客滚船安全返港电缆路径设计浅析

沈 杰，张慧亮

（招商局邮轮研究院（上海）有限公司，上海 200137）

0 引 言

根据《国际海上人命安全公约》（International Convention for the Safety of Life at Sea，SOLAS）的规定，2010年7 月1 日之后建造的船长大于等于120 m或具有2 个以上主竖区（Main Vertical Fire Zones，MVZ）的客船（包括客滚船）需满足安全返港（Safe Return to Port，SRtP）要求。SRtP规范作为现代客船的重要规范，要求：当客船发生事故界限范围内的火灾或进水事故之后，能依靠自身动力安全返回最近的港口，同时能提供安全区域，以容纳船上的所有人员。当前有关客船SRtP的法规只是1 个目标性标准，并无详细的描述性指导准则可应用到具体设计中，加上SRtP设计从概念设计开始，是一项贯穿设计、建造、调试和验证全过程的庞杂的系统工程，如何满足SRtP要求成为了新造客船项目需考虑的重要问题之一。

由于SRtP要求采取分隔、双套、冗余和保护等方式，或这些方式的组合满足法规的设计衡准的要求，对客船的总布置、推进系统、空船自重、能效设计指数和造船成本等都有很大的影响，因此系统冗余应得到最大限度的优化。因此，有必要在概念设计阶段就考虑SRtP 的设计策略。在该阶段，侧重于规划各功能区域的基本布局，并选择安全区域，规划主要设备布置、重要系统管道和主干电缆路径等方案，同时着重消化法规要求，并与船级社和船旗国沟通，确认有无特殊要求。

本文以某高端客滚船的SRtP实践为例，简要介绍SRtP功能区域的布局和电缆路径的设计思路与要求。

1 SRtP功能区域布局

对于2010 年7 月1 日以后建造的客滚船，要求其满足SRtP 要求。根据SOLAS Ch. II-1 Reg. 8-1 和Ch.II-2 Reg. 21 & 22 的要求，除了客滚船常规需要的功能区域以外，还要特别考虑：

1）双机舱。通常采用配置前、后机舱或左、右机舱的方式，若机舱空间不够大，可考虑在艏部增加前、后2 个泵舱，作为机舱的补充空间。本文所述船舶即采用前、后2 个机舱加上前、后2 个泵舱的方式，当发生进水或火灾事故之后失去其中任意一组时，另外一组还能满足SRtP最基本的功能需求。

2）双舵机舱。通常采用配置左、右2 个舵机舱的方式，当发生进水或火灾事故之后失去其中任意一个时，另外一个还能满足SRtP最基本的功能需求。

3）驾驶室和备用驾驶室。本文所述船舶的备用驾驶室设置在MFZ1 最顶层甲板上，当发生火灾事故之后失去任意一个时，另外一个还能满足SRtP最基本的功能需求。

4）安全区域。本文所述船舶在上层建筑的3 个主竖区内配置了3 个安全区域，当发生火灾事故之后失去任意一个时，另外2 个安全区域还能容纳船上所有人员，且满足SRtP安全区域基本的功能需求。

2 SRtP电缆主干路径设计原则

在SRtP主要功能区域布局完成之后，为保证在发生事故界限范围内的事故之后，各功能区域还能满足SRtP最基本的功能需求，除了一些保障SRtP系统正常运行的管路有特殊要求之外，相关电缆路径的设计和实施也是非常重要的因素。

以本文所述船舶为例，前、后2 个机舱都配置有单独的主配电板，使得前、后2 个机舱的主配电板都能为各自的配电网供电，形成一个冗余系统，并将与SRtP相关的电缆通过完全不同的A-class空间布线。图1 为SRtP电缆主干路径设计原则，主配电板电网的主要电缆路径设计原则是采用自下而上的方式。此外，应急配电板电网的电缆路径会形成自上而下的方式，可用于弥补主配电板受损造成的供电缺口。

