1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究背景

海洋是孕育人类生命的摇篮，是人类走向陆地的起点，也是从古至今人类在陆上生存发展的依靠。纵观世界历史，我们可以看出，任何一个涉海国家的强盛都离不开借助海洋的力量，海洋既是国家安全保障的重要依托，也是经济发展的重要支撑。中国作为一个陆海复合型大国，背靠欧亚大陆，面向太平洋，有着长达18000公里的海岸线和300万平方公里的海洋国土，众多天然的深水良港，辽阔的大陆架和不计其数的岛屿，海洋资源丰富、地理条件优越^[1]。中国是一个渔业大国，渔业开发不仅为人们提供了大量的食物资源，也为人们提供了大量的就业机会和巨大的经济利益。渔业开发是我国对南海诸岛拥有主权、对周边海域拥有历史性权利的主要依据，“突出渔业存在”也是当前我们维护权益的重要手段^[2]。建国后，在国家的重视和扶持下，南海渔业得到初步发展。我国南海捕捞渔船以中小型渔船居多，捕捞方式以中小型船拖网、中型船刺网为主；围网渔船、灯光罩网渔船为辅。

但近年来，由于海洋环境的变换，以及对南海资源不合理的过度开发，例如：拖网捕捞强度高、渔获选择性差导致的带鱼资源出现被捕捞过度迹象；刺网设备易丢失，生成大量海洋垃圾的现象等，都应使我们对怎样合理开发利用南海海洋资源、进一步促进人与自然的和谐发展等问题做出一定的思考。基于捕捞品种与资源渐趋衰退的现状，从捕捞品种与捕捞资源、捕捞渔船装备及作业方式、捕捞渔民等方面考虑，建立全面、科学、准确的南海渔业资源评估与捕捞配额机制；加快捕捞渔船及作业方式的更新、升级，是现阶段发展所迫切需要的^[3]。海洋渔业捕捞对能源和资源的依耐性比较严重。长期以来，国家对渔船研发投入严重不足，渔船设计主要是在渔民经验基础上进行改进，渔船建造主要依靠家庭作坊式的小型渔船修造企业，建造工艺流程、工艺控制全凭经验，缺乏科学的分析和研究^[4]。

尽管我国已是世界造船大国，并在向造船强国迈进，但是船舶工业新技术、新工艺未能普及到海洋渔船，渔业装备水平长期停滞不前。落后的渔船装备与我国的国际地位不相符合，不利于维护国家海洋权益，严重制约了我国南海渔业资源的开发，亟需加快适用于南海海域新型海洋渔船装备研发的进程^[5]。针对南海渔业装备落后的现状，设计出满足我国法定要求、适合南海海域作业的高质量示范渔船，通过高质量渔船的示范带动作用，从而推动南海渔船装备技术进步，提高南海渔船高效捕捞水平和渔业维权能力。冷冻灯光罩网渔船的设计作为提升我国南海渔业捕捞质量的一种方式具有非常重要的意义。

1.2灯光罩网渔船介绍

灯光罩网渔船是一种主要捕捉趋光性鱼类的渔具渔法。主要在我国南海海域从事捕鱼和鱼品冷冻作业。主要捕捞中上层灯光敏感性经济鱼类，包含鸢乌贼和金枪鱼等^[6]。灯光罩网渔船于上世纪90年代初在我国广西和广东南部海域出现，最早是广东渔民采用传统灯光围网渔船，自行加装张投网钢衡架摇臂与改装浅海罩网组合起来的，前往外海生产的一种作业方式船型。刚开始该船型是采用双罩网分别在船两侧进行投收网作业，后来渔民为了扩大一个船位的罩网周径，将双罩网改为覆盖船底的单罩网进行捕捞作业。该船型在广东已有十多年的应用历史，目前是广东、广西、海南三省渔民前往南海捕捞大洋趋光性鱼类的主力船型。现在已经广泛分布于南海北部渔港。灯光罩网渔船使用诱鱼灯和集鱼灯将趋光性鱼类引诱到船边和船下。当船下的鱼群达到一定数量时，放下网衣，从上而下扣罩鱼群。船长50米左右的灯光罩网渔船在趋光性鱼类渔汛季节生产作业，灯光罩网周长范围145～245 m，除第一网次诱鱼时间较长外，其余灯光诱鱼时间都少于30 min，每次起网时间约20 min^[7]，熟练船工每晚可张投网10～11次，平均网产200公斤左右。较同样以灯光诱捕方式捕鱼的灯光围网渔船而言操作简单，由于采用机械化设备，工人作业时的强度也低。

1.2.1船型

最早的灯光罩网渔船是由渔民自主在传统灯光围网渔船上改装增加撑杆、网罩、诱鱼灯等设备而来的，而且加装的设备都为两侧对称分布，所以渔船的平衡是有保障的。张开的撑杆让渔船看起来就像是手拿平衡木的“运动员”。

