基于NAV船级符号的2 500 TEU集装箱船一人桥楼设计

2019-04-22程慧勇秦金欢

船舶标准化工程师 2019年2期

程慧勇，秦金欢

（1.新世纪船舶设计研发（上海）有限公司，上海 201203；2.金海重工股份有限公司上海分公司，上海 201120）

0 引言

随着科学技术日新月异的发展，船舶的自动化程度越来越高，船上的设备也日益繁杂，越来越多的设备需要在驾驶室内进行监控。为了降低驾驶员的工作强度、有效提高船舶航行的安全性，“一人桥楼”的概念应运而生。一人桥楼规范的目的就是通过对驾驶室进行符合人体工程学的布置，使驾驶员能够更高效地对船舶进行操控，以确保船舶航行的安全。一人桥楼的设计涉及面较广，除了对航行仪器和设备的配置有很高的要求外，在桥楼结构、驾驶室视野、工作环境及工作站的布置等方面也有较高的要求，需要各个专业的技术人员协同设计。本文将结合 2 500 TEU集装箱船的一人桥楼设计经验，详细介绍GL船级社NAV船级符号的具体要求。

1 2500TEU集装箱船介绍

2500TEU集装箱船总长195.0m、型宽32.2m、型深17.0m、设计吃水9.5m、结构吃水11.5m，最大装载2 500个标准箱。与传统支线箱船相比，该船拥有多项性能和箱位优势，可装载冷藏箱位达710个、超宽箱位270个，满足GL船级社的E3级冰区要求及DNV船级社（挪威船级社）Winterized Basic船级符号的要求。该船安装了具备国内最大处理能力的脱硫系统，保证船舶在连续航行15天所排放尾气的硫含量低于0.1%，预计减少废气排放7 t/d。

该船船级符号为：GL+100A5,E3,Container ship,NAV,DG,IW,BWM(D2),RSD(F25),LC+MC,AUT,EP-D,CM-PS,DNV “WINTERIZED BASIC”。

2 GL船级社的一人桥楼船级符号

GL船级社的一人桥楼船级符号有2个，即NAV和NAV-INS[1]。NAV表示船舶在远洋水域中可进行一人驾驶，而NAV-INS则表示船舶在远洋和近海水域都可进行一人驾驶。2 500 TEU集装箱船一人桥楼的设计只需满足 NAV船级符号的要求。下面将以2 500 TEU集装箱船为例，详细说明NAV船级符号的主要要求。

3 桥楼结构

3.1 驾驶室形式

为了能让驾驶员操纵船舶安全航行，驾驶室内应有足够广阔的视野。由于该船需走北极航线，驾驶室设计为全封闭式桥楼，即使在恶劣气候下，也可以具有较好的驾驶环境。

3.2 驾驶室高度

根据GL规范要求，驾驶室净高（即甲板敷料到天花板下缘的距离）应不低于2.25 m，该船驾驶室净高为2.3 m，完全满足规范要求。另外，GL规范要求在开阔区域、走道和站立工作站上方的天花板上安装的设备，其下缘距甲板表面的净高度不能小于 2.1 m。考虑到顶部仪表板尺寸较大，直接安装在天花板上将不能满足船级社要求，因此该船将驾驶室前部天花板局部抬高，将顶部仪表板嵌入其中（见图1），较好地满足了规范的要求。

图1 驾驶室前仪表板布置

3.3 驾驶室窗布置

由于该船是全封闭桥楼，驾驶室前壁、侧壁及后壁（除梯道、烟囱、脱硫塔处）均布有窗户，总共38扇窗户。为了避免阳光直射，每扇窗户均安装了遮光帘。同时，为了减少航行操纵站和监视站水平视野的盲区，该船驾驶室窗户间的框架设计为100 mm，满足GL规范小于150 mm的要求。

