解析船舶安全航行的桥楼航行值班报警系统

陈奎英 李天威 徐 刚

（1.烟台中集莱佛士船业有限公司 烟台264000；

2.烟台中集来福士海洋工程有限公司 烟台 264000）

0 引 言

船舶所处的海域或水域环境复杂多变，随时可能发生各种危及船舶和人命安全的紧急事件［3］。英国船东保赔协会、日本海上保安厅、德国不莱梅航运经济研究所、澳大利亚运输部等很多机构都进行过专门的事故统计和专题研究。虽然各国各部门的统计分析资料和数据来源不同，但结论大致相同，即80%左右的事故是由于人为失误所造成的［4］。因此，值班驾驶员（OOW）工作的重要性显得尤为关键。一个合格且经验丰富的值班驾驶员，虽可以有效降低事故的发生，但仍然无法杜绝事故发生。如何实现船舶的安全航行，已成为国际海事组织等机构一直讨论并急于解决的问题。

1 海上事故分析及BNWAS产生的背景和要求

根据最新统计表明，船舶海损、机损及污染事故的发生，主要是船舶管理和船员任职资格方面的不足与管理上的过失所造成的。主要表现在：

（1）对安全航行的重视程度不够；

（2）船员心理不健康或船员的素质不高［4］。

船舶碰撞或者搁浅事故，多数是因驾驶员误操作导致。

各船级社以及相关组织也采取了各种措施和管理法规来规范船舶的航行要求。从2001年7月的国际海事组织（IMO）航行安全分委会（NAV）第47次会议，直到在2008年6月国际海事组织航行安全分委会第54次会议，经多次讨论才最终决定通过船载桥楼航行值班警报系统配备要求的草案，并将该草案提交到在2009年5月召开的MSC86次会议上审议并获得通过。至此，该设备才在船舶上正式安装并进入实施阶段［5］。

BNWAS的主要功能旨在通过提醒驾驶员注意，并对船舶的安全航行提供帮助，以有效减少人为因素引发的海难事故。根据第54次会议要求，BNWAS的安装要求和系统要求如下：

（1）新增Reg.V/19-2.2.3条，要求从事国际航行船舶按下列要求安装BNWAS；

① 在2011年7月1日或以后建造的150 GT及以上的货船和不论尺度大小的客船；

② 在2011年7月1日以前建造的不论尺度大小的客船，不迟于2012年7月1日以后的第一次检验；

③ 在2011年7月1日以前建造的3 000 GT及以上的货船，不迟于2012年7月1日以后的第一次检验；

④ 在2011年7月1日以前建造的500 GT及以上但小于3 000 GT的货船，不迟于2013年7月1日以后的第一次检验；

⑤ 在2011年7月1日以前建造的150 GT及以上但小于500 GT的货船，不迟于2014年7月1日以后的第一次检验。

该条还要求船舶在海上航行途中的任何时候，桥楼航行值班报警系统均应保持运行。关于“第一次检验”的具体含义，参见MSC.1/Circ.1290通函的统一解释。

（2）新增Reg.V/19-2.2.4条，要求在 2011年 7月1日以前安装的BNWAS，主管机关可自行决定此后让其免于完全符合国际海事组织通过的标准［6］。

2 BNWAS系统的应用

在自动化程度高速发展、人工智能不断进步的今天，船舶普遍实现无人机舱及一人桥楼操纵（one man bridge operation）。基于航行安全驾驶的规范要求，BNWAS系统应运而生。

2.1作 用

BNWAS系统用于监视驾驶室值班员的活动。当值班驾驶员失去履行其职责的能力时发出警报，尽可能避免与驾驶员操作有关的海上事故。特别是当船舶处于自动驾驶状态时，BNWAS可以监视驾驶员，避免驾驶室出现长时间无人值守的情况，能明显提高驾驶员的警觉意识而避免失职。

2.2 工作原理

通过设定时间间隔的报警，提醒值班驾驶员进行复位操作。如果没有及时复位或者驾驶员不在岗，则报警会延伸到其他位置，比如船长室或者其他驾驶员的位置，从而避免驾驶室出现长期无人值守的情况。BNWAS的报警通常分为三级，各级报警如下：

一级报警：BNWAS的休眠期时间设定通常为3～12 min。如果在休眠期内按下复位按钮，则复位按钮将重新开始倒计时。如果到达休眠期设定时间而没有复位，就会发出报警。驾驶室值班员需按下复位按钮，则休眠期重新开始倒计时。如果驾驶室值班员没有按下复位按钮，15 s视觉报警结束后，则会触发声光报警，此报警为一级报警。复位按钮通常安装在驾驶台左右、海图室、桥楼两翼等区域。复位按钮不允许安装在驾驶室或瞭望区域以外的任何场所。

二级报警：在一级报警状态下，如果15 s内报警没有复位，将发出二级声光报警。二级声光报警延伸到各个房间，二级报警单元通常安装在船长室、轮机长室、大副室、二副室、三副室、餐厅、办公室、娱乐室等区域。

