陳奎英 李天威 徐 剛

（1.煙臺(tái)中集萊佛士船業(yè)有限公司 煙臺(tái)264000；

2.煙臺(tái)中集來(lái)福士海洋工程有限公司 煙臺(tái) 264000）

0 引 言

船舶所處的海域或水域環(huán)境復(fù)雜多變，隨時(shí)可能發(fā)生各種危及船舶和人命安全的緊急事件［3］。英國(guó)船東保賠協(xié)會(huì)、日本海上保安廳、德國(guó)不萊梅航運(yùn)經(jīng)濟(jì)研究所、澳大利亞運(yùn)輸部等很多機(jī)構(gòu)都進(jìn)行過(guò)專(zhuān)門(mén)的事故統(tǒng)計(jì)和專(zhuān)題研究。雖然各國(guó)各部門(mén)的統(tǒng)計(jì)分析資料和數(shù)據(jù)來(lái)源不同，但結(jié)論大致相同，即80%左右的事故是由于人為失誤所造成的［4］。因此，值班駕駛員（OOW）工作的重要性顯得尤為關(guān)鍵。一個(gè)合格且經(jīng)驗(yàn)豐富的值班駕駛員，雖可以有效降低事故的發(fā)生，但仍然無(wú)法杜絕事故發(fā)生。如何實(shí)現(xiàn)船舶的安全航行，已成為國(guó)際海事組織等機(jī)構(gòu)一直討論并急于解決的問(wèn)題。

1 海上事故分析及BNWAS產(chǎn)生的背景和要求

根據(jù)最新統(tǒng)計(jì)表明，船舶海損、機(jī)損及污染事故的發(fā)生，主要是船舶管理和船員任職資格方面的不足與管理上的過(guò)失所造成的。主要表現(xiàn)在：

（1）對(duì)安全航行的重視程度不夠；

（2）船員心理不健康或船員的素質(zhì)不高［4］。

船舶碰撞或者擱淺事故，多數(shù)是因駕駛員誤操作導(dǎo)致。

各船級(jí)社以及相關(guān)組織也采取了各種措施和管理法規(guī)來(lái)規(guī)范船舶的航行要求。從2001年7月的國(guó)際海事組織（IMO）航行安全分委會(huì)（NAV）第47次會(huì)議，直到在2008年6月國(guó)際海事組織航行安全分委會(huì)第54次會(huì)議，經(jīng)多次討論才最終決定通過(guò)船載橋樓航行值班警報(bào)系統(tǒng)配備要求的草案，并將該草案提交到在2009年5月召開(kāi)的MSC86次會(huì)議上審議并獲得通過(guò)。至此，該設(shè)備才在船舶上正式安裝并進(jìn)入實(shí)施階段［5］。

BNWAS的主要功能旨在通過(guò)提醒駕駛員注意，并對(duì)船舶的安全航行提供幫助，以有效減少人為因素引發(fā)的海難事故。根據(jù)第54次會(huì)議要求，BNWAS的安裝要求和系統(tǒng)要求如下：

（1）新增Reg.V/19-2.2.3條，要求從事國(guó)際航行船舶按下列要求安裝BNWAS；

① 在2011年7月1日或以后建造的150 GT及以上的貨船和不論尺度大小的客船；

② 在2011年7月1日以前建造的不論尺度大小的客船，不遲于2012年7月1日以后的第一次檢驗(yàn)；

③ 在2011年7月1日以前建造的3 000 GT及以上的貨船，不遲于2012年7月1日以后的第一次檢驗(yàn)；

④ 在2011年7月1日以前建造的500 GT及以上但小于3 000 GT的貨船，不遲于2013年7月1日以后的第一次檢驗(yàn)；

⑤ 在2011年7月1日以前建造的150 GT及以上但小于500 GT的貨船，不遲于2014年7月1日以后的第一次檢驗(yàn)。

該條還要求船舶在海上航行途中的任何時(shí)候，橋樓航行值班報(bào)警系統(tǒng)均應(yīng)保持運(yùn)行。關(guān)于“第一次檢驗(yàn)”的具體含義，參見(jiàn)MSC.1/Circ.1290通函的統(tǒng)一解釋。