对于全封闭桥楼而言，GL规范要求除前壁窗户外，侧壁及影响两翼工作站后视的窗户均需带雨刮器及窗玻璃加热器。结合船东要求，该船驾驶室所有窗户均带有雨刮器及窗玻璃加热器，极大地提高了船舶航行的安全性。

3.4 通道

GL规范要求任一工作站与驾驶前壁之间最好留有1 000 mm的通道（至少不得小于800 mm），以保证一人站立时，另外一人可以经过。该船的驾控台距离前壁1 100 mm，两翼台距离前壁1 000 mm，完全满足规范要求。

4 驾驶室视野

4.1 水平视野

1）为保证船舶操纵安全，从驾驶位置上所见的海面视域，在所有吃水、纵倾和甲板载货状态下，自船首前方至任何一舷10°范围内，均不应有超过2倍船长或者500 m（两者取小值）的遮挡。

2）根据GL规范的要求，在水平视野中，如观测者通过在驾驶室区域内移动的方式向外观测，水平范围内视野累加达到360°也是可以的。受后方烟囱的遮挡，该船选取了左右两翼靠船尾的2个观测点，这 2个观测点的累加视野可达到船周围水平360°的角度范围，见图2。

3）GL规范要求航行操纵站的水平视野总和不少于225°，即除航行操纵站前方180°的水平视野外，还需满足航行操纵站左右两边水平视野达到各向后22.5°的要求。监视站的水平视野总和不少于202.5°，即除监视站前方180°的水平视野外，从监视站单边向后的水平视野还需达到22.5°（见图3）。同时，规范要求航行操纵站和监视站的水平视野不能被驾驶室内的窗帘或其他不必要的障碍物所遮挡。

图2 驾驶室水平视野

图3 操纵站和监视站处的水平视野

4）对于两翼的操作位置，规范要求水平视野不小于 225°，即除了舷外 180°外，每边向前方延伸45°。该船两翼操作位置的水平视野完全满足GL规范的要求，见图4。

5）GL规范要求手动操舵站的视野不小于120°，即手动操舵站正前方左右两边各有 60°的区域。如图4所示，该船手动操舵站的视野也符合规范要求。

4.2 垂向视野

为了保障驾驶员在操作位置上（驾控台后350 mm）无论处于坐姿（眼睛高度为1 400 mm）还是站姿（眼睛高度1 800 mm）都能达到所需的垂向视野，GL规范要求前壁窗户的下沿高度不得超过1 000 mm，上沿高度不得低于2 000 mm，且窗户应做成倾斜的，其倾斜角范围为 15°～25°。该船的窗户下沿距离驾驶室甲板面990 mm，窗户上沿高度距离驾驶室甲板面2 128 mm，前窗倾斜角为15°，均满足GL规范要求，见图5。

图4 两翼操作位置和手动操舵站的水平视野

图5 垂向视野示意图

4.3 视野盲区

货物、起货设备及其他一切前方障碍物均有可能阻挡视线，从而造成工作站的盲区。在航行和操纵工作站前方180°的范围内，该盲区的角度总和不得超过20°，单个盲区角度不得超过10°。其中，在正前方左右各 10°范围内的单个盲区角度不得超过5°，每2个盲区之间的可视区应不小于5°。在航行和操纵工作站水平视野 225°范围内的所有盲区角度总和不得超过 30°。经计算，在航行和操纵工作站前方180°范围内，由窗框引起的视野盲区总和约为12°，小于规范要求的20°。在航行和操纵工作站水平视野225°的范围内，由窗框和门引起的盲区角度总和约为16°，小于规范要求的30°。因此，该船的视野盲区角度完全符合GL规范的标准。

另外，考虑到该船预留了甲板克令吊的位置，如果船舶驾驶室按常规布置，克令吊在操纵工作站正前方左右各 10°范围内形成的单独盲区角度将超过5°。因此，将该船的驾控台中心沿右舷方向偏离船舶中心线约5 m，驾驶室前窗中心也相应地偏离船舶中心线，驾驶室两翼形成不对称结构，以满足水平视野的要求。

