养殖工船视域盲区分析研究

王庆伟，张 彬，张春涛

(1 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海 200092；2 青岛海洋科学与技术国家实验室，山东 青岛 266237)

船舶的视域关系到船舶的航行安全[1-2]，船舶的设计要保证驾驶室的视线要求，要按视线要求的计算方法分析达到要求[3-5]。养殖工船是中国渔业走向深远海发展的新方向，是实现深远海养殖的一种解决方案[6-7]。养殖工船可规避台风、赤潮等恶劣天气影响，可根据环境要求转场生产，是一款可自航的渔业船舶[8-12]。养殖工船通常驾驶室布置在尾部，加工冷藏位于主甲板上，主甲板上设置吊机，进行货物扒载，因功能需要，主甲板上配套养殖设备多，有的设备会对驾驶室视线形成遮挡。

本养殖工船为现有船舶改造，主甲板上需增设6台吊机，方便吊离养殖舱舱口盖及饲料调拨等，但吊机的高度对驾驶室的视线形成了遮挡。本研究在方便甲板吊机布置及保证功能的同时满足法规中对驾驶室视线的要求下，通过将主甲板上船中的海工吊及前部的起重机小吊盲区进行合并，解决了养殖工船视域盲区问题。

1 法规中对视域的要求

《国内航行海船法定检验技术规则》[13]和《国际海上人命安全公约》[14]中对船舶的视域有明确的规定。对于总长55 m及以上的各类船舶，驾驶室视域的要求总结如下:(1)从驾驶位置上所见的海面视域，在所有吃水、纵倾和甲板货状态下，自船首前方至任何一舷10°范围内均不应有两个船身以上的长度或500 m(取其小者)遮挡。(2)在驾驶室外正横前方从驾驶位置所见的海面视域内任何由货物、起货装置或其他障碍物造成的盲视扇形区域的遮挡，应不超过10°。盲视扇形区域的总弧度不应超过20°；在盲视区之间的可视扇形区域应至少为5°。但在本条(1)中所述之视域内，每一单独的盲视区均应不超过5°。

2 无吊机遮挡满足视域要求

本船设有尾楼，改装前主甲板上没有遮挡时,本船的视域满足视域要求。法规要求从驾驶位置上所见的海面视域，在所有吃水、纵倾和甲板货状态下，自船首前方至任何一舷10°范围内均不应有两个船身以上的长度或500 m(取其小者)遮挡，改装前无遮挡的视域如图1。本船空载出港、空载到港工况对应的首尾吃水等数据如表1所示。

图1 无遮挡视线图Fig.1 Unobscured visibility plan

表1 各装载工况遮挡长度Tab.1 Blind sectors length of different loading conditions

法规中对视域的要求(1)遮挡长度为从驾驶位置上所见的海面视域，在所有吃水、纵倾和甲板货状态下，自船首前方至任何一舷10°范围内均不应有两个船身以上的长度或500 m(取其小者)遮挡，本船的船身长度为249.9 m，2倍的船身长度及500 m取小者为498.8 m，本船的遮挡长度不应超过498.8 m，本船工况中空载出港跟空载到港吃水最低，两个工况都满足视域中对遮挡长度的要求，其他工况吃水均比空载两个工况高，更容易满足视域中对遮挡长度的要求。

本船改装前，主甲板上无遮挡时法规中对视域的要求(2)容易满足。

3 本船主甲板上遮挡视线的布置

3.1 主甲板上吊机布置

改造后本船共15个养殖舱，每个养殖舱顶设有舱口盖，甲板上设置养殖配套的加工间及饲料舱[15-16]，因起吊舱口盖及养殖需要，主甲板需设置吊机，进行货物扒载，同时覆盖舱口盖区域，方便后期舱口盖起吊。

因养殖需要主甲板上布置的加工间跟饲料间[17-20]对视线没有形成遮挡。首桅为非可倒式桅杆[21-22]，首桅的布置对视线形成了遮挡。

主甲板上吊机的布置，考虑到吊机的回转半径、回转角度及变幅时间等，为方便吊机作业，总共放置6台吊机，中间的2台为30 t海工吊，前后的4台为5 T海工起重机，具体布置的位置如图2。