（2）新增Reg.V/19-2.2.4條，要求在 2011年 7月1日以前安裝的BNWAS，主管機(jī)關(guān)可自行決定此后讓其免于完全符合國(guó)際海事組織通過(guò)的標(biāo)準(zhǔn)［6］。

2 BNWAS系統(tǒng)的應(yīng)用

在自動(dòng)化程度高速發(fā)展、人工智能不斷進(jìn)步的今天，船舶普遍實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)艙及一人橋樓操縱（one man bridge operation）。基于航行安全駕駛的規(guī)范要求，BNWAS系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

2.1作 用

BNWAS系統(tǒng)用于監(jiān)視駕駛室值班員的活動(dòng)。當(dāng)值班駕駛員失去履行其職責(zé)的能力時(shí)發(fā)出警報(bào)，盡可能避免與駕駛員操作有關(guān)的海上事故。特別是當(dāng)船舶處于自動(dòng)駕駛狀態(tài)時(shí)，BNWAS可以監(jiān)視駕駛員，避免駕駛室出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人值守的情況，能明顯提高駕駛員的警覺(jué)意識(shí)而避免失職。

2.2 工作原理

通過(guò)設(shè)定時(shí)間間隔的報(bào)警，提醒值班駕駛員進(jìn)行復(fù)位操作。如果沒(méi)有及時(shí)復(fù)位或者駕駛員不在崗，則報(bào)警會(huì)延伸到其他位置，比如船長(zhǎng)室或者其他駕駛員的位置，從而避免駕駛室出現(xiàn)長(zhǎng)期無(wú)人值守的情況。BNWAS的報(bào)警通常分為三級(jí)，各級(jí)報(bào)警如下：

一級(jí)報(bào)警：BNWAS的休眠期時(shí)間設(shè)定通常為3～12 min。如果在休眠期內(nèi)按下復(fù)位按鈕，則復(fù)位按鈕將重新開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。如果到達(dá)休眠期設(shè)定時(shí)間而沒(méi)有復(fù)位，就會(huì)發(fā)出報(bào)警。駕駛室值班員需按下復(fù)位按鈕，則休眠期重新開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。如果駕駛室值班員沒(méi)有按下復(fù)位按鈕，15 s視覺(jué)報(bào)警結(jié)束后，則會(huì)觸發(fā)聲光報(bào)警，此報(bào)警為一級(jí)報(bào)警。復(fù)位按鈕通常安裝在駕駛臺(tái)左右、海圖室、橋樓兩翼等區(qū)域。復(fù)位按鈕不允許安裝在駕駛室或瞭望區(qū)域以外的任何場(chǎng)所。

二級(jí)報(bào)警：在一級(jí)報(bào)警狀態(tài)下，如果15 s內(nèi)報(bào)警沒(méi)有復(fù)位，將發(fā)出二級(jí)聲光報(bào)警。二級(jí)聲光報(bào)警延伸到各個(gè)房間，二級(jí)報(bào)警單元通常安裝在船長(zhǎng)室、輪機(jī)長(zhǎng)室、大副室、二副室、三副室、餐廳、辦公室、娛樂(lè)室等區(qū)域。

三級(jí)報(bào)警：在二級(jí)報(bào)警狀態(tài)下，如果90 s（90～180 s，可調(diào)）內(nèi)報(bào)警沒(méi)有復(fù)位，將發(fā)出三級(jí)聽(tīng)覺(jué)報(bào)警。三級(jí)報(bào)警時(shí)，BNWAS的所有報(bào)警單元全部發(fā)出聲光報(bào)警。

此外，BNWAS無(wú)論在導(dǎo)航或航線控制系統(tǒng)忙碌時(shí)都應(yīng)該運(yùn)行，除非受到船長(zhǎng)控制。報(bào)警未確認(rèn)時(shí)的報(bào)警順序如圖1所示。

