我为“粤海铁一号”搞设计

——访中国船舶及海洋工程设计研究院研究员、博导俞宝均

文／关向东

2002年12月12日，中国第一艘跨海火车轮渡“粤海铁一号”首次起航

引人瞩目中国第一条跨海铁路——粤海铁路于2003年1月7日正式通车。自此，人们可以坐火车去海南了。粤海铁路由“两线一渡”组成，即广东省境内的湛江至海安铁路、琼州海峡铁路轮渡、海南省境内的海口至叉河西环铁路。其中琼州海峡铁路轮渡24海里，摆渡火车的“粤海铁一号”渡船采用的是中国的船舶设计、建造技术，这是中国船舶工程技术人员的骄傲。

粤海铁路通车前夕，我采访了 MARIC研究员、“粤海铁一号”总设计师俞宝均先生，俞先生的话语温和而自信，且透着工程设计人员的严谨。

MARIC是中国船舶及海洋工程设计研究院在国际上的呼号，这是一个在船舶业有相当声望的国际设计机构。它成立于1950年，是新中国成立后建立的第一个船舶研究机构，至今仍是中国技术力量最雄厚的船舶设计机构，拥有上千名船舶设计人员，中国船舶设计史上诸多的第一就延生在MARIC。

凭借着设计中国第一艘万吨轮“东风号”、第一艘15万吨油轮、第一艘为海上钻井平台配套的15万吨浮式生产储油船等辉煌业绩，中国第一艘跨海火车轮渡“粤海铁一号”无可争议地成为MARIC

最新的标志性设计。

他回忆说，早在20世纪80年代末，MARIC了解到海南省可能有建造跨海火车轮渡的需求，便开始着手对国际上跨海火车轮渡进行研究。1992年底，国务院批准粤海铁路通道立项，1993年他便参加了海南省赴欧洲考察跨海火车轮渡工作组，从此投身这项世纪工程。

经过十几年与粤海铁路火车轮渡项目的“耳鬓厮磨”，俞老言语之间透露着对“粤海铁一号”的深情依恋。关于粤海铁路通道火车轮渡，俞老讲述了几个鲜为人知的故事。

造船还是挖隧道？要有经济分析

海南百姓迎接“粤海铁一号”。

多年从事船舶设计的俞老，思想并不囿于船舶业本身的发展，而是将其置于社会经济发展的系统工程中去思考。

他说，跨海火车轮渡在国际上拥有130多年历史，应当说是一个成熟的行业，目前国际上仍有71条航线在运行，因此粤海铁路通道在技术和经济分析方面，有足够的可参照对象。

他阐述了这样一个观点：从世界范围分析，任何一个岛屿经济与外界的沟通，均有一个类似的发展规律。即由最初的船舶混装运输起步，逐渐发展到对跨海火车轮渡的需求，随着经济总量的进一步发展而建跨海大桥、挖海底隧道。

因此，他认为粤海铁路火车轮渡项目，既是现阶段关乎海南国计民生的重大项目，同时也是一个阶段性项目。所以，应当以符合中国国情、海南省情的实事求事的态度，建造一条既有战略意义，又符合经济效益的跨海通道。

俞老透露：在琼州海峡是造火车轮渡，还是挖海底隧道，十多年来有过多次论证，最终还是选择了火车轮渡作为海南的当期项目。

他用一组数字来论证这个观点的可行性：海底隧道的报价在140至160亿人民币之间，而粤海铁路通道全部投资则是40多亿，其中火车轮渡本身仅两亿，轮渡加码头的投资不过十多亿。且不论琼州海峡海底百米深沟给海底隧道建设带来的技术难度，仅是就国内、国际工程报价而言，海底隧道对目前的海南经济来说都显得过于昂贵，而火车轮渡则是经济的、有效的。

造船还是买船？要讲实事求是

粤海铁路海沙段的最后一座大桥

俞老讲述了这样一个故事：丹麦国家铁路公司（DSB）有一条跨海火车轮渡，因为原航行线路建造了跨海大桥，急于转让。当得知中国海南省既没有足够资金，又希望建设跨海通道时，丹麦方提出以渡轮作价入股，将火车轮渡转移到中国琼州海峡。这样的方案，猛一看十分有诱惑力。

经过实地考察，1996年底，当粤海铁路通道总经理唐建伟、现总工朴英元赴MARIC调研时，俞宝均提出了反对意见，理由诸多。如：丹麦的火车轮渡是按照当地的海况设计，而两个海峡航运环境不一，海况差别较大，对轮渡的设计要求不一；丹麦的这只轮渡只运火车，而海南现阶段对轮渡要求是多功能的；原渡轮完全按照客运设计，载重量不够，难以承担货运车箱的重量，无法满足火车运载海南货物出岛的需求；非常主要的一点是，世界上所有的跨海火车轮渡均使用专用码头一对一配合，栈桥、码头要完全按照船型来配合建设，因此如果选择了一条并不是十分符合海南实际的渡轮，未来又仍只能按照此船型建造新渡轮。

