112 高普考高考三級 航海技術 船藝學 考古題詳解

核心觀念

本題屬於航海技術類科「船藝學」中「船體尺度、結構與艙區劃分」之基本觀念題，主要測驗考生對船體主要法定幾何尺度、船底橫向剖面幾何特性、甲板開口強度與風雨密結構，以及船體艙區安全隔絕配置之專業認知。 涉及的核心定義與規範依據（以命題當年民國 112 年法規為準）：

1. Registered Length：依據我國《船舶丈量規則》第 2 條及《1969年國際船舶噸位丈量公約》（TONNAGE 1969）第 2 條之「長度（Length, $L$）」定義。
2. Dead Rise：船體橫剖面幾何特性，與流體動態、排水集水及船體結構強度相關。
3. Hatch Coaming：依據《1966年國際載重線公約》（ICLL 1966 及 1988 年議定書）第 15 條及 16 條對露天甲板貨艙口風雨密與高度之結構強度要求。
4. Cofferdam：依據《海上人命安全公約》（SOLAS）第 II-2 章及相關造船規範對液體艙隔絕、防爆與防污染之艙區劃分設計標準。

解題方法

本題為名詞解釋型申論題，配分每小題 5 分。答題切入點應嚴格區分「意義（工程定義／法規依據）」與「功用（結構／安全／法規／營運功能）」兩大面向，以條列方式答題，展現邏輯層次：

1. 意義：明確寫出專有名詞的標準中文翻譯、幾何量測基準點或空間定義。
2. 功用：從「結構完整性」、「航行與貨載安全」、「法規管理與經濟營運」等維度條列 2～4 點具體功能。

逐題詳細解析

(一) Registered Length（登記長度／丈量長度）

• 意義： 依我國《船舶丈量規則》及《1969年國際船舶噸位丈量公約》（TONNAGE 1969）之規定，登記長度指自龍骨板上緣向最小型深之 85% 處之水線總長之 96%；或自該水線之艏柱前端至舵軸中心線之長度，兩者取其較大者。若船舶無舵軸，後端則取至舵機旋轉軸中心線。此長度為登載於船舶國籍證書（Certificate of Registry）與國際噸位證書（International Tonnage Certificate）上的法定基準長度。
• 功用：

1. 法定身分標識：作為船舶登記註冊與主管機關監理的法定依據。
2. 噸位丈量與乾舷計算基準：計算總噸位（GT）、淨噸位（NT）及勘劃載重線（乾舷指定）的重要幾何參數。
3. 國際公約適用門檻判斷：用於界定適用各國際海事公約（如 SOLAS、MARPOL、COLREGS）各項法規裝備與結構標準的船長門檻（如 24 公尺、50 公尺或 100 公尺之公約臨界點）。
4. 港埠規費徵收基準：部分港埠及運河管理局以登記長作為計收引水費、繫泊費或碼頭使用費之計算基準。

(二) Dead Rise（底斜／船底斜度／起升，又稱 Rise of Floor）

• 意義： 指船舶舯剖面（Midship section）處，船底外板自龍骨中心線底部的水平基準線（Base line）向外舷兩側延伸至舭部（Bilge）時，船底板向上傾斜升起的高度（即舭部相切於船底斜線處高於龍骨基線的垂直距離），通常以距離（公分／吋）或傾斜角度（度）表示。
• 功用：

1. 積水匯集與利於抽水：使貨艙或機艙之污水、凝結水能順利沿傾斜底板自然匯流至兩舷的污水井（Bilge well），便於泵浦有效抽乾，防止艙底積水損壞貨物。
2. 改善航行流體性能：適當的底斜能增加橫滾阻尼，減緩船舶橫搖（Rolling），並在高速或逆浪航行時減輕船底拍擊（Slamming）受力。
3. 減輕坐底損害：船舶若發生輕微擱淺或坐底（Grounding）時，傾斜底面可避免平底大面積直接承受衝擊應力，減少船體主結構受損面積。

(三) Hatch Coaming（艙口圍板／艙口圍壁）

• 意義： 指設置於露天甲板（如乾舷甲板或上層建築甲板）之貨艙口周圍，沿著開口邊緣向上垂直豎立的連續鋼板結構，其上緣設有水平凸緣、導向軌道或壓條，外部並設有圍板肘板（Coaming stay）予以補強支撐。依《國際載重線公約》規定，依據甲板暴露位置（Position 1 或 Position 2）設有法定最低高度（通常為 600 mm 或 450 mm）。
• 功用：

