歐美海洋調(diào)查船的建造和使用歷經(jīng)幾個世紀的發(fā)展和探索，近年來具有新的特點和發(fā)展趨勢。本文從國外海洋調(diào)查船的發(fā)展歷史、最新趨勢以及對我國的借鑒意義等方面進行整理和總結(jié)，以期為指導我國海洋調(diào)查船發(fā)展提供啟示。

1、國外海洋調(diào)查船的發(fā)展歷史

歐洲人在15世紀至18世紀末的“大航海時代”，用當時的船舶開展一些海洋調(diào)查活動，其中主要代表為哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸、麥哲倫環(huán)球航海、詹姆斯·庫克航行至澳大利亞、達爾文隨船環(huán)球探險等。這一時期的海洋調(diào)查主要是發(fā)現(xiàn)航路，船上大多僅安裝大炮等武器裝備，并沒有專業(yè)的海洋調(diào)查設備；船長在40m以下，排水量在350t以下，采用木質(zhì)帆船結(jié)構(gòu)，勘查對象主要是海上航線和陸地。

這一時期的船舶并不是專業(yè)的海洋調(diào)查船，不足以承擔海洋調(diào)查任務。

19世紀后半葉出現(xiàn)專門用于海洋調(diào)查的船舶。英國“挑戰(zhàn)者”號為三桅蒸汽動力帆船，船長68.9m，排水量2306t，配備當時最先進的調(diào)查儀器設備并增設獨立的自然史室和化學實驗室；1872—1876年，“挑戰(zhàn)者”號完成世界上首次環(huán)球海洋科學考察，開創(chuàng)有系統(tǒng)、有目標的近代海洋科考先河；“挑戰(zhàn)者”號的改造成功以及投入使用成為世界航海史、地球科學史上的里程碑，提供海洋學研究的“樣板”和規(guī)范，開啟人類從宏觀上對世界海洋水體進行科學研究并探索其自然規(guī)律的新時代。這一時期的海洋調(diào)查船不僅關注世界海洋表面，而且關注海面以下的空間以及海流、溫度等海洋物理、化學、生物和地質(zhì)等方面的變化規(guī)律，因而與中世紀的“發(fā)現(xiàn)新大陸”有本質(zhì)的不同。與此同時，雖然專門用于海洋調(diào)查的船舶已經(jīng)出現(xiàn)，但限于當時的技術條件，各國海洋調(diào)查船均僅能進行以生物調(diào)查為主的綜合性海洋調(diào)查，且全部為探索性的航行調(diào)查，而不是對特定海區(qū)的專門調(diào)查。

第一次世界大戰(zhàn)以后，隨著海洋學研究和國際科學活動的重新升溫以及回聲測深儀等儀器的發(fā)明，這一時期的海洋調(diào)查船不僅能進行以生物調(diào)查為主的綜合性海洋調(diào)查，還逐漸承擔起海水理化性質(zhì)和地質(zhì)地貌調(diào)查任務。20世紀20年代以后，德國建成“流星”號調(diào)查船，船上首次安裝回聲測深儀并應用其他近代科學方法；“流星”號的問世標志著綜合性海洋調(diào)查船由以生物調(diào)查為主的時代進入以海水理化性質(zhì)和地質(zhì)地貌調(diào)查為主的時代。

隨后，全球61個國家和地區(qū)卷入第二次世界大戰(zhàn)，這一時期的海洋研究與軍事緊密結(jié)合在一起。由于水聲探測研究對于定位潛艇的意義重大，波浪研究對于特種部隊執(zhí)行兩棲作戰(zhàn)任務尤為重要，因而海洋調(diào)查船突出發(fā)展水聲技術、海浪觀測和預報技術，而且很多船舶兼具作戰(zhàn)能力。由于歷史原因，“二戰(zhàn)”期間美國建造大量海洋調(diào)查船，其中美國海軍就建造26艘。

