一、引言

　　海洋占地球表面積的71%，不僅是資源的寶庫，還是人類認識并了解地球奧秘、探索生命起源、發展科技的前沿領域。深邃廣袤的海洋空間是一個國家的戰略資源邊疆和外延腹地，提供了國家安全的防御縱深。海洋還是世界貿易的主要通道，也是各國海上兵力部署的舞臺。但迄今為止，我們對海洋資源分布、海底地形、水文氣象條件、海洋聲學特性等方面的認識仍不夠。而對海洋的研究是維持海洋經濟可持續發展的條件，也是保障國家海洋安全的基礎。

　　海洋調查船是專門用來在海上從事海洋調查研究的工具，涉及海洋氣象學、水聲學、海洋物理學、海洋化學、海洋生物學、海洋地質學、水文測量學等諸多學科。海洋調查船與海軍作戰活動和海軍武器裝備發展密切相關，可為反潛戰、登陸戰、水雷戰、水面作戰提供環境預報。為潛艇、水面艦艇的安全航行和兩棲登陸作戰提供各種海圖資料，為海軍武器裝備的研制提供各種海洋環境參數等。

　　近年來，隨著海洋科學和海洋戰略的重要性日益凸顯，各國將海洋調查船的建設視為海洋戰略與科學發展的重要舉措。我國對高性能海洋調查船的需求也持續增長。黨的“十八大”報告中明確提出我國要建設海洋強國。而認識海洋，進行海洋調查是海洋開發、利用以及國家海洋安全的基礎工作，也是建設海洋強國的前提條件之一。提高我國海洋調查船整體研發和裝備配套實力，對合理利用海洋資源、維護海上安全、建設海洋強國有著重要的意義。

　　二、國外海洋調查船發展現狀

　　海洋調查船發展至今已有140年歷史。目前全球共有40多個國家擁有近千艘海洋調查船，其中美國最多，其次為日本、俄羅斯，其他擁有海洋調查船主要國家還包括德國、英國、法國、挪威、西班牙和荷蘭等歐洲國家。

　?、?國外典型海洋調查船簡介

　?、儆瓶即琑RS Jems cook：見圖1。船名：RRS Jems cook；船廠：挪威Flekkefjord Slipp＆Maskinfabikk AS；總長：89.5m；型寬：18.6m；吃水：5.5～5.7m；總排水量：5800t；巡航速度：12節；自持力：50d；定員：54人。

　?、谟瓶即琑RS Discovery：見圖2。船名：RRS Discovery；船廠：西班牙C.N.P.Freire Vigo shipyard；總長：99.7m；型寬：18.0m；吃水：6.5m；總排水量：6075t；巡航速度：12節；自持力：50d；定員：52人。

　?、廴毡緲O地海洋調查船“白瀨（SHIRASE）”號：見圖3。船名：Shirase Glacier；船廠：日本Hitachi Zosen Maizuru Works；總長：138m；型寬：28m；吃水：9.2m；總排水量：20000t；巡航速度：19.5節；破冰速度：3節（1.5m破冰厚度）；自持力：175d；載客：80人。

　　④日本海洋調查船“地球（CHIKYU）”號：見圖4。船名：CHIKYU；船廠：日本Mitsui Engineering＆Ship-building and Mitsubishi Heavylndustries；總長：210m；型寬：38m；吃水：9.2m；總排水量：57087t；巡航速度：12節；自持力：200d；載客：100人。

　?、菝绹Ｑ笳{查船Sikuliaq：見圖5；船名：Sikuliaq；船廠：美國Marinette Marine Corporation，Wisconsin；總長：80m；型寬：15.8m；吃水：5.8m；總排水量：4065t；巡航速度：11節；自持力：45d；載客：46人。

　?、薨拇罄麃喓Ｑ笳{查船Investigator：見圖6；船名：Investigator；船 廠：Teekey Shipping Australia＆SembawangShipyard of Singapore；總 長：93.9m；型寬：18.5m；吃水：5.7m；總排水量：4575t；巡航速度：11節；自持力：60d；載客：60人。

　?、叩聡Ｑ笳{查船Maria S.Merian：見圖7；船名：Maria S.Merian；船廠：德國Krger-Werft，Schacht-Audorf；總長：94.76m；型寬：19.2m ；吃水：6.5m；總排水量：5573t；巡航速度： 15節；自持力：60d；載客：45人。