渔船由于其经济性的要求，在保证稳性的基础上往往设计较大的舱容，又由于其快速性的要求，所以渔船的方形系数和菱形系数都不大，整个船型成两头尖瘦，中间肥大的特点。灯光罩网渔船通常按功能区域划分进行总布置设计，主要功能区域为：渔捞甲板作业区、鱼货冷冻区、鱼货冷藏区、主辅机动力区、液体载荷区、航海区、居住区。为保证需求，设施布置方面应配备有锚、系泊、舵、工作、救生、消防及航行信号灯等必要设施。

1.2.2渔船作业过程

1. 渔船到达渔场后，通过渔探设备探测鱼群并行驶至目标海域，停船，抛锚，通过绞车打开四根撑杆并固定好撑杆位置，网放在船甲板的左舷，首先用吊机将罩网升高，吊到渔船的左舷外侧，然后通过绞网机同时牵引网四个角的引纲，使罩网扩张良好，等待鱼群诱集完成，伺机下网；

2. 在傍晚打开诱鱼灯诱鱼；

3. 晚上打开探鱼设备进行探鱼，确定鱼群被吸引到本船的周围；

4. 逐渐关闭诱鱼灯，打开水下集鱼灯，将鱼群诱集至船底；

5. 松开撑杆四周网具，利用沉子重力，网衣向下罩住鱼群，同时收绞网衣四周一圈的底纲；

6. 利用绞车将鱼包及整个网衣（一般从左舷）吊上甲板；

7. 解开网囊底索，渔获物分拣装盘入冷冻舱；然后整理好网，准备下一作业网次，每晚第二网以后诱鱼灯开启50％即可。渔船到次日早上停止作业，白天船舶停止航行，船员休息，渔获在速冻舱速冻好后移入冷藏舱储存。

灯光罩网渔船作业示意图

1.2.3渔获组成

灯光罩网主要被运用于南海海域的渔业资源捕捞,属于撑开罩架掩罩类,主要的捕捞对象包括趋光性鱼类以及头足类,其中头足类中具有代表性的有鸢乌贼,趋光性鱼类包括金枪鱼和蓝圆鲹以及鲐鱼。有学者调查显示^[8]，灯光罩网渔船主要渔获种类为鸢乌贼、鲹科、鲭科、枪乌贼和带鱼，分别占总渔获产量的69.8%、12.6%、7.3%、3.9%和3.5%。作业渔场可分为近海陆架区和外海深水区，其中陆架区渔获种类相对较多，包括鲹科、枪乌贼、带鱼、鲭科等；而深水区渔获以鸢乌贼为主，其他种类相对较少。近海陆架区作业月份为8月至次年2月，每月作业1～20 d，平均作业10 d，渔获率为370.5～3670.0 kg·d^-1，平均渔获率1152.0 kg·d^-1。深水区作业集中在2～6月，每月作业1～30 d，平均作业13 d，渔获率为1000～10190 kg·d^-1，平均渔获率4071.3 kg·d^-1。

1.2.4南海灯光罩网渔船数据

通过网上搜集资料，现汇总如下表格：

从汇总表格数据可总结得出：目前现有的灯光罩网渔船多是45米左右长度的配有约500盏诱鱼灯及规格约300 m×85 m的网具的船型，其中网具主尺度为300 m×85 m，即结附网衣的网口纲（沉子纲）长度为300 m，网衣纵向拉直高度85m。网具整体呈锥形，是用多段圆周递减的直筒型网衣缝合而成。渔船主机功率随船尺度的增加而增加，航速约为10kn左右。

渔船由于其经济性的要求，在保证稳性的基础上往往设计较大的舱容，又由于其快速性的要求，所以渔船的方形系数和菱形系数都不大，整个船型成两头尖瘦，中间肥大的特点。灯光罩网渔船通常按功能区域划分进行总布置设计，主要功能区域为：渔捞甲板作业区、鱼货冷冻区、鱼货冷藏区、主辅机动力区、液体载荷区、航海区、居住区。为保证需求，设施布置方面应配备有锚、系泊、舵、工作、救生、消防及航行信号灯等必要设施。

快速性方面，由于灯光罩网渔船作业时要抛锚定位，不需追捕鱼群，所以快速性方面可以作为次要因素考虑。

稳性方面，渔船上改装增加的撑杆、网罩、诱鱼灯等设备，都为两侧对称分布，所以渔船的平衡是有保障的。由于设备增加，灯光罩网渔船空船的重心高度是比较高的，通常需要布置压载水舱，从而降低重心高度，增加稳性。