以上幾個時期建造的海洋調(diào)查船多由其他類型船舶改造而成，即使是新建船舶也并非根據(jù)海洋調(diào)查需要而專門設計的。直到20世紀50年代末期才進入專門設計建造海洋調(diào)查船的時代，海洋調(diào)查事業(yè)也從此得到更為顯著的發(fā)展。此后，綜合性海洋調(diào)查船已不能滿足海洋學各分支學科深入調(diào)查的需要，從而陸續(xù)出現(xiàn)各種專業(yè)調(diào)查船和特種調(diào)查船；同時，隨著電子技術的突飛猛進以及海洋調(diào)查設備越來越先進，現(xiàn)代化高效率海洋調(diào)查船逐漸誕生并普及。1959年蘇聯(lián)建造“羅門諾索夫”號6000噸級綜合海洋調(diào)查船，1960年美國建成3400噸級的“測量員”號航道和海洋調(diào)查船，1962年英國建成3100噸級的“發(fā)現(xiàn)”號海洋調(diào)查船，這些均為第一批專門設計建造的海洋調(diào)查船；其中，美國“測量員”號航道和海洋調(diào)查船是美國第一艘配備多波束系統(tǒng)的調(diào)查船，其兼?zhèn)渖钏芈曄到y(tǒng)和淺水回聲系統(tǒng)，同時還有穩(wěn)定的聲吶導航系統(tǒng)、水文數(shù)據(jù)回收系統(tǒng)、地震反射輪廓處理模塊，設置干濕海洋學實驗室、重力實驗室、攝影實驗室。這一時期的海洋調(diào)查船在設備、性能、布置以及實驗室與專用設備的匹配等方面，與舊船改裝調(diào)查船相比有很大改善。

20世紀60—70年代是新建海洋調(diào)查船的大發(fā)展時期，經(jīng)過這一時期到80年代，隨著造船質(zhì)量和技術水平的大幅度提高，海洋調(diào)查船在某些方面出現(xiàn)質(zhì)的變化和新的發(fā)展趨勢。1962年美國建造的“阿特蘭蒂斯II”號（AtlantisII）首次安裝電子計算機，標志著現(xiàn)代化高效率海洋調(diào)查船的誕生。這一時期的海洋調(diào)查船的最大特點是：出現(xiàn)了自動化、電子化和計算機應用。

2、國外海洋調(diào)查船最新特點及發(fā)展趨勢

2.1船舶自動化

20世紀80年代以后，國外海洋調(diào)查船實現(xiàn)高度自動化，這種自動化使船員人數(shù)減少、素質(zhì)提高、生活和工作條件改善，調(diào)查資料的時空精度也得到提高。如，西德的“彗星”號海洋調(diào)查船配備電子計算機控制的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，在現(xiàn)場觀測到的數(shù)據(jù)可以直接整理出來并打印繪圖，避免冗長的計算，節(jié)省人力和物力；美國和歐洲的眾多海洋調(diào)查船（如美國“Sikuliaq”號、德國“MariaS.Merian”號、英國“Jamescook”號等）均安裝動力定位系統(tǒng)，這種系統(tǒng)無須借助錨泊系統(tǒng)即可不斷自動檢測船舶實際位置與目標位置的偏差，再根據(jù)風、浪、流等外界擾動力的影響，計算出使船舶恢復到目標位置所需推力的大小，并對船舶上各推力器進行推力分配，進而使各推力器產(chǎn)生相應推力，使船舶盡可能地保持在海平面要求位置上，為進行數(shù)據(jù)采集、深潛器布放等提供更好的海洋調(diào)查作業(yè)環(huán)境。近年來，大部分海洋調(diào)查船還安裝自動駕駛系統(tǒng)，使調(diào)查船通過衛(wèi)星定位和一整套計算機系統(tǒng)即可實現(xiàn)航線自動化、導航自動化和避讓自動化。

2.2計算機網(wǎng)絡化

80年代以后設計建造的海洋調(diào)查船逐漸實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡化，實現(xiàn)系統(tǒng)軟硬件資源共享、數(shù)據(jù)庫資料共享和調(diào)查數(shù)據(jù)交換。如，德國的“Meteor”號、日本的“白鳳丸”和英國的“JamesClarkRoss”號均用計算機網(wǎng)絡把導航儀器和實驗儀器連接起來，將船舶的導航數(shù)據(jù)（如船位、航速、航向等）提供給各實驗室，并以圖形、表格的顯示方式供觀察使用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享。近年來美國工程師還發(fā)展出視頻交互系統(tǒng)，如美國RhodeIsland大學的“Endeavor”調(diào)查船分別在陸地控制室、船舶實驗室和作業(yè)甲板安裝攝像頭和顯示屏等視頻互動設備，幫助科學家遠程指導海洋調(diào)查活動，同時還能進行海洋調(diào)查公開課等，極大地推動海洋調(diào)查活動的開展。另外，美國很多海洋調(diào)查船安裝的衛(wèi)星定位系統(tǒng)還實現(xiàn)與陸地的信息互通，可在陸上實時查看調(diào)查船動態(tài)等。

