55 600載重噸化學品船一人橋樓設計

陳建清

(中船澄西船舶修造有限公司,江蘇 江陰 214433)

0 引言

一人橋樓不僅能降低駕駛人員的勞動強度,還能提高船舶的航行安全,因此一人橋樓將被廣泛應用于各大船舶。一人橋樓是指一個人就可以監控船舶的運行狀態并且根據橋樓的相關信息對船舶進行操縱,從而降低成本[1]。一人橋樓的設計,涉及面較廣,除了通訊導航設備的配置以外還對視線、通道、照明、工作環境及人體工程學方面有很高的要求,對船舶各專業都有著特殊的設計要求[2]。要取得船級社一人橋樓NAV1的入級符號,標有制造廠、型號和主管機關認可情況的航行設備清單,以及航行通訊和安全設備的供電圖、駕駛室相關設備布置圖、駕駛室視線圖、標明窗戶傾斜角度及窗戶上下邊緣高度和控制臺尺寸的駕駛室剖面圖、各工作站的圖紙、一人橋樓設備試驗程序等都需要提供給船級社審核并得到船級社的認可。

本文以某55 600載重噸化學品船為研究對象,對英國勞氏船級社(LR)一人橋樓NAV1入級符號要求進行研究,為后期同樣船取得船級社入級符號具有參考意義。

1 駕駛室及各工作站的視線要求

1.1 駕駛室的視線要求

駕駛室內的視線要求,應盡可能在駕駛室的內部觀察到任何方向上航行的所有船只,包括其他交通設備和航標,觀察者在駕駛室內部移動時能夠有船舶周圍360°的視野。

1.2 駕駛室指揮處所及航行工作站處的視線要求

(1)艏向垂直視線要求:在船舶航行時的各個裝載工況下,不管船舶的吃水、縱橫傾和甲板上裝貨的情況如何,從駕駛室的指揮處所及航行工作站處往海面觀看,往船首左右舷各10°的前方,2個船長或者500 m(取較小者)以外的視野不能受到任何物體的遮擋。

(2)水平視線要求:駕駛室指揮處所及航行工作站處水平視線需滿足225°,即從左舷的橫后方22.5°通過正前方至右舷的橫后方22.5°這一區域內,見圖1(實線)。

船舶正前方駕駛室外部的貨物、起吊設備和其他障礙物導致妨礙從駕駛室指揮處所和航行工作站處觀看海面的盲區每側不能大于10°,總的盲區不能大于20°,并且在盲區之間的清晰觀察扇區應至少為5°。因此,每一單個盲區不能大于5°。

1.3 操舵處所的水平視線要求

為了確保舵手在狹窄水域安全操縱船舶,操舵處所的視線需滿足正前方往左右兩側至少各有60°的要求,見圖1(虛線)。

1.4 翼橋的水平視線要求

每側翼橋的視線是從另一側船首方向至少45°起,通過正前方,再往后180°的區域范圍內。并且通過駕駛室從右側的翼橋能夠直接看到左側翼橋,在翼橋能夠看到船舷,見圖2。

圖2 翼橋水平視線要求(左右舷對稱布置)

1.5 航行工作站以外的其他工作站水平視線要求

航行工作站以外的其他工作站應能夠保持有效的瞭望,至少從左舷側的正橫方向,經過正前方到右舷側正橫后方22.5°的范圍,見圖3。

圖3 其余工作站水平視線要求

2 駕駛室窗的設計要求

所有駕駛室的窗戶需采用防碎鋼化玻璃制成,并且玻璃的強度應該跟橋樓暴露于風暴海況的程度相當。窗戶的寬度要盡可能地大,窗戶之間的窗隔要盡可能地小,在任何工作站的正前方或者船舶的中心線上不能有窗隔。

駕駛室窗要求見圖4。為了盡可能地降低駕駛室內部光線的反射,橋樓窗戶應偏離垂直面,頂部向外傾斜,傾斜角度在10°～25°之間。駕駛室前面窗戶下邊緣的位置需確保位于航行工作站處的工作人員越過船首往前看,不應擋住任何所要求的視線。前面窗戶下邊緣的位置要盡量低,盡可能不要高于甲板面以上1 000 mm。上邊緣應確保在指揮處所眼睛高度為1 800 mm的工作人員,在惡劣海況縱傾的時候,能往前看到水平線,并且盡可能地高于甲板面往上2 000 mm。

圖4 駕駛室窗要求(單位:mm)