三级报警：在二级报警状态下，如果90 s（90～180 s，可调）内报警没有复位，将发出三级听觉报警。三级报警时，BNWAS的所有报警单元全部发出声光报警。

此外，BNWAS无论在导航或航线控制系统忙碌时都应该运行，除非受到船长控制。报警未确认时的报警顺序如图1所示。

图1 报警未确认状态时的报警顺序［7］

2.3 系统配置

目前，国内外多家厂家正在研发BNWAS。国外的有日本的FURUNO/JRC/TKC、丹麦的Uni-Safe，国内的有章和电气、嘉兴科讯、杭州华雁、海兰信等。此系统并不复杂，技术也趋于成熟。国内的厂家大多数已取得中国船级社（CCS）认证，目前正力求获得其他船级社如ABS、DNV等的认证，以适应更广阔的市场需求。

某船厂新建项目——两艘50 000 t散货船采用功能比较全面的BNWAS。该系统可以接入自动舵、电子海图（可选）和雷达系统（可选）。同时，BNWAS将实时的数据信息输出到VDR，以记录当前的情况，便于日后查究。

通常，BNWAS系统的配置（如图2所示）主要包括中央控制器，一级报警复位单元，二级报警单元，三级报警单元和人体感应复位单元（可选）。BNWAS与其他系统有接口，如VDR、自动舵、Radar（可选）、ECDIS（可选）等。BNWAS电源通常要求为DC 24 V或者AC电源。

图2 BNWAS系统配置图

2.3.1 中央控制器

中央控制器包括控制箱和显示控制单元，通常安装在驾驶室监控台上，主要是对各级报警进行设置和调试，以及对监视的驾驶台其他设备进行报警并显示。同时，其也处理来自各按钮和传感器的信号，把相关信号输出给相应的设备。此设备运行的监视模式通常有三种：自动运行模式、手动运行模式和关闭模式。自动模式运行时，此设备接入自动舵控制系统的信号，时间显示窗从休眠期开始倒计时运行，驾驶室值班员必须在一级报警发生前的时间段内复位。如果驾驶员不动作，则相应的发出一级、二级和三级报警，如此循环复位操作。此自动运行模式是当船舶处于自动舵运行时，规范要求必须要采用的，以确保驾驶室值班员监视船舶自动驾驶的情况，驾驶员履行其值班职责。手动运行模式下，船舶没有处于自动驾驶状态，其工作操作过程与自动运行模式相同，区别是此模式不接入自动舵信号。关闭模式是BNWAS系统关闭，不再工作。

某些厂家还配置紧急键。如果长按紧急键3 s，则会触发三级报警，所有报警单元发出声光报警；再长按3 s，则消除报警。

2.3.2 报警单元

一级报警单元通常为复位按钮，安装在驾驶室和瞭望区内，配置有复位按钮盒报警显示。报警显示时，驾驶室值班员可以按下复位按钮，BNWAS重新开始倒计时。二级和三级报警单元，安装在驾驶室以外的主要区域，此设备配置有声光报警显示和系统运行指示，但没有复位按钮。如果二级报警发出后，相关人员应立即采取行动到驾驶室查看，在驾驶室内复位。否则将在规定的时间内继续发出三级报警，通知相关人员，到驾驶室查看并复位。二级和三级报警单元之所以不在本地配置复位按钮，就是避免相关人员在本地复位后不行动而出现事故。

2.3.3 人体感应复位单元

这是感应人体的运动来产生复位信号的探头，一般应用的有红外的（人走过时光热变化会产生复位信号），还有重力式的（人走过时重力变化会产生复位信号）。目前各个厂家选配的多是红外的，通过检测人体运动而确定值班员的状态。如果值班员在规定的设置时间内没有任何动作，则会依次触发一级、二级和三级报警。如果值班员相应操作，则BNWAS将根据检测到的信号重新开始倒计时。此设备不需要值班员重复按下复位按钮，而通过监测值班员的肢体动作实现系统的复位，确保值班员正常工作。

2.3.4 系统接口

BNWAS 与 VDR、自动舵、Radar、ECDIS 等系统有接口，目前常用的接口是VDR与自动舵。此外，BNWAS还应输出本系统的电源状态到全船自动控制系统，监测BNWAS系统电源供应是否正常。

3 对安全航行值班的作用和重要性

BNWAS最初只是一个简单的计时系统。给其设定一个时间，当计时结束，系统开始报警；复位后，重新开始计时。如今，该系统在使用过程中会碰到哪些情况，系统会如何响应，同时又存在哪些不足之处？对此，本文将逐一分析，为安全航行提供一些参考。

