完整稳性是指船舶未受破损时受外力作用发生倾斜而不致倾覆，当外力作用消失后，船舶仍能回复到原来平衡位置的能力，是船舶设计建造过程中的的重要参数指标，是船舶安全性的重要基础之一。多年来，人们一直在坚持不懈地探索能够保证船舶航行安全的完整稳性衡准。
从上世纪中后期起，国际海事组织（IMO）就一直致力于制定和修订适用于所有船舶类型的完整稳性规范，并经多年努力推出了《2008 年国际完整稳性规则》（2008 IS Code），即第一代完整稳性规则。它以船舶静力学理论为基础，通过船舶在静水中经受横风、横浪作用时的复原力臂曲线参数界定，作为船舶完整稳性的评估方法。
该规则是根据 20 世纪中期收集的船舶营运统计和气象衡准制定的，更多基于经验背景，无法体现船舶类型及其操作和环境条件的多样化，也无法体现代船舶水动力学研究的新成果。而且，该规则仅涉及一种船舶稳性失效模式，对其它会导致船舶倾覆或人员伤害、货物损害的稳性失效模式没有涉及。因此，基于经验背景的规定性规则不足以防止波浪动态稳性现象导致的船舶倾覆的发生，二代稳性衡准应运而生。
二代稳性发展历程
IMO在2008年的稳性、载重线和渔船安全分委员会第51次会议上启动“新一代完整稳性衡准”的制定工作。会议提出制定新一代完整稳性衡准的目的是建立船舶设计的最低标准，采用薄弱性衡准区分非常规和常规类型船舶，并适用于非常规类型船舶的主要动稳性失效模式。会议上对2种稳性失效给出了定义：船舶倾覆导致的完全稳性失效和过度横摇角度或加速度导致的部分稳性失效。同时给出了新一代完整稳性衡准涉及的 3 种主要稳性失效模式：
（1）复原力臂变化导致的稳性失效模式，如参数横摇和纯稳性丧失；
（2）SOLAS 公约定义下的瘫船稳性；
（3）波浪中与操纵有关的稳性失效，如横甩。
事实上，在更早以前的稳定性、载重线和渔船安全分委员会会议上，一些国家已经开始提出关于船舶在顶浪和横浪中的船舶动稳性问题。
在52届稳性、载重线和渔船安全分委员会会议上明确了采用三层结构作为新一代完整稳性的衡准技术框架，即采用第一层薄弱性衡准 （vulnerability criteria level 1）、第二层薄弱性衡准（vulnerability criteria level 2）和稳性直接评估（direct stability assessment）。
在53届稳性、载重线和渔船安全分委员会上，将“新一代完整稳性衡准”正式改为“第二代完整稳性衡准”，并将德国和中国联合提出的过度加速度作为船舶完整稳性失效的第5种模式，从而形成了由5种稳性失效模式、三层评估方法以及航行作业指南构成的第二代完整稳性衡准构架体系。
第55届稳性、载重线和渔船安全分委员会会议上，纯稳性丧失和参数横摇的第一、第二层衡准基本成型。
在54届和55届稳性、载重线和渔船安全分委员会会议和第1届船舶设计与建造分委会会议上，中国针对参数横摇、纯稳性丧失和过度加速度提出多项提案，并在通讯工作组中积极提出建议和意见，实质性地参与了第二代完整稳性的制定工作，并发挥了重大作用。
二代稳性衡准主要内容
第二代稳性衡准的五种稳性失效模式为——参数横摇、纯稳性丧失、骑浪/横甩、瘫船稳性和过度加速度，每种失效模式各自对应三层评估方法。
参数横摇是指船舶在特定的波浪条件下，由于波浪的周期、船舶的速度和波长之间的关系，导致船舶发生周期性的横摇现象。这种现象与船舶的自然振荡频率和波浪频率相互作用相关。在特定的航速和波浪条件下，船舶可能会经历增强的横摇，导致船舶的横倾角度增大。随着横摇的加剧，船舶可能会越过其稳性极限，造成倾覆。这种失效模式通常在长周期波浪中表现得尤为明显，因此在船舶设计和航行规划中，需要考虑波浪条件和航速之间的关系，以避免出现参数横摇现象。
纯稳性丧失指船舶在随浪或尾斜浪中航行时，波峰处于船舯时稳性会急剧减小，导致船体倾斜或倾覆的非线性现象。纯稳性丧失通常与船舶设计和配载有关，在设计阶段需确保重心和浮力中心的合理配置，以保证船舶在各种航行状态下的稳性。
骑浪/横甩是指随浪/尾斜浪中高速航行的船舶突然失去航向控制，而发生急速转向的非线性现象。此时，最大舵角仍不能维持航向，并有猛烈的艏摇、大角度横倾。这就要求船舶设计时应注意优化船体的线型设计，降低在波浪中的抗阻力和横甩幅度。考虑采用专门的船舶设计（如高艏线、削尖船头）来减小骑浪现象。