2.3建造模塊化

隨著海洋調(diào)查作業(yè)對多學科立體綜合觀測研究要求的提高，80年代以后的海洋調(diào)查船出現(xiàn)模塊化的實驗室，不但簡化船舶設計和建造、提高船舶使用壽命，同時提高調(diào)查船使用的靈活性、縮短調(diào)查儀器設備的更換時間，極大地提升海洋調(diào)查的效率。如，俄羅斯于2012年建成并投入使用的“特列什尼科夫院士”號調(diào)查船設計有8個現(xiàn)代實驗室模塊，可針對不同任務進行替換，船上裝備大量現(xiàn)代化科考測量設備，可保障海洋學、地球物理學、氣象學、海冰等大范圍調(diào)查研究工作；英國于2007年3月投入使用的Jamescook號也設有8個集裝箱模塊化實驗室，分別從事不同領域研究，可根據(jù)不同研究任務在后甲板搭載相應模塊；此外，英國的“PrinceMadog”、德國的“Polarstern”、挪威的“JohanHjort”、美國的“Pathfinder”調(diào)查船等均設置模塊化的集裝箱實驗室。

2.4船型多樣化

80年代以前的海洋調(diào)查船全部為常規(guī)的單體船，而由于調(diào)查船上需要布置大量海洋調(diào)查儀器設備，為了更好地兼顧船舶穩(wěn)定性、快速性和整體性，80年代以后逐漸出現(xiàn)小水線面雙體海洋調(diào)查船，如美國國家海洋與大氣管理局的“FerdinandR.Hassler”、美國海軍的“Impeccable”和“Victorious”調(diào)查船以及日本建造的一些小水線面雙體調(diào)查船。與同噸位的單體船相比，雙體船總寬度更大，具有更大的甲板面積和艙室容積，因而也更加便于布置海洋調(diào)查儀器設備；同時，由于雙體船的每個船體均較單體船更瘦長，可減小興波阻力，因而提高船舶航行速度及其海上作業(yè)效率。美國海軍的5艘海洋監(jiān)聽船由于采用小水線面雙體船型，可使聲學設備在水面以上工作，受水下噪聲影響小，有利于創(chuàng)造良好的聲學環(huán)境。

2.5調(diào)查學科專業(yè)化

隨著很多海洋學科調(diào)查研究的深入開展，80年代以后出現(xiàn)更多專業(yè)性更強的海洋調(diào)查船。如，因開展海洋水聲調(diào)查對船舶噪聲有更高的要求，調(diào)查船推進系統(tǒng)逐漸由柴油機改為電力，美國的“Sikuliaq”號、俄羅斯的“特列什尼科夫院士”號均采用柴電推進系統(tǒng)，一方面便于船舶總體的靈活布置且噪音較小；另一方面兼顧海洋調(diào)查船動力定位系統(tǒng)的要求。由于近年來海洋地質(zhì)鉆探方面有更大需求，美國“地球深層采樣海洋聯(lián)合協(xié)會”（JOIDES）建造世界上首艘深海鉆探調(diào)查船“JOIDES決心”號，于1984年改裝交付，滿載排水量18720t、鉆塔高約80m，采集獲取大量海洋環(huán)境地質(zhì)數(shù)據(jù)和生物數(shù)據(jù)；日本海事協(xié)會所屬的“地球深層探索中心”（JAMSTEC）于2005年接收世界上最大的深海鉆探船“地球”號，排水量達56752t、鉆塔高121m，其高科技鉆頭可配合海溝裂縫鉆達地底7km進入地幔。由于極地科考在研究全球氣候變化、物種進化和資源勘探等方面具有重要作用，國際上越來越重視極地研究，相應興建眾多極地調(diào)查船；如，美國的HEALY號破冰船長128m、寬25m、吃水9.8m、滿載排水量16700t，主要作為高緯度科學研究平臺并執(zhí)行冰區(qū)護航任務，可在-49°C下正常作業(yè)，并可以3kn的速度連續(xù)破1.4m厚的冰。