图1 SRtP电缆主干路径设计原则

根据机泵舱、舵机舱、驾驶室和安全区域等4 个重要的功能区域的特点，SRtP主干电缆路径设计应遵循以下原则。

2.1 机泵舱

本文所述船舶因机舱空间有限，在艏部MFZ1 处额外设置了前、后2 个泵舱，将其作为机舱空间的补充。前机舱与后泵舱一组，后机舱与前泵舱一组，搭配运行。对于这2 组区域间的SRtP电缆路径设计原则，从图1 中可看出：从前机舱主配电板至后泵舱的电缆路径可利用货舱底部水平管隧布线；从后机舱主配电板至前泵舱的电缆路径需利用3 甲板上的MFZ6 滚装区域布线，以实现2 组区域间的SRtP电缆完全隔离，不会因为任何一处空间进水或火灾事故导致2 组机泵舱同时失去，保障SRtP场景下船舶动力和电源的可靠供应。

2.2 舵机舱

本文所述船舶配置左、右2 个舵机舱，从图1 中可看出：左舵机舱的主电源来自于前机舱主配电板，电缆经过MFZ6 滚装区域到达左舵机舱；右舵机舱的主电源来自于后机舱主配电板，电缆经过艉部区域（MFZ4）3甲板下方到达右舵机舱。此外，2 套舵机涉及到的SRtP控制、舵角指示和通风设备的电缆等也需利用不同的主竖区或A级空间布线，以实现2 套舵机的相关SRtP电缆路径完全隔离。

2.3 驾驶室

驾驶室到前、后2 个机舱的SRtP电缆路径要分开，从图1 中可看出：来自于前机舱主配电板的主电源电缆先经过7 甲板下方的MFZ6 滚装区域，再通过位于MFZ1 的2 号梯道内的垂直主干通道至8 甲板，最后在8甲板进入驾驶室底部；来自于后机舱主配电板的主电源电缆先通过位于MFZ4 的7 号梯道内的垂直主干通道至9 甲板，再向前经过MFZ3 和MFZ2 到达驾驶室，以实现驾驶室内SRtP设备所需的2 路电缆完全隔离。此外，驾驶室和备用驾驶室中来自应急配电板的应急电源应通过不同的甲板布线，至雷达天线、VHF天线、航行灯等SRtP航行必备设备的电缆也应通过不同的甲板或者不同的A级空间来进行布线，以防止因火灾损坏电缆而导致2 个驾驶室同时失去功能。

2.4 安全区域

本文所述船舶的安全区域为上层建筑任意2 个主竖区组合，从图1 中可看出：为MFZ1 安全区域服务的主电源来自于前机舱主配电板，电缆先经过7 甲板下方的MFZ6 滚装区域，再通过位于MFZ1 的2 号梯道内的垂直主干通道到达安全区域1；为MFZ3 安全区域服务的主电源来自于后机舱主配电板，电缆通过位于MFZ4的7 号梯道内的垂直主干通道直接到达安全区域3；为MFZ2 安全区域服务的主电源需要来自于前、后2个机舱主配电板，电缆路径分别跟从为MFZ1 和MFZ3 供电的电缆路径到达安全区域2，以实现在发生事故界限范围内的事故之后，还能保证2 个安全区域正常工作。

3 SRtP系统电缆路径注意要点

除了要遵循SRtP主干电缆设计原则以满足SRtP规范的要求之外，有些系统在进行系统设计和电缆路径设计时还需考虑满足主规范的一些要求。作为设计方，需尽量考虑在满足SRtP 最基本的功能需求的同时，如何让船舶在不增加成本的情况下，通过对电气原理或回路设计进行调整及对电缆路径进行设计，使其在发生事故界限范围内的火灾或进水事故之后，仍能保留完善的功能，为SRtP场景提供可靠的保障，并争取提升船东的满意度。下面简要介绍本文所述船舶的几个系统的电缆路径设计要求。

3.1 内部通信——UHF系统

本文所述船舶的特高频（Ultra High Frequency，UHF）无线电通信系统作为船舶发生事故之后，消防、损控或撤离时船员内部双向通信的主要手段，原则上除了发生事故的舱室，其他区域的UHF 系统应不受影响。系统设计采用双机柜环网形式，每个天线回路的电缆尽可能地不重复穿过同一个A级空间，以避免受火灾的影响，造成事故界限外较多的天线丢失功能，影响消防救援工作开展过程中的信息沟通。图2 为客滚船UHF系统电缆主线设计原则。

