55 600载重吨化学品船一人桥楼设计

陈建清

(中船澄西船舶修造有限公司,江苏 江阴 214433)

0 引言

一人桥楼不仅能降低驾驶人员的劳动强度,还能提高船舶的航行安全,因此一人桥楼将被广泛应用于各大船舶。一人桥楼是指一个人就可以监控船舶的运行状态并且根据桥楼的相关信息对船舶进行操纵,从而降低成本[1]。一人桥楼的设计,涉及面较广,除了通讯导航设备的配置以外还对视线、通道、照明、工作环境及人体工程学方面有很高的要求,对船舶各专业都有着特殊的设计要求[2]。要取得船级社一人桥楼NAV1的入级符号,标有制造厂、型号和主管机关认可情况的航行设备清单,以及航行通讯和安全设备的供电图、驾驶室相关设备布置图、驾驶室视线图、标明窗户倾斜角度及窗户上下边缘高度和控制台尺寸的驾驶室剖面图、各工作站的图纸、一人桥楼设备试验程序等都需要提供给船级社审核并得到船级社的认可。

本文以某55 600载重吨化学品船为研究对象,对英国劳氏船级社(LR)一人桥楼NAV1入级符号要求进行研究,为后期同样船取得船级社入级符号具有参考意义。

1 驾驶室及各工作站的视线要求

1.1 驾驶室的视线要求

驾驶室内的视线要求,应尽可能在驾驶室的内部观察到任何方向上航行的所有船只,包括其他交通设备和航标,观察者在驾驶室内部移动时能够有船舶周围360°的视野。

1.2 驾驶室指挥处所及航行工作站处的视线要求

(1)艏向垂直视线要求:在船舶航行时的各个装载工况下,不管船舶的吃水、纵横倾和甲板上装货的情况如何,从驾驶室的指挥处所及航行工作站处往海面观看,往船首左右舷各10°的前方,2个船长或者500 m(取较小者)以外的视野不能受到任何物体的遮挡。

(2)水平视线要求:驾驶室指挥处所及航行工作站处水平视线需满足225°,即从左舷的横后方22.5°通过正前方至右舷的横后方22.5°这一区域内,见图1(实线)。

船舶正前方驾驶室外部的货物、起吊设备和其他障碍物导致妨碍从驾驶室指挥处所和航行工作站处观看海面的盲区每侧不能大于10°,总的盲区不能大于20°,并且在盲区之间的清晰观察扇区应至少为5°。因此,每一单个盲区不能大于5°。

1.3 操舵处所的水平视线要求

为了确保舵手在狭窄水域安全操纵船舶,操舵处所的视线需满足正前方往左右两侧至少各有60°的要求,见图1(虚线)。

1.4 翼桥的水平视线要求

每侧翼桥的视线是从另一侧船首方向至少45°起,通过正前方,再往后180°的区域范围内。并且通过驾驶室从右侧的翼桥能够直接看到左侧翼桥,在翼桥能够看到船舷,见图2。

图2 翼桥水平视线要求(左右舷对称布置)

1.5 航行工作站以外的其他工作站水平视线要求

航行工作站以外的其他工作站应能够保持有效的瞭望,至少从左舷侧的正横方向,经过正前方到右舷侧正横后方22.5°的范围,见图3。

图3 其余工作站水平视线要求

2 驾驶室窗的设计要求

所有驾驶室的窗户需采用防碎钢化玻璃制成,并且玻璃的强度应该跟桥楼暴露于风暴海况的程度相当。窗户的宽度要尽可能地大,窗户之间的窗隔要尽可能地小,在任何工作站的正前方或者船舶的中心线上不能有窗隔。

驾驶室窗要求见图4。为了尽可能地降低驾驶室内部光线的反射,桥楼窗户应偏离垂直面,顶部向外倾斜,倾斜角度在10°～25°之间。驾驶室前面窗户下边缘的位置需确保位于航行工作站处的工作人员越过船首往前看,不应挡住任何所要求的视线。前面窗户下边缘的位置要尽量低,尽可能不要高于甲板面以上1 000 mm。上边缘应确保在指挥处所眼睛高度为1 800 mm的工作人员,在恶劣海况纵倾的时候,能往前看到水平线,并且尽可能地高于甲板面往上2 000 mm。