2.6深潛需求加大

由于深水海洋調(diào)查、水下標本采集、潛水醫(yī)學和生理學研究的需要，現(xiàn)代海洋學研究越來越依賴AUV、ROV、UUV等深潛器，為順利安置這些深潛器并對其進行下放和回收，出現(xiàn)一些專業(yè)的深潛器母船。如，美國伍茲霍爾海洋研究所的“Atlantis”號調(diào)查船排水量達3566t、續(xù)航力達17280nmile，其船艉和船側(cè)都有各種起吊設備，用來升降各種海洋科學考察設備，其中最重要的就是“阿爾文”號深潛器；“阿爾文”號深潛器誕生于1964年6月5日，其主體部分是一個可用于載人載物的鋼制球體、直徑約2m，安裝的6個推進器可使其在崎嶇的海底地表自由移動，目前其最大下潛深度已經(jīng)達到8000m。

2.7型值合理化

這一時期歐美海洋調(diào)查船的型值分布更加合理，即并未追求大型化，而是根據(jù)本國及本地區(qū)海洋調(diào)查的需要進行合理建造。如，美國在2015年發(fā)布的《SeaChange2015—2025DecadalSurveyofOceanSciences》***別強調(diào)在海洋調(diào)查經(jīng)費不足的情況下要尤其重視3艘區(qū)域級調(diào)查船（RCRV）的建造和使用，且要棄用部分大型的、船費較高的老舊船只。

綜上所述，從國外海洋調(diào)查船的特點和最新發(fā)展趨勢可以看到，海洋調(diào)查船隨著時代的進步、技術水平的提高、調(diào)查儀器設備的更新?lián)Q代以及海洋調(diào)查需求的深入而不斷發(fā)展，新近建造的海洋調(diào)查船在船舶自動化、計算機網(wǎng)絡化、建造模塊化、船型多樣化、調(diào)查學科專業(yè)化、型值合理化以及海洋深潛需求加大等方面均對我國有重要的啟示。

3、對我國的啟示

我國海洋調(diào)查船的發(fā)展經(jīng)歷幾個時期：20世紀50年代中期，我國開始將漁船、拖船、舊軍用輔助船等改造成海洋調(diào)查船，摸索積累近海調(diào)查的經(jīng)驗；60年代，伴隨世界各國開始設計建造專門海洋調(diào)查船的潮流，我國也加快自行設計和建造海洋調(diào)查船的步伐，成為第一批專門設計建造海洋調(diào)查船的國家；70年代至80年代初期，為滿足國家遠程運載火箭發(fā)射試驗等國防工程和相關重大海洋專項的調(diào)查需求，我國有計劃地發(fā)展不同型號的遠洋調(diào)查船，開創(chuàng)自主設計和建造批量大型遠洋調(diào)查船的時代；80年代中期至20世紀末，我國建造的海洋調(diào)查船雖然數(shù)量不多，但使我國真正進入深遠海以及極地調(diào)查時代，對我國海洋調(diào)查活動產(chǎn)生極為深遠的影響；21世紀以來，我國進入海洋調(diào)查船發(fā)展高峰期，先后建造“科學”號、“向陽紅03”號、“向陽紅01”號、“張謇”號等較先進的海洋調(diào)查船，目前國家海洋局、中國科學院、教育部、地質(zhì)調(diào)查局和農(nóng)業(yè)部中國水產(chǎn)科學研究院等部門均在建和籌建遠洋調(diào)查船，并將在未來幾年內(nèi)陸續(xù)下水并交付使用。

新中國成立以來，我國海洋調(diào)查船從近海級發(fā)展到遠洋級、從數(shù)百噸級發(fā)展到數(shù)千噸級乃至上萬噸級，為海洋科學調(diào)查研究提供強有力的保障，極大地提高了我國海洋事業(yè)的國際地位。然而我國目前擁有的海洋調(diào)查船在數(shù)量、調(diào)查設備和技術水平等方面均與實施海洋強國戰(zhàn)略的要求存在較大差距，因此在借鑒國外海洋調(diào)查船的發(fā)展歷程、特點、經(jīng)驗和趨勢的基礎上，我國應做出重要改進。

