某起重船一人桥楼视线设计要点

熊 聪，吴 坤

（中集船舶海洋工程设计研究院有限公司，上海 201103）

0 引 言

随着海上油气开发技术的不断发展，海上作业越来越多元化、智能化。高集成、高智能化是当前海洋工程船舶的发展趋势。一人桥楼设计作为高智能化和技术进步的成果，得到了越来越多船舶的青睐，既能减少船员数量，提高其工作效率，又能增强船舶航行的安全性。

各大船级社都推出了有关驾驶室设计的入级符号和要求，以适应船东对航海安全的要求。顾灿虹等基于320 000 载重吨超大型油船分析了美国船级社一人桥楼符号设计要点；仇挺等基于4 000 车位汽车滚装船分析了英国船级社一人桥楼符号设计要点；陈默基于9 000 载重吨化学品船分析了挪威船级社（Det Norske Veritas，DNV）一人桥楼符号设计要点；杨鑫等浅析了DNV一人桥楼要求中人因工程学的应用。

在各船级社的要求中，以DNV入级符号NAUT（AW）的要求最为严格，其对视线、窗户的细节、工作环境、通道、净高、控制台的设计、人机交互和相关设备配备等均有详尽而严格的要求。

由于起重船的特殊设计会影响视野，例如船尾大型吊机和甲板载运大件货物会影响向艉的视野，船首直升机平台会影响向艏的视野，在满足NAUT（AW）的要求时，需对该类型船作特殊考虑并应用替代设计的方法，本文以某起重船为例，着重分析如何满足NAUT（AW）对驾驶室视线的要求和设计要点。

1 概 述

本文所述起重船为一艘无限航区自航起重船，采用单甲板、垂直球艏和方艉设计，艉部设有起重机，所有上层建筑（包括驾驶室和机舱）都设于艏部。该船的主尺度见表1。

表1 目标船主尺度

2 驾驶室内的水平视野

NAUT（AW）要求在驾驶室内的水平视野能看到船舶周围360°的区域。该视野最多可通过2 个观测点实现，2 个观测点之间的距离不超过15 m，分别位于航行和监控工作站的两边。360°视野应在距离观测者至少1 n mile处实现。

由于功能划分的需要，该船驾驶甲板上布置有前后2 个独立的区域，前面为驾驶室，后面为中央控制室（主要用于进行动力定位（Dynamic Positioning，DP）操作等），2 个区域之间设有舱壁。因此，该船不能满足360°水平视野的要求，经与DNV沟通，采用替代设计，用摄像头补偿向艉的视线。

起初摄像头是布置在艏部上层建筑后端的，考虑到该船甲板装载大件货物时，向艉的视线会被货物阻挡，最终决定将摄像头布置在艉部左舷平台上。由于每个船用摄像头都有一定的视角，结合艉部视线需补偿的角度，需设置3 个摄像头才能完全补偿艉部视野：1 个位于艉部左舷平台最左边，朝向船舶左后方，用于补偿左后方视野，该视野能在距离观测者至少约538 m 处实现，小于1 n mile；另外2 个位于艉部左舷平台右边，其中一个朝向船舶正后方，用于补偿正后方视野，另一个朝向船舶右后方，用于补偿右后方视野，且该视野能在距离观测者至少约418 m处实现，小于1 n mile（见图1）。对于用来补充视线的摄像头，须满足以下要求：

图1 驾驶室内的水平视野

1）必须为认可的船用型摄像头；

2）应设有雨刮器、淡水冲洗和加热系统；

3）闭路电视（Closed Circuit Television，CCTV）系统应与主电源和应急电源连接；

4）CCTV系统应能提供真实颜色的图片；

5）CCTV设备要满足电磁兼容（Electro Magnetic Compatibility，EMC）的要求；

6）应设有方向指示器或在摄像头正后方设置1 根细杆，使操作人员能通过摄像头知道船舶的方向，3 个摄像头中只需要1 个设置细杆即可。

3 工作站位置视野

3.1 工作站（含航行、监控和操作工作台）视野

3.1.1 向艏的垂向视野

从工作站位置所见的海面视域，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500 m（取其小者）的遮挡，自船首任意一舷10° ～90°范围内不应有超过500 m 的遮挡。视点在高度方向上距离甲板1 500 mm。由于本文所述起重船的上层建筑和驾驶室在船首，此要求很容易满足。

水平面向上垂向角度最小5°范围内不应被直升机甲板或其他结构遮挡。本文所述起重船艏部水平面向上垂向5°范围内被直升机甲板遮挡了（见图2）。经与DNV 沟通，采用替代设计，在艏部直升机甲板下方通道平台栏杆上设置3 个摄像头：1 个位于通道平台左边，朝向船舶左前方，用于补偿左上前方视野；1 个位于通道平台中间，朝向船舶正前方，用于补偿正上前方视野；1 个位于通道平台右边，朝向船舶右前方，用于补偿右上前方视野（见图3）。

图2 艏部水平面向上垂向视野

图3 艏部水平面向上垂向补偿视野

3.1.2 向艏的水平视野

从工作站位置所见水平视域应延伸为一个不小于225°的扇面，即从正前方至船舶任意一舷不小于22.5°的正横后方向。在该225°水平视域内，所有由货物、起货装置、窗户间隔及其他障碍物导致的盲视扇形区域的总弧度不能超过30°；自船首前方至任意一舷90°水平视域内，盲区总弧度不能超过20°；自船首前方至任意一舷10°水平视域内，盲区总弧度不能超过5°；其他单个盲区总弧度不能超过10°；2 个盲区之间的可视范围至少为5°。窗户之间的间隙对视野的影响很大，窗户需尽量做大，使间隔的数量最少、距离最短。