图4 驾驶室窗要求(单位:mm)

不论天气情况如何,任意时刻都要能够在指挥处所、航行工作站处和在翼桥的前方,透过窗户后能有清晰的视线。因此,该船在驾驶室正前方的7扇窗户上都安装了大功率雨刮器及喷水装置。

另外,在强烈阳光照射下需要保证有清晰的视线,因此需要安装色彩失真度最小的遮阳帘,遮阳帘应该方便拆除而不能固定安装。在桥楼外部窗户的下方,应该装有维护平台,以防止在雨刮器等系统出现故障的时候能够手动清洁窗户。该船的驾驶室前窗都配有电加热丝,并且单独配有除雾系统。

3 驾驶室的工作环境

3.1 照明

驾驶室要提供足够的照明,在白天和夜间的亮度使桥楼的工作人员能够顺利完成所有桥楼上的任务,包括维护保养、海图查看、航线绘制、资料查阅、信息记录等工作。桥楼上所有的控制面板、显示器、指示仪表、键盘等都应能依靠设备自身的内部照明或者驾驶室内的照明确保在夜间能够看见。照明系统应具有一定的灵活性,使桥楼人员能按桥楼不同区域的要求和各单独仪表和控制台的需要,调节照明的亮度。指示仪表、显示器、键盘及控制面板的灯光亮度都能够调到零,但是报警指示的光及调光器的控制面板应保持为可见。

当船舶在夜间航行的时候,需要使用照明的处所及设备上的亮光不应该影响到夜航视线,可以使用红灯。红灯在布置的时候需要注意,不可以被其他船只误认为是某种航行灯,并且设计时应该防止眩光。在海图台的上方区域不能装有红灯,以免因为色彩引起混淆。该船在设计的时候仅在驾驶室控制台上方安装了4盏可调光红灯。为了减少桥楼前面区域不必要的光亮,只有船舶航行安全和操纵必须配置的仪表才布置在这个区域。对于主甲板面和上层建筑外走道的照明,这些会涉及到安全航行的灯,需要从桥楼进行远程遥控,因此在驾控台上安装了室外灯控制面板。

3.2 噪声

桥楼上的噪声不应干扰到通话、掩盖报警声响或使桥楼的人员感到不适。在良好的天气下,驾驶室内的环境噪声不应超过65 dB。该船在试航时测得驾驶室环境噪声为59.2 dB,满足所有规范要求。

3.3 空调及加热

根据气候状况设有合适的空调或机械通风连同足够的加热设备,以保持驾驶室的温度在14～30 ℃范围内,且湿度在20%～60%范围内。该船在驾驶室配备了独立的柜式空调,并且中央空调系统也同时送风到驾驶室作为备用系统。

3.4 外部声音信号

为了保证在门窗全部关闭的情况下,在驾驶室内可以听到外部声音信号并且能够确定其方向,该船安装了声音接收系统。麦克风单元安装在罗经甲板前部,用于接收声音信号。驾控台安装主控制板,能够听到外部声音并显示声音来源方向。

3.5 其他

为避免对人员身体造成伤害,桥楼不应该有尖锐的边缘或突出物;驾驶室内和工作站周围应装有足够的扶手,在风浪天气中能安全走动或站立;驾驶室应设有座位,并且在风暴天气下有紧固的措施;驾驶室的入口处的门应能从内部用一只手关闭,并且翼桥的门不应该是自动关闭的,应该有保持开启状态的设施。

4 驾驶室的通道及其高度

4.1 通道

驾驶室内应有最少700 mm宽的无阻碍通道,使人们能够方便地在桥楼活动。特别要注意下列直达路线:

(1)从桥楼翼台至另一侧桥楼翼台,最少有1 200 mm宽的无阻碍通道。

(2)从内部入口到桥楼翼台至另一侧翼台的路线之间应设有最少700 mm宽的无阻碍通道。

(3)在相邻的工作站之间应设有最少700 mm宽的无障碍通道。

(4)在桥楼前壁或贴着前壁设置的任何控制台及设备与远离前方布置的控制台或设备之间,应布置有最少800 mm宽的无阻碍通道。

需要注意的是,在工作站操作所必须的空间应该认为是工作站的一部分,而不是通道的一部分。

4.2 驾驶室的高度

驾驶室的净高在设计时需要考虑布置在驾驶室顶板的设备尺寸。驾驶室甲板面到天花板下侧之间的净高最少需为2 250 mm;在敞开处所、通道和站立的工作站区域,天花板上安装设备下边缘的净高最少为2 100 mm。该船驾驶室净高为2 400 mm,并且天花仪表板的布置避开了前走道。

