舶的其他設備665.5.1航標的功能航標是航行標志的簡稱，是標示航道方向、界限與礙航物的標志，是幫助引導船舶航行、船舶定位和標示礙航物與表示警告的人工標志。航標包括過河標、沿岸標、導標、過渡導標、首尾導標、側(cè)面標、左右通航標、示位標、泛濫標和橋涵標等。5.5航標67

航標的主要功能：（1）船舶定位，為航行船舶提供定位信息。

（2）表示警告，提供礙航物及其他航行警告信息。

（3）交通指示，根據(jù)交通規(guī)則指示航行方向。

（4）指示特殊區(qū)域，如錨地、測量作業(yè)區(qū)、禁區(qū)等5.5航標681．海區(qū)航標海區(qū)航標是指在海上的某些島嶼、沿岸及港內(nèi)重要地點所設的航標。按照工作原理分類，分為視覺航標、音響航標、無線電航標三種。

5.5.2航標的種類69視覺航標：白天以形狀、顏色和外形，夜間以燈光顏色、發(fā)光時間間隔、次數(shù)、射程及高度來顯示，能使駕駛?cè)藛T通過直接觀測迅速辨明水域，確定船位，安全航行，是使用最多最方便的航標。包括：燈塔、燈船、立標、浮標、燈船、系碇設備和各種導標。5.5.2航標的種類70音響航標：能發(fā)出規(guī)定響聲的助航標志。它可在霧、雪等能見度不良的天氣中向附近船舶表示有礙航物或危險。包括霧號、霧笛、霧鐘、霧鑼、霧炮和霧哨等。無線電航標：利用無線電波的傳播特性向船舶提供定位導航信息的助航設施。包括無線電指向標、無線電導航臺、雷達應答標、雷達指向標和雷達反射器等。5.5.2航標的種類712.內(nèi)河航標各國的內(nèi)河航標不盡相同，我國分為3類19種。（1）航行標志：用于標示內(nèi)河安全航道的方向和位置等。包括過河標、接岸標、導標、過河導標、首尾導標、橋涵標等6種。（2）信號標志：用于標示航道深度、架空電線和水底管線位置，預告風訊，指揮彎曲狹窄航道的水上交通。包括水深信號桿、通行信號桿、鳴笛標、界限標、電纜標、橫流浮標、風訊信號桿等7種。（3）專用標志：用于指示內(nèi)河中有礙航行安全的障礙物。包括三角浮標、浮鼓、棒形浮標、燈船、左右通航浮標、泛濫標等6種。5.5.2航標的種類72

1．船舶自動識別系統(tǒng)（AIS）（1）船舶AIS系統(tǒng)的組成船舶自動識別系統(tǒng)（AutomaticIdentificationSystem,簡稱AIS系統(tǒng)）是一個在海上移動通信頻帶VHF上工作的廣播轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)。AIS系統(tǒng)由岸基（基站）設施和船載設備共同組成，是一種新型的集網(wǎng)絡技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、計算機技術(shù)、電子信息顯示技術(shù)為一體的數(shù)字助航系統(tǒng)和設備。AIS還包括利用和使用AIS信息的各種應用系統(tǒng)。5.5.3水運通信導航系統(tǒng)73（2）船舶AIS系統(tǒng)的基本功能船舶AIS最基本的功能是船對船、船對岸的信息交換。把船舶信息諸如識別碼、位置、航向、速度等發(fā)送到其他船舶或岸上，并能以快速的更新頻率處理多路通信。利用AIS可設置虛擬航標、為事故調(diào)查取證提供證據(jù)、完成航路分析、向港口提供船舶流量統(tǒng)計圖表AIS系統(tǒng)已逐漸成為保障航行安全的主要基礎設施和系統(tǒng)，是實現(xiàn)海事航標快速發(fā)展和水路運輸可持續(xù)發(fā)展的重要保障。5.5.3水運通信導航系統(tǒng)74（1）航標遙測遙控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)航標遙測遙控系統(tǒng)是利用現(xiàn)代網(wǎng)絡技術(shù)、電子海圖技術(shù)、GPS技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)來實現(xiàn)。2．航標遙測遙控系統(tǒng)5.5.3