　?、?國外海洋調查船發展思路

　?、琶绹菩腥蚝Ｑ笳箲鹇?，發展成系列、高性能海洋調查船。美國以控制全球海洋為目標，全面實施“海洋安全戰略”和“海洋科技戰略”。突出特點之一是實施全球海洋控制，強化海上霸權地位；二是爭奪海上戰略物資，重視海洋油氣開發；三是加強海洋環境保護。實施這些需要有豐富準確的海洋數據作為支撐。為此，美國特別重視海洋調查船的發展，以掌握各大洋的氣象、水文等情況，為海上軍事和經濟活動提供基礎數據，目前美國現役47艘海洋調查船。

　　⑵在全球各種調查船中，只有美國發展成系列的海洋調查船。美國海洋調查船分為“全球級”、“大洋級”、“區域級”和“近岸”級。只有發展這種成系列的船只，才能滿足美國在全球范圍活動的需要。其中“區域級”和“近岸級”主要用于近海區域的海底地形、資源等方面的探測；“大洋級”主要用于美國本土毗鄰的兩個大洋，即大西洋和太平洋；“全球級”主要用于印度洋等跨洋區域。

　?、窃谌蚋鲊校绹Ｑ笳{查船性能最強。美國海洋調查船配備了多種先進的海洋環境觀測、海洋目標探測設備，另外美國的海洋調查船，還率先配備了無人潛航器。這是由于美國海洋調查船需要勘探的區域有相當大一部分屬于別國的領海區域或爭議海區，需要配備探測范圍更遠和精度高的系統設備。

　　⑷日本推行“海洋立國”戰略，注重發展中遠海海洋調查船。日本是一個資源貧乏嚴重的國家，向海洋要資源、要空間是日本發展的一貫主張。為此，日本重視發展海洋調查船，更主要的原因是為了更好地勘探海洋資源，目前現役38艘。由于中遠海和極地蘊藏的資源更為豐富，近年來日本重點發展能在兩個區域作業的海洋調查船，比如2007年，總噸位高達57087t的大型大洋鉆探船Chikyu號服役，以及研制了新Shirase號南極科考船。

　　⑸蘇聯冷戰時期實行與美國爭霸的海上戰略，發展遠海型的海洋調查船。目前俄羅斯所擁有的海洋調查船有33艘，絕大多數是蘇聯時期建造的，其中20世紀60年代服役的占6.1%，70年代服役的占18.2%，80年代服役的占72.7%，90年代服役的僅有1艘，只占3%。冷戰時期蘇聯與美國爭奪海上霸權，需要發展大量的海洋調查船，獲取全球各大洋的氣象水文等環境信息。

　?、蕷W洲海洋戰略局限于某個區域，以發展近岸作業的小型調查船為主。歐洲主要國家，比如英國、法國、德國等，采取區域性的海洋戰略，以發展近岸作業的小型調查船為主。歐洲中的27個國家目前擁有調查船238艘，船長小于55m的近岸調查船164艘，近70%。此外，這些海洋調查船主要集中在英、法、德、意、挪威、西班牙、荷蘭等7個強國，共擁有調查船152艘，占到總數的近80%。

　　三、國外海洋調查船技術特征分析

　?、?船型仍以單體船為主，僅水聲監聽船采用小水線面雙體船

　　現有海洋調查船絕大部分是采用常規單體船型，只有少數水聲監聽船采用小水線面雙體船型，如美國在役的Victorious和Immaculacy共5艘海洋監聽船。海洋監聽船主要用于收集聲學信息和聲監聽，采用小水線面雙體船型，能夠使聲學設備在水面以上工作，受到水下噪聲影響小，有利于創造良好的聲學環境。

　?、?船上實驗室采用模塊化設計

　　對科考任務需求的不斷增加，使海洋主要國家新開發的調查船配制了更多更為精良的船載探測設備，逐漸向多功能化、大型化方向發展。俄羅斯于2012年建成并投入適用的“特列什尼科夫院士”號調查船，排水量16800t，該船設計有8個現代實驗室模塊，可針對不同任務進行替換，船上裝備大量現代化科考測量設備，可保障海洋學、地球物理學、氣象學、海冰等大范圍研究工作；日本2009年服役的新Shirase調查船排水量約20000t，該船將物資運輸、裝載直升機和海洋觀測多種功能融為一體，裝備新型海洋觀測器、多載波段回聲探測器，建有海洋、大氣科學、地球物理和生物等多個實驗室；英國2007年3月投入使用的James Cook號也有5800t，適用于多個海域的調查研究，船上設有8個集裝箱型模塊化實驗室，分別從事不同領域研究，可根據不同研究任務在后甲板搭載相應模塊。