1. 防止海水灌入（風雨密防護）：阻擋甲板上的浪花、湧浪（Green water）及甲板積水漫入貨艙，確保貨物乾燥與船舶抗沉安全。

核心觀念

本題旨在測驗考生對於國際海事組織（IMO）《海上人命安全公約》（SOLAS 1974 及其修正案）第 V 章「航行安全」（Safety of Navigation）第 26 條「操舵裝置：測試與演習」（Steering gear: Testing and drills）之熟悉程度。

本題法規以命題當年（民國 112 年）之 SOLAS 公約法規為準。其核心目的在於要求船舶於啟航前，必須由船員對操舵控制系統、動力單元、警報指示裝置、通信與實體機械結構進行全面性功能驗證，確保進出港與狹窄水道航行時操舵性能無虞，防範操舵失靈造成碰撞或擱淺海難。

解題方法

本題屬標準法規與實務結合之申論題。解題切入點應嚴格依據 SOLAS 第 V 章第 26 條第 1 款（Regulation 26.1）與第 2 款（Regulation 26.2）之架構展開，將測試內容邏輯化分為兩大核心板塊：

1. 各項設備功能之運轉測試（Operation of equipment and systems）：涵蓋主輔操舵、遙控系統、不同操舵位置、應急電源、警報與指示器等。
2. 實體動作檢查、外觀檢驗與通信測試（Checks and visual inspections）：涵蓋舵之全行程擺動（Full movement）、連桿與液壓管路目視檢驗、駕駛台與舵機房通信測試。
3. 附帶法定記錄要求：點出航海日誌之登載責任，展現答題的完整度與實務深度。

選項分析

本題為申論問答題，無選擇題選項。

解題技巧

1. 分類模組記憶法（「3系統、3位置/電源、3警報指示、3動作通信」）：

• 3 系統：主操舵裝置、輔助操舵裝置、遙控系統。
• 3 位置/電源：駕駛台各操舵位置、應急操舵位置（舵機房）、應急電源。
• 3 警報與指示：舵角指示器誤差對照、遙控電源失效警報、動力單元故障警報（含自動隔離裝置）。
• 3 實體檢驗：全行程動態轉舵、連桿/液壓機構目視檢查、舵機房通信測試。

2. 常見陷阱與扣分點：

• 混淆週期：切勿將「開航前 12 小時內之測試（Reg. 26.1-26.2）」與「每 3 個月一次之應急操舵演習（Reg. 26.4, Emergency steering drills）」混為一談。
• 遺漏誤差校對：舵角指示器不僅是「測試會不會亮」，重點在於「校對駕駛台舵角指示器與舵機房舵本體實際舵位之對照誤差」。
• 遺漏通信與目視檢查：許多考生僅背誦電氣與動力測試，遺漏實體連桿檢視與兩地對話通信測試。

【答案】

依據《海上人命安全公約》（SOLAS）第 V 章第 26 條規定，航行於國際長程航線之船舶，在開航前 12 小時內應由船員進行之操舵裝置測試與檢核內容如下：

一、 系統與設備操作運轉測試（SOLAS Reg. V/26.1）

測試程序在適用範圍內，應包括下列各項之操作運轉：

1. 主操舵裝置（Main steering gear）：測試各動力單元之啟動、運轉與轉舵功能。

核心觀念

本題考查「吊桿吊重時的船舶重心移動、懸吊重量造成的虛擬重心上升，以及傾側力矩與復原力矩平衡」。

以圖示尺寸判讀：

• 船舶原排水量：$\Delta=13,000$ 公噸
• 貨物重量：$w=200$ 公噸
• 吊貨後總排水量： $\Delta'=13,000+200=13,200\text{ 公噸}$
• 原始船舶：$KG=3\text{ m}$、$GM=1\text{ m}$
• 因此： $KM=KG+GM=3+1=4\text{ m}$