不論天氣情況如何,任意時刻都要能夠在指揮處所、航行工作站處和在翼橋的前方,透過窗戶后能有清晰的視線。因此,該船在駕駛室正前方的7扇窗戶上都安裝了大功率雨刮器及噴水裝置。

另外,在強烈陽光照射下需要保證有清晰的視線,因此需要安裝色彩失真度最小的遮陽簾,遮陽簾應該方便拆除而不能固定安裝。在橋樓外部窗戶的下方,應該裝有維護平臺,以防止在雨刮器等系統出現故障的時候能夠手動清潔窗戶。該船的駕駛室前窗都配有電加熱絲,并且單獨配有除霧系統。

3 駕駛室的工作環境

3.1 照明

駕駛室要提供足夠的照明,在白天和夜間的亮度使橋樓的工作人員能夠順利完成所有橋樓上的任務,包括維護保養、海圖查看、航線繪制、資料查閱、信息記錄等工作。橋樓上所有的控制面板、顯示器、指示儀表、鍵盤等都應能依靠設備自身的內部照明或者駕駛室內的照明確保在夜間能夠看見。照明系統應具有一定的靈活性,使橋樓人員能按橋樓不同區域的要求和各單獨儀表和控制臺的需要,調節照明的亮度。指示儀表、顯示器、鍵盤及控制面板的燈光亮度都能夠調到零,但是報警指示的光及調光器的控制面板應保持為可見。

當船舶在夜間航行的時候,需要使用照明的處所及設備上的亮光不應該影響到夜航視線,可以使用紅燈。紅燈在布置的時候需要注意,不可以被其他船只誤認為是某種航行燈,并且設計時應該防止眩光。在海圖臺的上方區域不能裝有紅燈,以免因為色彩引起混淆。該船在設計的時候僅在駕駛室控制臺上方安裝了4盞可調光紅燈。為了減少橋樓前面區域不必要的光亮,只有船舶航行安全和操縱必須配置的儀表才布置在這個區域。對于主甲板面和上層建筑外走道的照明,這些會涉及到安全航行的燈,需要從橋樓進行遠程遙控,因此在駕控臺上安裝了室外燈控制面板。

3.2 噪聲

橋樓上的噪聲不應干擾到通話、掩蓋報警聲響或使橋樓的人員感到不適。在良好的天氣下,駕駛室內的環境噪聲不應超過65 dB。該船在試航時測得駕駛室環境噪聲為59.2 dB,滿足所有規范要求。

3.3 空調及加熱

根據氣候狀況設有合適的空調或機械通風連同足夠的加熱設備,以保持駕駛室的溫度在14～30 ℃范圍內,且濕度在20%～60%范圍內。該船在駕駛室配備了獨立的柜式空調,并且中央空調系統也同時送風到駕駛室作為備用系統。

3.4 外部聲音信號

為了保證在門窗全部關閉的情況下,在駕駛室內可以聽到外部聲音信號并且能夠確定其方向,該船安裝了聲音接收系統。麥克風單元安裝在羅經甲板前部,用于接收聲音信號。駕控臺安裝主控制板,能夠聽到外部聲音并顯示聲音來源方向。

3.5 其他

為避免對人員身體造成傷害,橋樓不應該有尖銳的邊緣或突出物;駕駛室內和工作站周圍應裝有足夠的扶手,在風浪天氣中能安全走動或站立;駕駛室應設有座位,并且在風暴天氣下有緊固的措施;駕駛室的入口處的門應能從內部用一只手關閉,并且翼橋的門不應該是自動關閉的,應該有保持開啟狀態的設施。

4 駕駛室的通道及其高度

4.1 通道

駕駛室內應有最少700 mm寬的無阻礙通道,使人們能夠方便地在橋樓活動。特別要注意下列直達路線:

(1)從橋樓翼臺至另一側橋樓翼臺,最少有1 200 mm寬的無阻礙通道。

(2)從內部入口到橋樓翼臺至另一側翼臺的路線之間應設有最少700 mm寬的無阻礙通道。

(3)在相鄰的工作站之間應設有最少700 mm寬的無障礙通道。

(4)在橋樓前壁或貼著前壁設置的任何控制臺及設備與遠離前方布置的控制臺或設備之間,應布置有最少800 mm寬的無阻礙通道。

需要注意的是,在工作站操作所必須的空間應該認為是工作站的一部分,而不是通道的一部分。

4.2 駕駛室的高度

駕駛室的凈高在設計時需要考慮布置在駕駛室頂板的設備尺寸。駕駛室甲板面到天花板下側之間的凈高最少需為2 250 mm;在敞開處所、通道和站立的工作站區域,天花板上安裝設備下邊緣的凈高最少為2 100 mm。該船駕駛室凈高為2 400 mm,并且天花儀表板的布置避開了前走道。