5 工作环境

5.1 卫生间

该船在桥楼甲板设有洗手间，且洗手间门设在驾驶室后壁，值班人员可以从驾驶室直接进入洗手间。

5.2 照明

1）GL规范要求工作站需配备可调光的红灯以供夜间使用。这样可以防止眩光和反光，也不会被其他船舶认为是航行灯[2]。该船不但在工作站范围内的天花板上安装了5个可调光的红色筒灯，而且在每个工作站均配有可调光的红色鹅颈灯。

2）在夜间航行时，为避免因灯光照射到驾驶室而产生航行安全隐患，该船上靠近驾驶室的航行设备间、电梯控制间及卫生间的荧光灯均由每个房间门的限位开关控制。当相关人员打开房间门时，相应的荧光灯会关闭；关门时，相应的荧光灯便会打开。

3）驾驶室梯道处的夜间照明灯具也采用了红灯，由驾驶室的梯道门开关控制。当驾驶室梯道门打开时，梯道灯亮；当驾驶室梯道门关闭时，梯道灯灭。

5.3 人员安全

根据GL规范要求，驾驶室内不得有尖锐的边缘和突出物，以免伤害驾驶员。另外，根据要求，设计人员在该船的驾控台和驾驶室前壁均提供了扶手，使驾驶员在恶劣天气下依旧能够移动或站立。

5.4 声音信号

该船的桥楼为全封闭桥楼，因此还配置了1套声音接收系统。该系统使值班人员在驾驶室内依旧能够清晰地听到外部声音信号和雾笛信号，并能辨别其方向。

6 工作站及指挥位置

GL规范强制要求的工作站包括：航行和操纵工作站、监视工作站、手动操舵工作站和停泊作业工作站。

根据ISO 8468、IACS REC.95和MSC/Circ.982的要求和指导，航程计划工作站、安全工作站和无线电通信工作站只作为GL推荐的附加工作站，但考虑到实际需要和习惯，目前船上一般都会布置这3个附加工作站。该船在设计时，也按常规要求布置了这3个工作站。

根据巴拿马运河规则的要求，该船需设置 5个指挥位置（CONNING），此要求只是巴拿马运河规则的要求，与GL船级社一人桥楼的规范要求无关。其中3个位于船中，另外2个位于左右翼最外端。该船驾驶室工作站及指挥位置的具体布置见图6。

图6 驾驶室工作站及指挥位置布置图

6.1 航行和操纵工作站

航行和操纵工作站通常设置于驾控台的右侧并靠近船中，对船舶进行操纵和控制、观察船舶运行状态、分析运行情形、设定航行轨迹、决定避碰操纵，同时与其他操纵站保持通畅的通信[3]。因此，航行和操纵工作站的布置，应能使驾驶员获得良好的视野，能有效地观察船舶周边环境，使驾驶员在面对突发事件时能安全有序地完成船舶操纵，以保证船舶的安全。

该船的航行和操纵工作站内配备了雷达、电子海图、甚高频电话、冷库呼叫主控板、病房呼叫主控板、雾笛主控板、桥楼报警复位按钮及航行报警板等设备。

6.2 监视工作站

监视工作站通常设置在驾控台的左侧并靠近船中，以确定和标绘该船的位置、方位、轨迹和速度，实现与航行有关的内部和外部通信以及航行时调整已计划的航线。

该船在监视工作站内配备了雷达、电子海图、雾笛按钮和电键、甚高频电话、自动识别显示器（AIS）、差分全球定位系统（DGPS）、计程仪显示器、雨刮器控制板、窗玻璃加热器控制板、调光开关、桥楼报警复位按钮等设备。