　?、?動力采用以柴油機為原動力的電力推進系統

　　國外海洋科考船的動力系統采用以柴油機為原動力的電力推進系統，尤其是近期新建船。如美國Sikuliaq號調查船采用柴電推進系統，4個柴油發電機組，2臺電動機，持續功率4290kw。俄羅斯“特列什尼科夫院士”號采用瓦錫蘭柴油機，6300kw2臺，4200kw1臺；電力推進裝置，2臺，7100kw。德國Maria S.Merian號海洋調查船柴電推進，2臺吊艙推進器，每臺2050kw；1臺噴水推進器，1900kw。韓國Araon號極地海洋調查船主動力系統：柴電推進裝置，2臺柴油機，總功率10MW。螺旋槳：2部方位推進器，2部首推進器。

　　采用電力推進，一方面便于船舶總體的靈活布置，且噪音較小，另一方面兼顧了海洋考察船動力定位系統的要求。目前原動機仍以柴油機為主。

　?、?新建科考船大部分采用良好的功力定位技術

　　海洋調查船雖然對高航速沒有太高的要求，但受海洋風、浪、流等復雜環境的影響，通常需要動力技術輔助精確定位，便于進行數據采集、深潛器布放等作業，因此對動力定位的技術要求較高。一些新建的調查船如美國Sikuliaq號、德國Maria S.Merian號、英國James Cook號、澳大利亞Investigator號、西班牙Sarmiento deGamboa號均采用了動力定位技術。

　　⒌ 部分新建海洋調查船具備冰區航行能力

　　由于各國對極地區域蘊含豐富資源的高度重視，不斷開發出具有極地航行能力的調查船，如近年來新服役或新建的美國Sikuliaq號、俄羅斯“特列什尼科夫院士號”、德國Maria S.Merian號、日本新Shirase號、韓國Araon號等調查船，均具備破冰和冰區航行能力，可在兩極地區進行科學考察。

　　⒍ 國外新服役或新建的海洋調查船開始裝備無人潛航器

　　國外新服役或新建的海洋調查船，如英國James Cook號、印度Sagar Nidhi號、以及美國 的Neil Arm-strong號、英國的Discovery號、澳大利亞的Investigator號都已經或即將裝備無人深潛器，并應用最新計算機和人工智能技術，智能化程度高，布放之后可獨立在水下執行探測和識別水下目標，取樣、或完成各種人力無法勝任的水下環境和目標數據采集工作。未來，調查船無人潛器將能執行更為復雜的工作，在環境發生難以預料的變化時，還能夠自行調整，克服障礙。此外，新一代無人潛器減少了通信和人員監控需要，采用導航幫助和通信中繼可進行多個無人潛器協作作業，爭強水下環境感知能力。

　?、?裝備功能齊全的探測設備，實現綜合作業功能和多用途

　　目前，國外海洋調查船普遍裝備了用于大氣邊界層、海氣界面氣象進行探測的大氣剖面儀等大氣探測設備；用于對海洋生態環境參數進行探測的溫度傳感器、鹽度傳感器、電導率傳感器、溶解氧傳感器、聲學多普勒流速剖面儀等海洋生態環境探測設備；用于對海洋資源、海底地形地貌進行探測的魚探儀、水下精確定位的超短基線定位系統、多波束探測系統、分裂波束探測系統、淺層剖面儀、海底照相、可視多管采樣器等海底探測與取樣設備；用于對重力、磁力、地震進行探測的重力儀、磁力儀、地震儀等地球物理與取樣設備；從而使其實現了對海洋水文氣象、海洋生物與漁業資源、海洋地質地貌、海洋地球物理等的綜合作業功能和多用途化。

　　四、國外海洋調查船的管理模式

　　各國海洋調查船中，尤以美國的數量最多，技術最為先進，體系最為完善，最能代表世界海洋調查船發展的趨勢和方向。美國海洋調查船的管理從頂層謀劃，有效地保障了調查船隊的規模與技術水平。