計算採船舶吊貨過程中 $KM$ 近似不變，且忽略自由液面效應。

（一）吊裝過程中總重心 $G$ 的移動

吊起貨物後，貨物對船舶的作用位置是吊鉤所在位置，而非貨物原先位於碼頭的位置。新的總重心位於原重心 $G$ 與吊鉤位置之間，且滿足：

$GG'=\frac{w}{\Delta+w}\times GG_{\text{吊鉤}}$

亦即，總重心向吊鉤方向移動，移動距離為吊鉤與原重心距離的 $\dfrac{200}{13,200}$。

1. 貨物仍放在碼頭上

貨物尚未由船舶承受，船舶的排水量與重心均未改變，因此：

$G\text{ 不移動}$

2. 吊桿將貨物垂直吊離碼頭

圖中貨物位於船舶左舷外側，吊鉤距船舶中線左側 $9\text{ m}$。

此時船舶承受貨物重量，總重心向左舷及上方移動：

• 向左舷移動
• 因吊鉤高於原重心，故向上移動

當貨物升至圖中左上方位置時，左舷方向的重心偏移達到此階段最大。

3. 吊桿向船內旋轉

吊鉤由左舷外側移向船舶右舷上方，位置由左側 $9\text{ m}$ 移至右側 $3\text{ m}$。

因此總重心：

• 由左舷向右舷移動
• 隨吊鉤升高而繼續向上移動

在吊鉤位於右舷上方最高位置時，總重心的高度最高。

4. 貨物垂直下降至右舷艙內甲板

貨物位於右舷艙內，圖示其重心在船舶中線右側 $3\text{ m}$，且高度低於原重心。

下降過程中，總重心：

• 保持向右舷偏移
• 逐漸向下移動

5. 貨物落置於艙內甲板

貨物落置後，貨物重量仍作用於相同的水平位置，其重心位置與吊鉤作用位置相同，因此總重心不會因「由吊鉤支承改為甲板支承」而突然改變。

（二）最小 $GM$ 及最大傾側角

1. 尋找最小 $GM$

$GM$ 最小時，貨物作用點的高度最高，即圖中右舷上方最高吊鉤位置。

由圖示尺寸：

• 龍骨至水線：$2\text{ m}$
• 水線至碼頭貨物重心：$1\text{ m}$
• 貨物由碼頭位置升高：$3\text{ m}$
• 最高吊鉤再高：$7\text{ m}$

所以最高吊鉤距龍骨高度為：

$KG_w=2+1+3+7=13\text{ m}$

吊貨後總重心高度：

$KG'=\frac{\Delta KG+wKG_w}{\Delta+w}$

代入：

$KG'=\frac{13,000(3)+200(13)}{13,200}$

一、核心觀念

1. 載重線標誌與法定基準（法規以命題當年民國 112 年之《船舶載重線勘劃規則》為準）： 依據《國際載重線公約》（ICLL 1966）及我國《船舶載重線勘劃規則》第 16 條規定，勘劃於船舷之各載重線條，其厚度（寬度）均為 $25\text{ mm}$（即 $2.5\text{ cm}$），且以線條之「上緣」（Upper Edge）為法定載重線之位置。若水線位於線條下緣，代表尚未達到法定載重線，兩者相差一個線條厚度 $2.5\text{ cm}$。
2. 左右舷橫傾之平均水線（Mean Waterline）： 船舶浮於水面因橫傾（List）導致左右舷水線位置不一致時，應取左右舷相對於基準線之算術平均值，以消除橫傾影響，求得實際平均吃水位置。
3. 港水寬限值（Dock Water Allowance, DWA / 密差水尺修正量）： 當船舶浮於相對密度小於標準海水（$\rho_0 = 1.025$）之港水（$\rho = 1.010$）時，船體吃水較深。當船舶駛入標準海水時，因海水密度增加、浮力增大，船體將會上浮。其上浮量即為港水寬限值（$DWA$），計算公式為： $DWA = FWA \times \frac{1.025 - \rho}{1.025 - 1.000} = FWA \times \frac{1.025 - \rho}{0.025} \quad (\text{cm})$
4. 每公分浸下噸數（Tons Per Centimetre Immersion, TPC）： 船舶在該吃水狀態下，每增加或減少 $1\text{ cm}$ 垂直平均吃水所需裝卸之重量（公噸）。尚可裝載總重量即為「總可下沉深度（$\text{cm}$）」與 $TPC$ 之乘積。

二、解題方法

本題解題切入點為：先求出目前船舶平均水線距離法定「夏期載重線上緣」的垂直距離；再計算由當前港水（$\rho = 1.010$）移至標準海水（$\rho = 1.025$）時船體的上浮量（$DWA$）；將兩者相加得到船舶在標準海水中達到夏期載重線尚可下沉的總公分數，最後乘上 $TPC$ 求得理論上尚可裝載之重量。

步驟一：求當前平均水線距法定夏期載重線之距離（$\Delta d_1$）

• 法定夏期載重線為標誌線條之「上緣」，線條厚度為 $2.5\text{ cm}$。
• 左舷水線恰在刻度「下緣」，即低於法定夏期載重線（上緣）$2.5\text{ cm}$。
• 右舷水線低於刻度下緣 $10\text{ cm}$，即低於法定夏期載重線（上緣）$10 + 2.5 = 12.5\text{ cm}$。
• 當前平均水線低於夏期載重線上緣之距離 $\Delta d_1$： $\Delta d_1 = \frac{2.5 + 12.5}{2} = 7.5 \text{ cm}$