图2 主甲板上吊机布置Fig.2 Cranes arrangement on main deck

3.2 常规视域遮挡不满足视域要求

考虑到主甲板上6台吊机及艏桅杆的视域遮挡作图如图3所示。

图3 有吊机遮挡视线图Fig.3 Obscured visibility plan with cranes

由图3可知主甲板上尾部起重机小吊对视线没有影响，中间的两台海工吊及前部的两台起重机小吊及艏桅杆对视线形成了遮挡。

(1)法规中对视域的要求(1)中，从驾驶位置上所见的海面视域，在所有吃水、纵倾和甲板货状态下，自船首前方至任何一舷10°范围内均不应有两个船身以上的长度或500 m(取其小者)，图3中遮挡长度跟改装前表1中的遮挡长度基本相同，满足要求。

(2)法规中对视域要求(2)中驾驶室外正横前方从驾驶位置所见的海面视域内任何由货物、起货装置或其他障碍物造成的盲视扇形区域的遮挡，应不超过10°，船首前方至任何一舷10°范围内每一单独的盲视区均应不超过5°，艏桅杆遮挡的度数为0.35°，左侧前部的起重机遮挡的度数为0.54°，左侧30 t海工吊遮挡的度数为1.92°，都没有超过5°，满足要求。

(3)法规中对视域要求(2)中对盲视扇形区域的总弧度不应超过20°，由图2可以看出遮挡区域的总弧度度数比较小，艏桅杆遮挡的度数为0.35°，左侧前部的起重机遮挡的度数为0.54°，左侧30 t海工吊遮挡的度数为1.92°，盲视扇形区域的总弧度度数为0.35+(0.54+1.92)×2=5.27°，满足要求。

(4)法规中对视域要求(2)中在盲视区之间的可视扇形区域应至少为5°，艏桅杆与前面起重机小吊之间的可视扇形区域为5.25°>5°，满足要求，起重机小吊与海工吊之间的可视扇形区域为3.79°<5°，不满足要求。

4 达到法规要求的解决方法

4.1 驾驶室视线越过前面起重机小吊

起重机小吊与海工吊之间的可视扇形区域满足不了大于5°的要求，如果视线越过吊机遮挡，前面起重机小吊的遮挡区域就可以取消，视线越过前面起重机小吊作图如图4。

图4 视线越过前面起重机小吊视线图Fig.4 Visibility of sight across the front crane

视线越过前面起重机小吊能解决可视扇形区域之间大于5°的要求，但法规中对视线要求第(1)条中从驾驶位置上所见的海面视域，在所有吃水、纵倾和甲板货状态下，自船首前方至任何一舷10°范围内均不应有两个船身以上的长度或500 m(取其小者)的遮挡，视线越过前面起重机后前面盲区A会加大，大于要求值498.8 m，满足不了此要求，此方法对本船不适用。

4.2 改变主甲板上吊机布置满足视线要求

改变甲板上吊机的布置[23-26]，可满足驾驶室视域的要求，比如船中海工吊向船尾移动9 600 mm，首部起重机小吊向中心移动600 mm，如图5所示。

(1)法规中对视域的要求(1)中，从驾驶位置上所见的海面视域，在所有吃水、纵倾和甲板货状态下，自船首前方至任何一舷10°范围内均不应有两个船身以上的长度或500 m(取其小者)，图5中遮挡长度跟改装前表1中的遮挡长度基本相同，满足要求。

图5 调整吊机布置满足视线要求Fig.5 Adjusted crane layout to meet the visibility requirements

(2)法规中对视域要求(2)中驾驶室外正横前方从驾驶位置所见的海面视域内任何由货物、起货装置或其他障碍物造成的盲视扇形区域的遮挡，应不超过10°，船首前方至任何一舷10°范围内每一单独的盲视区均应不超过5°，海工吊遮挡角度为2.12°，前部起重机小吊遮挡角度为0.54°，艏桅杆遮挡的度数为0.35°，都没有超过5°，满足要求。