图2 客滚船UHF系统电缆主线设计原则

3.2 内部通信——广播系统

本文所述船舶广播系统采用双机柜A、B路形式，原则上除了发生事故的舱室，其他区域的广播系统能正常工作。按SOLAS第Ⅲ章节B部分第6 条5.3 的要求：客船广播系统应至少有2 个回路，每个回路电缆应足够分开，并有2 个独立的放大器。这就要求2 个回路的电缆尽可能做到物理隔离，在设计电缆路径时一定要考虑充分。另外，考虑到规范对客船有特殊的火警报警要求，在进行系统设计时对各主竖区船员和乘客处所进行妥善分组，每组的电缆在进行路径设计时也采用A路与B 路对向布线，尽量不穿过无关的A-class空间及避免重复穿过，使船舶在发生事故界限范围内的事故之后，PAGA功能在满足规范要求的情况下尽可能地更完整，为乘客和船员的安全疏散或撤离提供保障。

3.3 进水探测系统

按照国际海事组织（International Maritime Organization，IMO）MSC.1-Circ.1291 的解释，进水探测系统应连续供电，并在失去正常电源时自动切换到备用电源。本文所述船舶的进水报警系统采用与船舶监测报警系统相结合的方式（见图3），每个探测点位布置2 台传感器或采用双信号输出的传感器，每个点位的信号通过2 根电缆送到位于水线以上并处于不同A级舱室的2 个船舶监测报警系统的信号采集箱。在进行路径设计时要注意，除了传感器所在舱室外的路径必须利用完全不同的A级空间布线，以保证船上发生任意事故界限范围内的事故之后，不在事故范围内的传感器仍能正常工作，在安全中心或指定的值班处所都能获得这些传感器的状态。

图3 客滚船进水探测系统电缆设计原则

3.4 火警探测系统

本文所述船舶火警系统采用双机柜回路设计，原则上除了事故舱室，其他区域应保证火警探测系统可正常工作。电缆路径除了SRtP本身的一些要求之外，还需满足《国际消防安全系统规则》（International Code for Fire Safety Systems，FSS Code）第9 章第2.1.4.4 节的要求，即：任何回路不能2 次穿过同一防火空间，若实在做不到，则2 次穿入点尽可能远离。这对于具有众多A级舱室布局的客滚船而言是很难做到的，需在设计电缆路径时通过调整系统回路顺序、利用不同的甲板空间、必要时增加A60 电缆管等措施，尽可能地避免2次穿入的情况出现，以保证事故外区域的火警探测系统功能的完整性。

4 结 语

客滚船SRtP电缆总量约占全船电缆的30%，SRtP电缆路径作为整个SRtP分析的重要组成部分，不仅需要可靠的设计输入和严谨的风险分析，而且还需将设计原则严谨地贯彻到整个建造过程中，确保现场施工中的实际电缆路径与SRtP指导文件和分析文件完全一致，这对后续报验、调试和交付等环节各项工作的开展都至关重要。本文所述船舶的SRtP涉及19 个系统约4 000 根电缆，通过合理设计和有效管控，实现了一次性通过所有报验。本文还有一些需改进的地方，比如在SRtP电缆报验过程中，船厂和船检都花费了较长的时间，在实船上按电缆表册一根一根地验证。若能实现在3D 设计软件中展现出SRtP 电缆路径经过的各个空间，船厂质检和船检就可在办公室内快速完成，再随机抽取一些电缆进行实船验证即可，这将有效减少报验时间，提升项目进度。相信随着国内SRtP项目的日益增加，这种方式很快就会应用到实船上。

目前不同船级社对SRtP的要求有所不同，在具体项目执行上也会有所差别，单船经验不一定适用于其他项目，本文所述SRtP电缆路径设计可供业内人士参考。