1.2.5最大的灯光罩网渔船

“粤宝渔56789”近日成为蛇口港的耀眼明星。这艘大型渔船隶属于宝安西乡的企业深圳市顺昌远洋渔业有限公司，上个月从广州黄埔造船厂出厂后，凭借身长73.6米，型宽12米，设计排水量2760.1吨，成为我国南海海区总吨位最大型作业渔船和全国总吨位最大的灯光罩网作业渔船。

1.3国内外研究现状

1.3.1国内研究方面

在国内已经有不少学者对灯光罩网渔船进行了相关的研究。晏磊等^[9-10]根据在南海灯光罩网船上实测的沉降深度的数据对南海灯光罩网的沉降性进行研究，分析南海灯光罩网沉降深度和沉降速度与沉降时间的关系，同时认为鸢乌贼是南海中南部灯光罩网的主捕对象;张鹏等^[11]分析了南海大型灯光罩网渔场、渔期和主要渔获物，主要渔获种类为鸢乌贼、鲹科、鲭科、枪乌贼和带鱼；许啸^[12]通过实测320 kW灯光罩网渔船的渔具沉降数据，并对其进行研究，分析灯光罩网沉降深度和沉降速度与沉降时间的关系、影响灯光罩网沉降速度的各因子的相对权重；李杰等^[13]对灯光罩网沉降性和网口闭合性能进行了研究；叶鹏^[5]通过多种计算方法提出了南海灯光罩网渔船低温舱室隔热层优化设计方案；邹建伟等^[15]研究了南海外海灯光罩网主要渔场分布，发现广西渔船2013年外海主要渔期为2月～6月，主要渔场位于南沙海区北部海域。

1.3.2国外研究方面

亚洲少数国家也应用此类船舶，开展海洋中上层鱼类的捕捞。国外其他方面因为不允许进行灯光诱捕,所以到目前为止并没有发现相关研究报告^[12]。确实在各种搜索平台上未能搜到合适的有关国外灯光网罩渔船的研究和报道。

1.4经济性介绍

船长50米左右的灯光罩网渔船在趋光性鱼类渔汛季节（每年二月中旬至六月中旬）生产作业，熟练船工每晚可张投网10～11次，非熟练船工每晚可张投网6～7次，平均网产500公斤左右。若按熟练船工操作计算，每航次作业16天便能捕捞80吨满舱渔获，生产周期为捕捞作业16天加来回航程10天共为26天。使用该船型生产，在渔获收益减除成本后渔民仍能创收，因此吸引渔民广泛应用。南海西南中沙大洋性渔场趋光性鱼类，每年的渔汛期很明显，约为120天，即从每年的二月中旬开始至六月中旬。渔汛期间渔民驱船前往南海大洋性渔场展开生产作业。虽然每航次渔船生产都能捕得满舱渔获，但在生产过程中，由于渔船施捕规模不足、网产低、作业周期长、无效生产能耗高、运力弱，导致渔船捕捞成果减除高昂的生产成本后，渔民只能获得微薄的经济收益。因此，渔民在渔汛期生产积累的资金，无法维系持续生产与扩大再发展，形成渔船在非渔汛季节只能靠油补支撑持续生产。显然，渔船生产力弱和缺乏作业兼用性或复式生产能力，是导致灯光罩网渔船只能靠油补支撑持续生产的重要原因^[15]。

1.4.1能耗组成

除通常的航行耗油，船上日常仪器运作及生活所需供电外，灯光罩网渔船由于其作业的特殊性，上百盏诱鱼灯的能耗也是渔船能耗组成中的一大部分。

灯光罩网渔船亮灯作业时就能发现，金卤集鱼灯是360度角万向投光的，有50%光源投向天空，有25%光源投射在甲板上。即：400kw诱鱼光能，有300kw是浪费的，运用到诱鱼的光能仅有100kw。也就是说，灯光罩网渔船光诱无效生产能耗高达75%。显然，光诱渔船缺乏科学用光设计，是导致灯光罩网渔船萌生巨大无效生产能耗的主要原因。

1.4.2两种灯光捕捞作业方式的比较

灯光围网和灯光罩网为南海的两种灯光诱捕渔法，渔船作业的灯光围网网周长度范围480～850 m，网衣拉直长度180～240 m；而灯光罩网周长范围145～245 m。比较而言，围网作业面积和深度都比罩网大。灯光围网每晚作业2～3次，平均灯光诱鱼时间3～4 h，每次起网时间约1 h；灯光罩网每晚作业10～16次，除第一网次诱鱼时间较长外，其余灯光诱鱼时间都少于30 min，每次起网时间约20 min。

由于两种作业过程存在差别，以致渔获组成有明显的不同，灯光围网瞄准捕捞的是游泳速度比灯光罩网捕捞的柔鱼快得多的中上层鱼类，灯光围网作业技术要求高，下网动作快，起网时间长，不像灯光罩网那样操作简单，总体上技术效率比灯光罩网低^[7]。而且灯光罩网渔船放网，起网均由船上机械设备操作，所以相比较而言，灯光罩网渔船的工人作业强度也较低。