　　成立跨部門合作組織，制定海洋科學研究設施實用、更新與投資的政策、程序和計劃。為了推動個聯邦機構在海洋科學研究與教育方面的合作，美國海軍于１９９７年建立了多家海洋科學合作機構（NOPP），該機構中有一個跨部門機構基礎設施組織（IWG-FI），由美國國防高級研究計劃局（DARPA）先進技術辦公室、能源部（DOE）、環保局（EPA）、礦物管理局（MMS）、美國國家航空與航天管理局（NASA）、美國國家海洋與大氣管理局（NOAA）、美國國家科學基金會（NSF）、美國海洋海洋局、美國海軍研究局（ONR）、美國海岸警衛隊（US-CG）、美國地質調查局（USGS）等機構人員組成，支撐美國海洋科技聯合委員會（JSOTC）制定美國海洋科學研究設施使用、更新與投資的政策、程序與計劃。

　　大型調查船普遍由政府部門出資建造，研究院所使用管理。美國是世界上擁有調查船數量最多的國家，船長超過40m的調查船有40艘（2007年），其中只有3艘由研究所或大學自己出資建造；其余所有調查船均由政府機構的環保局（EPA）、美國海軍、美國國家海洋與大氣管理局（NOAA）、美國國家科學基金會（NSF）、美國海岸警衛隊（US-CG）出資建造。這些國家政府機構出資建造的調查船，除部分由出資機構自己使用外，大部分都投放到各海洋科學研究院所，由研究院所使用管理。

　　制定長遠發展規劃，積極推進調查船的長遠規劃，發布了一些列未來海洋調查船的發展報告，如2001年的《美國國家科學研究船隊未來規劃》，2009年的《海上科學：用強大的海洋科學研究船隊滿足未來海洋科學研究目標》，2013年的《聯邦海洋科學研究船隊現狀報告》等。美國根據未來海洋科學發展的需求，制定了不斷修正其未來海洋調查船的發展計劃，推進海洋調查裝備和技術的更新換代。

　　五、我國海洋調查船發展建議

　　?注重深海、極地海洋調查能力建設，重點發展大噸位、遠洋綜合、綠色節能的海洋調查船。2000年以來，國外總共新建約100艘海洋調查船，其中77艘為全球級（船長大約70m）的海洋調查船，調查功能綜合化已成為一種發展趨勢。另外，近年來，國際海事組織（IMO）、歐洲以及一些國家也都紛紛出臺各種規范、標準，從制度上確保全球海洋環境或區域海洋環境盡可能都免受污染，綠色、環保和環境友好型船舶是當今船舶行業的發展趨勢。

　　為支撐海洋經濟發展，協調發展近岸海洋調查船。全球級海洋調查船主要承擔大洋調查任務，對于近海區域的海洋調查，無論從適航性和經濟性的角度來看，都宜采用小型近岸海洋調查船。歐洲海洋調查船中，近岸海洋調查船占據70%，為海洋開發和海洋經濟的發展做出了重要貢獻。2012年9月，我國發布了國家海洋經濟“十二五”發展規劃綱要，明確提出要重點研發海洋調查、觀測和監測設備與儀器，以滿足海洋經濟發展的需要。

　　加快舊船改造、提升儀器裝備性能。海洋調查船舊船改造和新船建造相輔相成，對海洋科學調查事業的可持續發展十分必要。如果船舶更新周期按25年計算，我國目前已有一半以上的調查船面臨老化退役，這種現狀將嚴重制約我國海洋經濟和海洋科技的發展。因此，對現有的調查船不斷充實完善和定期進行現代化改造，形成新老交替的良性循環，才能為我國的海洋調查事業提供強有力的保障。對舊船實現現代化改裝，提升相關性能，技能滿足當前海洋調查不斷增長的需求，同時實現資源的充分利用。建議從國家戰略發展的角度看待并重視我國海洋科考船事業，制定全國科考船舶更新建造具體計劃，對每艘船的功能定位、設備配置進行系統性的總體規劃，爭取在5～10年內，明顯改變我國海洋科考船整體落后狀況。

　　發展擁有我國自主知識產權的海洋裝備制造技術。采取引進與自主研制相結合的方式，對主要和關鍵裝備性能技術要盡快在引進合作中消化、吸收并實現國產。踏踏實實地做好海洋科考裝備的技術和人才儲備工作，以企業為主體促進國產海洋科考裝備的發展。建立國家海洋科考船隊建設專項，緊密跟蹤世界發展動態，有針對性開展海洋科考船舶及有關裝備的研究開發，加快發展國內海洋科考裝備自主知識產權技術。
文章來源：《綠色科技》；作者：陳劍斌、施建臣、陳菲莉、官瑩；陳劍斌，1978年出生，男，福建莆田人，碩士，高級工程師，中國海洋大學，主要從事海洋科考船建造與管理工作。