过度加速度指由于横向运动产生过度的横向加速度，导致货物设备的损害和人员伤害的非线性现象，这一现象主要成因为横摇周期过小。过度加速度不仅会影响船舶的稳性，还可能导致货物损坏、船员受伤等问题。因此，在设计和运营中，需要对船舶的航行条件进行评估，以避免过度加速度的情况发生。
瘫船稳性指船舶失去动力后，在风浪联合作用下处于横浪状态，产生大幅横摇运动的非线性现象。要求船舶在设计阶段，需考虑船舶在失去动力时的稳性，确保其在这种情况下能够保持足够的稳性并减少倾覆风险，保证船上应急系统和设备，如备用动力系统、舵机和锚等，在失去主动力时仍能有效保持船舶的稳定性与操纵性。
第一层薄弱性衡准为根据几何尺寸、静力学、装载状况和基本航行参数给出的公式或简单计算方法。旨在判断船舶对特定的稳性失效模式是否“非常规”。第二层薄弱性衡准为简化的物理模型计算方法，根据合适的指导可以直接使用。旨在验证对特定的稳性失效模式的薄弱性，决定是否要进行稳性直接评估，即第三层薄弱性衡准。
三层评估方法的计算复杂性依次递增，评估的准确性也依次提高。只有在第一层薄弱性衡准没有通过的情况下，才要进行第二层薄弱性衡准的评估；在无法通过第二层薄弱性衡准时，进行第三层评估—稳性直接评估。
在三层衡准评估都无法通过时，必须对船型进行重新设计或制定航行操作指南，以避免稳性失效的发生。当一艘船舶无法通过一、二层薄弱性衡准，就认为这艘船舶属于完整稳性意义上的“非常规”船型。
指南发布
理论研究表明,前文提到的五种危险的船舶运动模式一般跟船舶自身的型线设计、航速、装载情况，遭遇的波浪周期、浪高、浪向和操作方式等均有直接关系，可通过理论分析和数值模拟评估来降低、规避风险，并提醒船长进行合适的装载操作。为了减小波浪中动稳性失效模式对我国国内航行海船的潜在威胁,有必要结合我国在参加IMO第二代完整稳性研究中获得的成果，基于我国海域环境条件和船型特点，有针对性地研究制定我国国内航行海船适用技术规则。
2024年7月1日，中国船级社（CCS）颁布的《船舶第二代完整稳性衡准评估指南》正式生效。
在评估标准方面，第二代稳性衡准引入了更为全面的评估指标，包括动态稳性、非线性稳性等，更加关注船舶在实际航行中可能遇到的各种极端情况以更好地反映船舶在复杂海况下的表现；强调了在评估稳性时考虑非线性效应的重要性，特别是在高波浪和恶劣天气条件下，船舶的动态行为可能会出现非线性变化，恰恰这些非线性变化对船舶稳性提出了更高的要求。
在设计方法方面，第二代稳性衡准要求设计和评估过程中使用更为真实的海况数据，考虑实际航行中可能遭遇的波浪和风力条件，以提高评估的真实性和实用性；并引入动态稳性分析方法，评估船舶在受到外部干扰（如风浪、转向等）时的稳性表现，增强对船舶动态反应的关注。
在评估程序方面，新指南提供了更为规范化和系统化的评估流程，为船舶设计师与工程师提供了操作遵循。新指南在评估过程中对数据的处理和报告也有了更为明确的要求，以确保评估结果的可追溯性和透明度。
结语
波浪中动稳性安全问题是威胁船舶稳性安全的“亚健康”事故模式。结合国内外事故案例和实船营运经验调研结果，可以确认，如不引起充分重视,则上述波浪中动稳性失效模式的直接危害或引起的次生危害在特定情况下可能进一步导致船舶出现严重安全事故，导致包括但不限于船舶倾覆、沉没和人员伤亡在内的重大损失。这种安全隐患在无舱盖或舱口盖风雨密不佳的船上更为突出。
二代完整稳性衡准引入了基于水动力学的评估方法，针对船舶波浪中动稳性失效模式开展精细化评估，可以全面覆盖船舶稳性的事故模式，以此解决船舶稳性的“亚健康”问题，预防次生危害可能导致的严重事故，能够有效提高航运安全质量，保障海上人命安全。
二代完整稳性衡准的出台及《船舶第二代完整稳性衡准评估指南》的颁布，将对航运业产生广泛而深远的影响。不仅将提升船舶设计和建造水平，还将在推动航运公司优化运营模式、提升安全管理水平、市场竞争力等方面发挥重要作用。虽然短期内可能带来一定的成本增加，但从长期来看，这些变化将有助于提高船舶的安全性、减少事故发生率，促进航运业可持续发展。
供稿 | 杜炜辰
编辑 | 董昱辰
校核 | 沈家强 董贻意 李东林