5 工作站

工作站是執行某一特定活動的一項或者多項任務的部位。工作站一般可以分為航行工作站、主操舵位置、駕駛室指揮部位、航程計劃工作站、系泊作業工作站等。駕駛室工作站的布置見圖5。

圖5 駕駛室工作站的布置

5.1 航行工作站

航行工作站的布置應該能夠確保在正常工作條件下一個人能夠有效的工作。該工作站區域應足以讓至少2個操作人員同時使用這些設備。

指示儀表和控制面板的布置能夠在任何正常工作位置上允許使用對航行和操縱必須配置的所有儀表及控制器。

航行工作站是駕駛人員可以針對水流和交通情況,決定、實施和保持航向航速的所有有關任務的工作站。航行工作站的儀表和控制器能夠讓駕駛員從事如下工作:分析交通狀況;監視船舶位置、航行方向、航行軌跡、航行速度、時間、螺旋槳轉速和螺距、舵角、水深、回轉速率、風速風向;改變航向和航速;發出和接收聲音信號;控制航行燈;監視和應答航行報警;確認駕駛員保持良好狀態和值班警覺意識及記錄航行數據等。

因此,在航行工作站應配有下列設施:雷達工作站、船舶定位系統顯示器、測深儀顯示器、計程儀顯示器、電羅經顯示器、磁羅經顯示器、風速風向顯示器、操舵控制器及指示器、回轉速率指示器、航向/航跡控制器和指示器、推進裝置控制器和指示器、值班安全系統應答及啟動、自動電話及聲力電話、廣播控制板、甚高頻(VHF)無線電話、子鐘、雨刮器控制面板、航行燈控制板、汽笛控制板、莫爾斯燈鍵、駕駛室/設備照明控制板、船舶自動識別系統(AIS)、聲音接收系統。

5.2 主操舵位置

主操舵位置位于航行工作站中控制船舶航向的有關控制器和儀表所在的部分。主操舵位置一般應該位于船舶中心線上,除非前方視線受到大的桅桿、起重機等的妨礙。在這種情況下操舵位置需移至中心線的右側,偏移的距離應確保有清晰的前視視域,并且應該設置日夜使用的特殊操舵基準。

該船的主操舵位置位于船舶的中心線上。

5.3 指揮處所

指揮處所是駕駛人員指揮、操縱和控制船舶時所在橋樓上的地方。一般在靠近駕駛室前面中間的窗戶處設置一個恰當的指揮處所。如果中心線的視線受到大的桅桿、起重機等妨礙,則應該設置2個附加的指揮部位,確保前方有清晰的視野。指揮部位分別在中心線的左右側,相距不超過5 m,指揮部位的寬度足夠容納2位人員。

5.4 航程計劃工作站

駕駛人員可以進行如下相關工作而不影響船舶實際航行的工作站:檢查和更新海圖及其他有關文件;一次航程的路徑、航向、航速和轉向的設計;計算航程中到達各點的大概時間;確定并繪制船舶位置。

航程計劃工作站即為海圖區,應有如下設備:海圖顯示和信息設施、船舶定位系統、時間指示器。航程計劃工作站的時間指示需要與航行工作站的時間指示來自同一個系統。電子海圖需要安裝在該工作站,并且海圖桌的大小應足以放下國際海上交通經常使用的各種大小海圖,并且需配有海圖燈。

LR的NAV1一人橋樓主要關注上述幾個工作站,其他船級社的一人橋樓還有系泊區域工作站、安全工作站、通訊工作站等其他工作站的布置要求。

6 結論

(1)通過對LR一人橋樓的研究,能夠看出LR在指導設計及實船安裝中對各個控制站視線及工作站的配置安裝都有具體的要求,為船舶設計者提供了理論依據。

(2)一人橋樓的設計并不僅僅是為了減少船員數量,而是在很大的程度上是為了確保航行的安全。一人橋樓能夠最大限度地排除人為因素而影響到航行安全。隨著船舶智能化的發展,一人橋樓的設計應用已經越來越廣泛。