对于报警复位的问题，BNWAS要求值班员在规定的时间内重复复位，否则将依次触发一级、二级和三级报警。仔细想来，海上情况瞬息万变，可能发生多种情况。比如，遇到其他船舶时，驾驶员可能正忙于操舵而无法进行复位操作。此时报警系统若仍遵循之前的设定发出报警，是否会引发不必要的紧张，且对驾驶员产生一定影响而不利于避碰？于是，大家有了新的思路。通过一些感应器件，如捕捉人物行动的感应器、地板压力探测的感应器、或者驾控台上相关设备的操作等等手段去感知驾驶员的动作，从而使系统辨别驾驶员的存在。这在一定程度上减少了驾驶员的按键复位操作，有利于其专注于航行情况。需要了解的是，有的船级社（例如DNV）不接受这样的运动传感器，有的船旗国（如新加坡）认为船晃动或者有飞蛾类小动物也可能会引起复位。上述问题目前仍在争议中，尚无解决办法。又如，有时当驾驶员困倦时，往往还在操舵。这时的他对周围的情况已经不能作出及时、正确的判断，但感应器此时却仍认为驾驶员在岗而不触发警报，这就相当危险了。因此，判断驾驶员是否能够正常操作，需要系统设计者根据实际情况深思熟虑。

在BNWAS安装实施的过程中，国际海事组织（IMO）也在会议上多次提出问题并讨论，如：

（1）NAV53次会议上，分委会对丹麦的提案要求150 GT及以上船舶配备BNWAS进行了讨论。主要有以下意见：

①BNWAS的配备不能导致驾驶室配员减少；

②BNWAS应是基于传感器的，而不仅只是一个按钮；

③BNWAS不是解决驾驶员疲劳的方法；

④日本认为目前的标准不适合于500 GT以下的小船，在考虑配备时需要对性能标准进行修改。

⑤ 国际航运公会（ICS）、国际船长协会联合会（IFSMA）等国际组织认为，决定是否强制配备之前还需要进一步研究其必要性。该意见得到了部分代表的支持［8］。

（2）国际海事组织（IMO）在2009年7月召开的航行安全分委会第55次会议（NAV55）上讨论并通过了英国和丹麦提案中关于BNWAS的复位功能，包括以下三种形式：

①单一的操作动作，如一个手动操作按钮或触摸屏幕；

②识别身体动作的设备，如探测人体出现和移动的传感器或探测人体移动的地板压力垫；

③识别不必伴有身体移动的思维活动的设备，如话语识别传感器或手动操作驾驶台设备发生的改变。

同时还注意到MSC128（75）规定了 BNWAS的三种工作模式：自动、手动开、手动关。但SOLAS V／19．223要求BNWAS在船舶航行时才工作，所以自动模式在满足SOLAS公约的船舶上没有用处。分委会认为，在2011年7月1日BNWAS配备要求生效之前，不可能改变性能标准。为了符合性能标准要求，设备将包括自动模式，尽管这一操作模式在SOLAS 船舶上不会使用［9］。

尽管如此，BNWAS对船舶安全航行的重要作用还是一目了然的。随着船舶技术的不断进步，海事规范的不断完善，船舶航行的安全程度定会与日俱增。如果再结合目前的E-Navigation战略，必会增强船舶的海上安全航行能力。

4 结 论

很多船舶事故是由人的误操作引发的，但船舶的安全航行目前还离不开人的操作或监控。BNWAS的出现，在一定程度上减少了由于驾驶员疲惫或者不在操舵位置引发的海难，但绝不能因为有了这套系统，而忽视驾驶员的作用。船舶的安全驾驶，除了要考虑设备自动化先进性与可靠性，还应严格执行各国际海事组织和相关船级社等制定的规章制度、规范条款，科学管理并不断提升船员素质与技能，这样才能尽可能减少或者避免事故。

随着科学技术的发展，船舶各方面的设备也在不断优化。相信不久的将来，会有更多更先进的系统出现，确保船舶安全航行。

［1］IEC62616 Edition 1.0.Maritime Navigation and Radio Communication Equipment and Systems-Bridge Navigational Watch Alarm System （BNWAS）［S］.2010.

［2］IMO.MSC.128（75） for BNWAS MSC 75/24/Add.1 ANNEX 11 Recommendation on Performance Standards for a Bridge Navigation Watch Alarm System （BNWAS）［S］.London：2010.

［3］葛瑞剑，桑承德.船舶安全管理的现状分析研究［D］.烟台：2011.

［4］许云刚.海上事故的人为因素［J］.中国水运，2009（2）：50-51.

［5］柳邦声.驾驶台航行值班报警系统（BNWAS）的组成与安装［J］.航海技术，2010（3）：41-43.

［6］IMO.国际海事组织航行安全分委会第54次会议（NAV54）［R］.伦敦：2008.

［7］章和电气.桥楼航行值班报警系统 X-4300［EB/OL］.http：//www.jumho.cn.

［8］IMO.国际海事组织航行安全分委会第53次会议（NAV53）［R］.伦敦：2007.

［9］IMO.国际海事组织航行安全分委会第55次会议（NAV55）［R］.伦敦：2009.