(3)法规中对视域要求(2)中对盲视扇形区域的总弧度不应超过20°，艏桅杆遮挡的度数为0.35°，海工吊遮挡角度为2.12°，前部起重机小吊遮挡角度为0.54°，盲视扇形区域的总弧度度数为0.35+(2.12+0.54)×2=5.67°<20°，满足要求。

(4)法规中对视域要求(2)中在盲视区之间的可视扇形区域应至少为5°，艏桅杆与前面起重机小吊之间的可视扇形区域为5.05°>5°，前面起重机小吊与中间海工吊之间的可视扇形区域为5.05°>5°，满足。

如果因为盲区之间的可视扇形区域达不到5°去调整主甲板上吊机及桅杆的布置，调整吊机布置之后作业会很不方便，会对船舶结构等设计形成较大的影响，起吊跟扒载货物实现不了，对船舶的功能会形成限制。

4.3 将船中海工吊跟前面小吊盲区合并

因盲区之间的可视扇形区域达不到5°，将中间海工吊及前部起重机小吊作为一整个遮挡区域，如图6所示。

图6 中间海工吊及前部起重机小吊作为一个遮挡区域视线图Fig.6 Visibility plan of merging two crane’s blind sectors

(1)法规中对视域的要求(1)中，从驾驶位置上所见的海面视域，在所有吃水、纵倾和甲板货状态下，自船首前方至任何一舷10°范围内均不应有两个船身以上的长度或500 m(取其小者)，图6中遮挡长度跟改装前表1中的遮挡长度基本相同，满足要求。

(2)法规中对视域要求(2)中驾驶室外正横前方从驾驶位置所见的海面视域内任何由货物、起货装置或其他障碍物造成的盲视扇形区域的遮挡，应不超过10°，海工吊及前部起重机小吊作为一整个遮挡区域遮挡角度为6.26°，满足要求。船首前方至任何一舷10°范围内每一单独的盲视区均应不超过5°，艏桅杆遮挡的度数为0.35°，海工吊及前部起重机小吊作为一整个遮挡区域遮挡度数为4.57°，都没有超过5°，满足要求。

(3)法规中对视域要求(2)中对盲视扇形区域的总弧度不应超过20°，艏桅杆遮挡的度数为0.35°，海工吊及前部起重机小吊作为一整个遮挡区域遮挡度数为6.26°，盲视扇形区域的总弧度度数为0.35+6.26×2=17.77°<20°，满足要求。

(4)法规中对视域要求(2)中在盲视区之间的可视扇形区域应至少为5°，艏桅杆与前面起重机小吊及海工吊盲区之间的可视扇形区域为5.25°>5°，满足要求。

5 讨论

驾驶室视线关系到船舶的安全[27]，要满足法规中对驾驶室视线的要求，前期船舶设计时要充分考虑到驾驶室视域问题[28]。如本养殖工船，甲板上布置的设备多，可让视线越过障碍物[29]，此方法对艉楼高的船舶适用，如图1中A值还没达到两个船身长度跟500 m的小者，从驾驶位置跟A值最前端画一条直线，看是否能越过障碍物，如能越过障碍物则满足法规要求，但对本养殖工船不适用。可以增加新的观测点达到要求[30]，但此方法要得到船检部门及船东的认可。还可以移动甲板上的设备，直至满足要求，但此方法会影响船舶功能。

本研究通过将中间海工吊及前部起重机小吊作为一整个遮挡区域，合并两个单独的遮挡，达到了法规中对视域的要求，方便主甲板上遮挡物较多的船舶采用，采用此方法时可以合并甲板上大于2个的多个遮挡区域，但主甲板上设备的布置还是要尽量减少遮挡度数，保证驾驶室视线，保证船舶的安全。此方法如合并遮挡区域太多还是受到法规的限制，要参考法规的要求灵活运用。

6 结论

养殖工船作为可自航的船舶，主甲板上有遮挡视线的设备布置，要更加关注驾驶室视线的安全问题。通过合并两个吊机的遮挡区域，解决了船舶甲板上遮挡物分散且比较多引起的视线遮挡问题，满足了法规中对视域的要求，为类似养殖工船的船舶主甲板布置及视域做图提供借鉴。

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