5 工作站

工作站是执行某一特定活动的一项或者多项任务的部位。工作站一般可以分为航行工作站、主操舵位置、驾驶室指挥部位、航程计划工作站、系泊作业工作站等。驾驶室工作站的布置见图5。

图5 驾驶室工作站的布置

5.1 航行工作站

航行工作站的布置应该能够确保在正常工作条件下一个人能够有效的工作。该工作站区域应足以让至少2个操作人员同时使用这些设备。

指示仪表和控制面板的布置能够在任何正常工作位置上允许使用对航行和操纵必须配置的所有仪表及控制器。

航行工作站是驾驶人员可以针对水流和交通情况,决定、实施和保持航向航速的所有有关任务的工作站。航行工作站的仪表和控制器能够让驾驶员从事如下工作:分析交通状况;监视船舶位置、航行方向、航行轨迹、航行速度、时间、螺旋桨转速和螺距、舵角、水深、回转速率、风速风向;改变航向和航速;发出和接收声音信号;控制航行灯;监视和应答航行报警;确认驾驶员保持良好状态和值班警觉意识及记录航行数据等。

因此,在航行工作站应配有下列设施:雷达工作站、船舶定位系统显示器、测深仪显示器、计程仪显示器、电罗经显示器、磁罗经显示器、风速风向显示器、操舵控制器及指示器、回转速率指示器、航向/航迹控制器和指示器、推进装置控制器和指示器、值班安全系统应答及启动、自动电话及声力电话、广播控制板、甚高频(VHF)无线电话、子钟、雨刮器控制面板、航行灯控制板、汽笛控制板、莫尔斯灯键、驾驶室/设备照明控制板、船舶自动识别系统(AIS)、声音接收系统。

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关控制器和仪表所在的部分。主操舵位置一般应该位于船舶中心线上,除非前方视线受到大的桅杆、起重机等的妨碍。在这种情况下操舵位置需移至中心线的右侧,偏移的距离应确保有清晰的前视视域,并且应该设置日夜使用的特殊操舵基准。

该船的主操舵位置位于船舶的中心线上。

5.3 指挥处所

指挥处所是驾驶人员指挥、操纵和控制船舶时所在桥楼上的地方。一般在靠近驾驶室前面中间的窗户处设置一个恰当的指挥处所。如果中心线的视线受到大的桅杆、起重机等妨碍,则应该设置2个附加的指挥部位,确保前方有清晰的视野。指挥部位分别在中心线的左右侧,相距不超过5 m,指挥部位的宽度足够容纳2位人员。

5.4 航程计划工作站

驾驶人员可以进行如下相关工作而不影响船舶实际航行的工作站:检查和更新海图及其他有关文件;一次航程的路径、航向、航速和转向的设计;计算航程中到达各点的大概时间;确定并绘制船舶位置。

航程计划工作站即为海图区,应有如下设备:海图显示和信息设施、船舶定位系统、时间指示器。航程计划工作站的时间指示需要与航行工作站的时间指示来自同一个系统。电子海图需要安装在该工作站,并且海图桌的大小应足以放下国际海上交通经常使用的各种大小海图,并且需配有海图灯。

LR的NAV1一人桥楼主要关注上述几个工作站,其他船级社的一人桥楼还有系泊区域工作站、安全工作站、通讯工作站等其他工作站的布置要求。

6 结论

(1)通过对LR一人桥楼的研究,能够看出LR在指导设计及实船安装中对各个控制站视线及工作站的配置安装都有具体的要求,为船舶设计者提供了理论依据。

(2)一人桥楼的设计并不仅仅是为了减少船员数量,而是在很大的程度上是为了确保航行的安全。一人桥楼能够最大限度地排除人为因素而影响到航行安全。随着船舶智能化的发展,一人桥楼的设计应用已经越来越广泛。