粤海铁路通道筹备公司带着这样的意见，再赴丹麦考察，认可了俞老的判断；丹麦方也对这样的科学严谨的论证表示钦佩。

第一回合，是造船还是买船，俞老以严谨的科学分析赢得了粤海铁路筹备公司的敬重。

国产还是洋制造？要靠技术支持

1997年，作为专家，俞宝均参加了粤海铁路跨海火车轮渡的可行性论证。专家们的一致意见是：根据中国实际情况，自行设计粤海铁路通道跨海火车轮渡。1998年，MARIC由俞宝均主持的设计组，为粤海铁路跨海轮渡进行的设计，通过了合同审查。

其后的三年，因为一项国际咨询中心的鉴定意见，轮渡的建造进度延后了三年。该鉴定意见是：利用国外投资，支持粤海铁路建造项目。

当时首选的是日本政府贷款。造船大国日本的厂商对粤海火车轮渡项目跃跃欲试，但在与MARIC接触之后认为：这艘中国特色的跨海火车轮渡，仍然必须请技术力量雄厚，熟悉中国国情的MARIC进行设计，对这一评价，俞老至今仍津津乐道。此后，因为战略因素，日本不再考虑为粤海铁路提供贷款，事情似乎出现了新的转机。

此时，西班牙厂商参与竞争，报价为3.5至3.8亿元人民币；而长期与上海江南造船厂合作的俞宝均，向粤海公司推荐上海江南造船厂为船舶的承造单位，最终以两亿元左右的报价，以及双方多年在中国造船史上有目共睹的配合，赢得了“中国铁路第一船”大订单。

“粤海铁一号”设计的五大原则

MARIC的设计到底是怎样打动了粤海铁路通道筹备公司？作为“粤海铁一号”的总设计师，俞宝均告诉记者,针对第一艘中国特色的跨海火车轮渡，MARIC的设计遵循了五大原则：

一是多功能原则。以海南与内地物流、人流的流通方式，如果“粤海铁一号”仅仅是火车项目，那么赢利的预期不佳，极有可能出现亏损局面。针对海南大量汽车运输、散客运输以及特殊物品运输的需求，“粤海铁一号”在设计了客、货火车运输甲板的基础上，专门设计了汽车运载甲板、散客运输甲板，由于目前琼州海峡航行的渡轮平均抗风能力不超过六级，因此能够抵御八级风浪的“粤海铁一号”就有了实现利润的空间。当然，这样的需求为MARIC的设计带来了挑战。

二是抗风性能要高。“粤海铁一号”是纳入粤海铁路通道的项目，这意味着它必须纳入整个中国的铁路网络，而不是单一的轮渡功能，正点运营是基本要求。这个基本特征，要求“粤海铁一号”必须可以在各种恶劣的天气下保证通航，因此“粤海铁一号”的设计标准是在八级风以下平稳运行。据琼州海峡海况监测情况统计，一年之中八级以上风力的日子平均不超过五六天，因此“粤海铁一号”的适航日期超过铁道部平均一年350天的标准，其运载的火车完全可以纳入全国铁路网络编排运营。

三是“耐波性”与“稳定性”要并重。俞老解释说：在船舶设计中，这是一对矛盾——在大海中航行，“稳定性”太好的船只，“耐波性”通常不太好；反之亦然。他打了一个比方：“不倒翁”因为重心很低，稳定性非常好，但是它稍一受力即波动不已。因此，设计中必须通过严格计算，控制轮渡合适的重心点，以期达到双赢。他透露说，“粤海铁一号”采用了船舶远洋航行需要的稳定性与耐波性的统一；为了保证运行的平稳，首次在国内采用的“英特灵减摇系统”，可以有效地减摇50%。

四是安全性。因为“粤海铁一号”是我国第一艘跨海火车轮渡，它的安全性与适航性将影响人们对这一船种的认同度。为了解决这一问题 ，“粤海铁一号”在设计中，为火车、汽车设计了多种绑扎装置，确保其在运行中不发生位移。同时还有先进的喷淋等救火装置、防爆电气线路设计 ，以及特有的水幕隔离装置，保证一旦发生火灾可将灾区与逃生区、驾驶区隔离，其先进的救生撤离装置，确保乘客在海难时能安全撤离。

“粤海铁一号”运载的两列火车安全驶进粤海铁路海口车站。

五是设备的先进性。为了体现中国自行设计、建造的第一艘跨海火车轮渡的先进性，MARIC在设计中采用了多项第一次在国内使用的船舶技术，如在中国轮渡上第一次使用的“单手柄操作系统”。

英国劳斯莱斯公司提供的这套操作装置，利用计算机自动配置力量，只用一个手柄就将两台主机、两台舵机、三台侧推装置的力合成，使船舶控制成为一种享受。而以往轮船要向某一个方向调整，最少要使用七个以上手柄配合操作。

此外还有舵的灵敏性，使得渡轮可以在原地进行360度的回转；而首尾侧推设计，令渡轮可以平移靠岸、直线后退，这些设计使得港池、码头的工程量减少，节约了投资。

在驾驶室，第一次在民用船只上设计安装了“黑匣子”，而以往只是在飞机上才用这种装置。其作用是航行数据记录仪，记录船的状况，主要是转速、主机、轮机、涡轮等的运行数据，并记录电视监控系统和雷达，在发生事故时加以判断。

俞宝均动情地说：事实证明，中国的船舶设计、建造技术，完全满足了粤海铁路通道的需求，这是中国船舶工程技术人员的骄傲。