3.1.3 向艉的视野

1）向艉的水平视野要求自船尾正后方至任意一舷5°范围内均无遮挡，且该10°范围内不能有盲区；

2）向艉的垂向视野要求从工作站位置所见向艉的海面视域，在所有吃水、纵倾和甲板载货状态下，自船尾均不应有超过2 000 m的遮挡。

本文所述起重船向艉的视野均通过艉部3 个摄像头补偿。

3.2 驾驶室两翼工作站视野

1）水平视野：从驾驶室两翼工作站位置所见水平视域应延伸为一个不小于225°的扇面，即从正前方至船舶任意一舷不小于22.5°的正横后方向。

2）垂向视野：从驾驶室两翼工作站位置操作时，应能看到船首和船尾的船体外板，能看到的船体外板长度不小于船长的1/2。

本文所述起重船的驾驶室为全封闭式驾驶室，其宽度超过最大船宽，翼桥工作站的视野完全能满足规范的要求。

3.3 主操舵位置视野

从主操舵位置所见水平视域应延伸为一个从正前方至船舶每一舷至少60°的扇面；这与《国际海上人命安全公约》（International Convention for the Safety of Life at Sea，SOLAS）的要求一致。

3.4 GMDSS工作站视野

从全球海上遇险与安全系统（Global Maritime Distress and Safety System，GMDSS）位置所见水平视域应延伸为一个至少从船首左舷90°向艏至右舷后方22.5°的扇面，且在该202.5°的扇形范围内，由驾驶室内外的甲板支撑及其他障碍物产生的单个盲区不能超过10°。该盲区可不用考虑窗框的影响。鉴于该要求，该船的GMDSS布置在驾驶室右舷。

4 驾驶室窗户要求

4.1 窗户的大小

各工作站要求的视野范围内的所有驾驶室窗户上缘在高度上距离驾驶室地板上表面最小为2 000 mm，窗户下缘在高度上距离驾驶室地板上表面最大为1 000 mm。窗户的宽度不能小于1 200 mm。

对于驾驶室前面的窗户，当其与视点（控制台后面350 mm，在高度上距离驾驶室地板上表面1 500 mm处）之间的距离大于1 500 mm时，窗户下缘的高度应满足图4 所示的要求。本文所述起重船驾驶室前面的窗户高度见图5。

图4 规范要求的窗户下缘高度

另外，驾驶室前面窗户应向外倾斜，与垂直面的夹角在15° ～25°范围内。本文所述起重船前面窗户的倾斜角度约为16.5°（见图5）。

图5 目标船驾驶室窗户布置

各工作站要求的视野范围内的驾驶室两侧和后面的窗户也应向外倾斜，与垂直面的夹角不小于4° ～5°。

各视野范围内的驾驶室窗户之间的距离应不超过150 mm。若窗户之间有加强筋，则加强筋的深度应小于120 mm，且窗格的宽度不应超过100 mm。

4.2 窗户的清晰度

为保证驾驶室具有清晰的视野，所有位于驾驶室视线要求范围内的窗户都应配备重型雨刮器、淡水冲洗系统、有效的除冰和除雾系统及遮阳帘，且不应设置偏振及着色玻璃窗。

5 驾驶室外型

5.1 驾驶室翼桥

驾驶室翼桥应延伸至最大船宽处。翼桥上的舷墙高度不超过1 000 mm，舷墙顶应设置在高度上距离翼桥地面不超过1 200 mm的栏杆。舷墙与栏杆之间的空隙应不小于120 mm。若在驾驶室翼桥前面增加挡风板，则由挡风板导致的扇形盲区的弧度应不超过10°。

本文所述起重船的驾驶室为全封闭式驾驶室，其宽度超过最大船宽。

5.2 擦窗通道

驾驶室窗户前面应设置一条擦窗通道，防止雨刮器或淡水冲洗系统发生故障。除了驾驶甲板两翼，该船其他位置的擦窗通道可由甲板兼用，无需额外设置。

5.3 驾驶室净高

驾驶室净高至少应为2 250 mm，在天花板上有突出设备的地方，该高度可降至2 100 mm（见图4），驾驶室入口和门处的高度至少为2 000 mm。

6 结 语

DNV一人桥楼入级符号NAUT（AW）对驾驶室视线的要求很高，一般很难完全满足。在设计船舶驾驶室时，可考虑采取以下措施：

1）改善集控台位置处驾驶室外形的设计，在船首225°视域范围内尽量不设置障碍物；

2）驾驶室窗户下缘在高度上应尽量低，窗户之间的结构应进行优化设计，尽量减小盲区；3）控制台的布置应考虑规范对通道的要求，选取合适的尺寸并进行合理布置；

4）采用替代方法，在不能完全满足视线要求的位置，通过设置合适的摄像头补偿视野。

一人桥楼入级符号NAUT（AW）除了对驾驶室的视线有严格要求以外，对驾驶室内的设备配置和环境等都有要求，在后续研究中，可对这些内容进行补充。另外，由于各船级社的一人桥楼要求略有差别，在以后的工作中可对各船级社一人桥楼符号的区别进行研究，这对需要一人桥楼功能的船舶前期设计阶段的驾驶室布局具有重要的参考作用。