步驟二：計算港水寬限值（DWA）

已知港水相對密度 $\rho = 1.010$，淡水寬限值 $FWA = 15\text{ cm}$： $DWA = 15 \times \frac{1.025 - 1.010}{0.025} = 15 \times \frac{0.015}{0.025} = 15 \times 0.6 = 9 \text{ cm}$ 這表示船舶若航行進入標準海水（$\rho = 1.025$），船體將因浮力增加而相對水面上浮 $9\text{ cm}$，亦即水線距夏期載重線將再增加 $9\text{ cm}$ 的裝載餘裕。

核心觀念

本題評量考生對商船船舶火災應急管理體系、組織運作及國際海事安全法規之熟悉度，以命題當年（民國 112 年）法規為準，核心依據包括：

1. 國際公約與法規：

• 《國際海上人命安全公約》（SOLAS）第 II-2 章（防火、探火與滅火）及第 III 章第 8 條（應變部署表與應急指示）、第 19 條（應急培訓與操演）。
• 國際海事組織《國際安全管理章程》（ISM Code）第 8 條（應急準備）。
• 國內法規《船員服務規則》及各船標準《應變部署表》（Muster List）。

2. 組織運作原理：船上消防隊採「模組化矩陣編組」，依職級專長將全船人員劃分於不同應急任務小組，由船長居中統一指揮，大副擔任現場總指揮，輪機長統轄機艙動力與供水。
3. 操演核心要求：依 SOLAS 第 III 章第 19 條規定，每位船員每月至少應參加一次消防操演（客船若有超過 25% 船員未參加該船前一個月操演，則離港 24 小時內應舉行），操演目的在於熟練設備操作、檢驗動線與通訊、確認設備效能。

解題方法

本題包含兩大核心問點，解題切入點應脈絡分明：

1. 消防隊之組成與人員編組：先點出組織配置依據（應變部署表），再依「指揮層級」至「執行層級」將全船消防力量分為四大功能小組：指揮中心（駕駛台）、現場救火隊（前線攻擊組）、機艙支援組（動力與系統控制）、後勤救護與警戒組（醫療防護），詳列各組負責人、成員與核心職責。
2. 每月消防操演應進行之主要事項：嚴格依照 SOLAS III/19.3.4 的法定清單，按時間推進順序（警報發布 $\to$ 人員集合與裝備檢查 $\to$ 現場供水與射水 $\to$ 輔助系統操作 $\to$ 搜救演練 $\to$ 檢討與復原）系統化條列說明。

解題技巧

1. 掌握「四組架構」：回答人員編組時，務必牢記「指揮、現場、機艙、後勤」四分法。切忌僅寫出單一滅火人員，忽略了機艙供水（應急消防泵）與駕駛台操船避風（通風阻絕）的重要性。
2. 法條核心關鍵詞：操演項目切中 SOLAS 條文的動詞與名詞，如「通用應急警報」、「空氣呼吸器（SCBA）」、「至少兩股水柱」、「防護風門（Dampers）」、「速閉閥（Quick-closing valves）」、「界限冷卻（Boundary cooling）」、「講評（Debriefing）」。
3. 常見失分陷阱：

• 忘記提及操演結束後的「講評、設備復原及航海日誌（Logbook）登載」。
• 將「應急消防隊」誤認為全體船員都擠在火場第一線，未展現專業的分工體系。

【答案】

一、船上消防隊之組成與人員編組

依據 SOLAS 公約及船舶《應變部署表》（Muster List）之規範，船舶消防組織採功能性編組，全員依職責各司其職，通常劃分為以下四組：

1. 指揮中心組（駕駛台 / Command Team）

• 負責人：船長（Master）。
• 組成人員：船長、二副（3/O 或 2/O）、舵工（當值水手）。
• 職責：
• 全船應急事件之總指揮與決策。
• 操縱船舶（減速、調整航向使著火處處於下風側），防止火勢與濃煙向生活區擴散。
• 負責內部廣播指示、對外遇險通訊（GMDSS）及對外搜救協調。
• 詳實記錄應變歷程與時間線。

2. 現場救火隊（現場攻擊組 / Fire Fighting & Attack Team）

• 負責人：大副（Chief Officer，擔任現場總指揮）。
• 組成人員：水手長（Bosun）、資深水手（AB/OS）、機匠。
• 職責：