2. 研究的基本内容与方案

根据设计任务书要求，通过论证、分析，确定设计船舶的主要要素；型线设计，计算静水力，绘制静水力曲线图及邦金曲线图；总布置设计、完成液体舱的舱容要素计算、纵倾调整，绘制总布置图；确定船舱的主要要素，完成螺旋桨计算书及预报航速；校核各个状态的稳性、浮态计算、风压计算及稳性衡准；完成舾装数的计算，根据规范要求及实际需要配置锚、系泊、舵、装卸、救生及航行信号等设备，确定舵的尺度要素。

2.1配备冷冻功能的灯光罩渔船

保证渔获的新鲜，是渔船效益的重要保障，本次设计的灯光罩网渔船作业于近海航区，渔船收获后离港口的距离较近，运输时间较短，所以在这艘渔船的冷冻方式及冷冻设施的选择上应该在保证渔获物保鲜质量的前提下，采用较为经济的冰鲜或盘管保冷冰鲜等经济的保鲜方式，从而达到资源的合理配置目的，提高渔船的经济性。

2.2 船舶的主要要素的确定

本船为布置型地位船舶应先按照主尺度以及满足船舶布置要求下手，在确定排水量。可按照如下思路进行：1分析设计任务书，抓住主要矛盾，由于各种主要要素是相互制约关系，所以要妥善处理好L/B、B/D、B/T、L/T、LBD与C_b、C_p与F_n的关系；2根据母型船统计规律，第一次粗估主要要素；3对第一次估算值进行性能校核，协调尺度要素，在此基础上修改形成第二次估计值；4再次进行性能校核，调整尺度要素；5进行尺度要素优化，选取最佳方案。

总布置方面，灯光罩网渔船通常按功能区域划分进行总布置设计，主要功能区域为：渔捞甲板作业区、鱼货冷冻区、鱼货冷藏区、主辅机动力区、液体载荷区、航海区、居住区。为保证需求，设施布置方面应配备有锚、系泊、舵、工作、救生、消防及航行信号灯等必要设施。

快速性方面，由于灯光罩网渔船作业时要抛锚定位，不需追捕鱼群，所以快速性方面可以作为次要因素考虑。

稳性方面，渔船上改装增加的撑杆、网罩、诱鱼灯等设备，都为两侧对称分布，所以渔船的平衡是有保障的。由于甲板以上设备增加，灯光罩网渔船空船时的重心高度是比较高的，通常需要布置压载水舱，从而降低重心高度，增加稳性。

2.3母型船仿造方法

拟采用近似尺度的船型作为母型船，从而近似确定所设计船的主尺度和船型参数，进而得出型线图并进行下一步的设计；总布置方面拟参考现有的灯光罩网实船进行布置设计。

本次参考的母型船是一艘58米长的双机双桨灯光罩网渔船，布置有四个渔获冷藏舱室，四个渔获速冻舱室，母型船尺度比例良好，布置也较为合理，拟参考母型船船型，做适当的比例换算，从而确定设计船的主要要素。

2.4查阅文献法

在进一步的设计环节，计划依据相关的各类参考书、文献、规范要求、法规、准则等完成各类设计数据的选取以及性能计算的相关任务。具体拟依据的文献如下：

（1）本专业教材及有关船舶图册。

（2）专业参考书：《船舶设计原理》、《船舶原理》、《船舶造型》、《船舶设计基础》、《运输船舶设计特点》、《船舶设备与系统》、《渔船设计》等。

（3）专业期刊：《中国造船》、《船舶工程》、《船海工程》、《造船技术》、《中国水运》、《船舶》、《船舶设计通讯》和相关大学学报等。

（4）规范：中华人民共和国渔业船舶检验局《钢质海洋渔船建造规范》（1998）；中华人民共和国渔业船舶检验局《海洋渔业船舶法定检验规程》（2015）。

（5）手册：中国船舶工业总公司《船舶设计实用手册》国防工业出版社、708所《船舶科技简明手册》编写组《船舶科技简明手册》国防工业出版社。

（6）标准：《金属船体制图标准》。

3. 研究计划与安排

（1）3月5号至3月9号

对选题涉及的航行海域环境、渔船设计、渔船作业方式进行分组调研，撰写调研报告与开题报告。

（2）3月12号至3月16号

4. 参考文献（12篇以上）

[1]张俏.习近平海洋思想研究[d].大连海事大学，2016.

[2]王清印，刘世禄，王建坤.切实维护我国南海渔业权益的战略思考[j].渔业信息与战略，2012(1):12-17.

[3]韩杨,张溢卓,孙慧武.中国南海海洋捕捞渔业发展趋势分析[j].ao农业展望，2015（11）：51-74.