6.3 手动操舵工作站

手动操舵工作站是船舶在进出港、系泊、进坞、停靠码头时供人工进行操舵的地方，其主要作用是满足手动操舵的需求，且可实现与停泊作业工作站的双向通话[2]。该船手动操舵工作站配备了手动操舵单元、航向偏移报警、模式选择开关、主机遥控主控制屏、首尾侧推主控板、舵角显示单元、广播通用报警板、声音接收装置、自动电话等。

6.4 停泊作业工作站

停泊工作站即两翼控制台，主要作用是监测并控制船舶首向、速度和系泊操作，实现与系泊区域和人工操舵工作站的双向通话[2]。该船在这个工作站上配备了车钟、手动操舵单元、主机转速表、回转速率指示器、舵角指示器、首尾侧推控制板、测深仪复示器、计程仪复示器、桥楼报警复位按钮、自动电话等设备。

6.5 航程计划工作站

航程计划工作站即为海图区，主要供驾驶员预先制定航线（含方位、转弯半径、航路点等信息）和在航行时重新规划航线。该船在该工作站内配置有海图灯、电子海图打印机、母钟、航向记录仪、船舶定位系统、测深仪显示器、计程仪显示器、气象传真接收机、奈伏泰斯接收机等设备。

6.6 安全工作站

安全工作站通常布置在无线电通信工作站的背面，但根据船东要求，该船将其布置在海图桌背面。安全工作站的主要作用是安全监测和紧急操作，即监测船舶的安全状态并提供紧急操作的计划与管理。该船安全工作站内配置的设备主要有：航行灯控制板、信号灯控制板、室外灯控制面板、火灾探测控制板、水雾控制板、货舱感烟探测复示板、水密门指示板、消防泵和应急消防泵控制板以及货舱风机遥控面板等。

6.7 无线电通信工作站

无线电通信工作站即为设置在报务区的全球海上遇险与安全系统（Global Maritime Distress and Safety System,GMDSS），在该船和航行在同一海区的其它船舶间实现重要的通信功能。该工作站内配置了1套中高频电台、2套卫通C站、卫通FBB500、SSAS报警系统等设备。

6.8 指挥位置（CONNING）

指挥位置用于监控和指挥船舶航行，此位置应具有良好的视野和用于操纵的必要信息。该船在指挥位置配备了舵角指示器和主机转速表。另外，根据巴拿马运河规则的要求，该船指挥位置还配备了汽雾笛按钮和莫氏灯电键。

7 电气设备的特殊配备

除了上述的配置外，该船还配备了集成一体的桥楼值班报警系统和航行报警系统。桥楼值班报警系统的作用是监视驾驶室值班人员，即在主控制单元内设置一定的时间间隔（3 min ～12 min）后，系统启动循环倒计时。如在设置的时间间隔内，值班驾驶员按下该系统任一复位按钮，说明驾驶室值班人员处于工作状态，则不会触发报警，系统会重新开始倒计时。

如果驾驶室值班人员未在规定时间间隔内按下任一复位按钮，则系统会在驾驶室内产生声光报警（第一阶段报警）。如果报警在持续30 s的时间内没有被值班驾驶员注意到，则系统就会把报警转发到第二阶段报警（该船二级报警处所为：船长室、大副房间、二副和三副房间）。如果在第二阶段设定时间的内仍旧没有得到响应，则系统就会把报警转发到安装报警单元的第三阶段报警，即公共区（该船三级报警处所为：官员娱乐室、餐厅、健身房和甲板办公室），提醒所有人员注意。

航行报警系统即桥楼的监测报警系统，该船根据GL船级社一人桥楼的要求，除将所有导航设备的报警延伸到航行报警系统外，还会将航行灯板电源故障报警和主机的降速与刹车预报警信号输送到航行报警系统。

另外，根据GL规范一人桥楼的要求，该船对X波段雷达、电罗经、全球定位系统（GPS）、测深仪和计程仪等设备配置了供电时间不少于45 s的不间断电源系统。