3.1提高船舶駕駛和海洋調(diào)查的自動化水平

國外海洋調(diào)查船已經(jīng)實現(xiàn)機艙自動化和航海自動化，很多船舶還安裝動力定位系統(tǒng)，極大地改善船員工作條件、增強航行安全性、提高調(diào)查作業(yè)可靠性。我國海洋調(diào)查船經(jīng)過幾十年的發(fā)展逐步提升自動化水平，近幾年建造的新船如“向陽紅01”號、“向陽紅03”號、“實驗1”號等也安裝動力定位系統(tǒng)；但我國海洋調(diào)查船整體自動化水平仍較低，尤其目前使用的很多船舶還是20世紀七八十年代建造的，需要通過船舶改造和新建船舶逐步更新?lián)Q代。

3.2實現(xiàn)更高程度的網(wǎng)絡化覆蓋

國外海洋調(diào)查船不但已做到全船不同系統(tǒng)之間聯(lián)網(wǎng)，而且可與陸上系統(tǒng)及其他調(diào)查船之間聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)系統(tǒng)軟硬件資源共享、數(shù)據(jù)庫資料共享和調(diào)查數(shù)據(jù)交換；近年來美國UNOLS還在推行Teleprescence系統(tǒng)，可實現(xiàn)陸地與船上人員之間的實時視頻互動，將船岸一體化推進到更高程度。我國海洋調(diào)查船大部分已安裝GPS定位系統(tǒng)，近年來為降低對國外技術的依賴還逐步安裝“北斗”導航系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)目前還存在安裝率不高、定位精度較低以及故障率較高等缺點；在互聯(lián)網(wǎng)連接方面，我國只有較新的海洋調(diào)查船如“考古01”號、“向陽紅18”號等有網(wǎng)絡覆蓋，且僅能在近岸連接網(wǎng)絡，在深遠海仍不具備大數(shù)據(jù)交換能力，更無法實現(xiàn)與陸地人員的實時視頻互動。

3.3完成模塊化建造，提升其使用效率

模塊化建造在提高海洋調(diào)查船的經(jīng)濟性和使用效率等方面具有重大作用，這已在國外多艘海洋調(diào)查船上得到證實。我國在海洋調(diào)查船模塊化建造方面經(jīng)驗仍嚴重不足，需要繼續(xù)努力發(fā)展。

3.4發(fā)展多樣化的船型

雙體船具有甲板面積大、興波阻力小、便于調(diào)查設備安裝等優(yōu)點，國外在80年代以后便發(fā)展多型雙體海洋調(diào)查船。我國于2009年建造第一艘2500噸級大型小水線面雙體船，無論是設計還是建造都具有標志性意義和技術引領作用；雙體船型的使用實踐和深度優(yōu)化，還需要船舶設計、使用人員的繼續(xù)探索。

3.5提升海洋調(diào)查船在新型學科中的專業(yè)化水平

隨著海洋調(diào)查研究的不斷深入，對海洋調(diào)查船的靜音性能、深海鉆探能力、破冰能力、深潛調(diào)查等均提出更高的要求。我國目前也在緊跟時代潮流，努力發(fā)展具備相關能力的船舶，如“實驗1”號具備良好的靜音性能、“實驗6”號具備一定的海洋鉆探能力，此外我國也在計劃建造新的極地科考船和新的深潛器母船等。

3.6完善型值分布的合理化程度

由于歷史原因，我國早期海洋調(diào)查船需具備伴隨軍艦航行的能力，因而選擇瘦長船型；這種船型具有興波阻力小、航行速度快等優(yōu)點，但同時也存在燃油消耗量大、甲板面積小、橫搖周期小等缺陷，不利于提高海洋調(diào)查活動的經(jīng)濟性和舒適性。近年來我國正在積極提升新建海洋調(diào)查船型值分布的合理化水平，同時逐步編制海洋調(diào)查船分級方案。

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。