圖1 報(bào)警未確認(rèn)狀態(tài)時(shí)的報(bào)警順序［7］

2.3 系統(tǒng)配置

目前，國(guó)內(nèi)外多家廠家正在研發(fā)BNWAS。國(guó)外的有日本的FURUNO/JRC/TKC、丹麥的Uni-Safe，國(guó)內(nèi)的有章和電氣、嘉興科訊、杭州華雁、海蘭信等。此系統(tǒng)并不復(fù)雜，技術(shù)也趨于成熟。國(guó)內(nèi)的廠家大多數(shù)已取得中國(guó)船級(jí)社（CCS）認(rèn)證，目前正力求獲得其他船級(jí)社如ABS、DNV等的認(rèn)證，以適應(yīng)更廣闊的市場(chǎng)需求。

某船廠新建項(xiàng)目——兩艘50 000 t散貨船采用功能比較全面的BNWAS。該系統(tǒng)可以接入自動(dòng)舵、電子海圖（可選）和雷達(dá)系統(tǒng)（可選）。同時(shí)，BNWAS將實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)信息輸出到VDR，以記錄當(dāng)前的情況，便于日后查究。

通常，BNWAS系統(tǒng)的配置（如圖2所示）主要包括中央控制器，一級(jí)報(bào)警復(fù)位單元，二級(jí)報(bào)警單元，三級(jí)報(bào)警單元和人體感應(yīng)復(fù)位單元（可選）。BNWAS與其他系統(tǒng)有接口，如VDR、自動(dòng)舵、Radar（可選）、ECDIS（可選）等。BNWAS電源通常要求為DC 24 V或者AC電源。

圖2 BNWAS系統(tǒng)配置圖

2.3.1 中央控制器

中央控制器包括控制箱和顯示控制單元，通常安裝在駕駛室監(jiān)控臺(tái)上，主要是對(duì)各級(jí)報(bào)警進(jìn)行設(shè)置和調(diào)試，以及對(duì)監(jiān)視的駕駛臺(tái)其他設(shè)備進(jìn)行報(bào)警并顯示。同時(shí)，其也處理來(lái)自各按鈕和傳感器的信號(hào)，把相關(guān)信號(hào)輸出給相應(yīng)的設(shè)備。此設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)視模式通常有三種：自動(dòng)運(yùn)行模式、手動(dòng)運(yùn)行模式和關(guān)閉模式。自動(dòng)模式運(yùn)行時(shí)，此設(shè)備接入自動(dòng)舵控制系統(tǒng)的信號(hào)，時(shí)間顯示窗從休眠期開(kāi)始倒計(jì)時(shí)運(yùn)行，駕駛室值班員必須在一級(jí)報(bào)警發(fā)生前的時(shí)間段內(nèi)復(fù)位。如果駕駛員不動(dòng)作，則相應(yīng)的發(fā)出一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)報(bào)警，如此循環(huán)復(fù)位操作。此自動(dòng)運(yùn)行模式是當(dāng)船舶處于自動(dòng)舵運(yùn)行時(shí)，規(guī)范要求必須要采用的，以確保駕駛室值班員監(jiān)視船舶自動(dòng)駕駛的情況，駕駛員履行其值班職責(zé)。手動(dòng)運(yùn)行模式下，船舶沒(méi)有處于自動(dòng)駕駛狀態(tài)，其工作操作過(guò)程與自動(dòng)運(yùn)行模式相同，區(qū)別是此模式不接入自動(dòng)舵信號(hào)。關(guān)閉模式是BNWAS系統(tǒng)關(guān)閉，不再工作。

某些廠家還配置緊急鍵。如果長(zhǎng)按緊急鍵3 s，則會(huì)觸發(fā)三級(jí)報(bào)警，所有報(bào)警單元發(fā)出聲光報(bào)警；再長(zhǎng)按3 s，則消除報(bào)警。

2.3.2 報(bào)警單元

一級(jí)報(bào)警單元通常為復(fù)位按鈕，安裝在駕駛室和瞭望區(qū)內(nèi)，配置有復(fù)位按鈕盒報(bào)警顯示。報(bào)警顯示時(shí)，駕駛室值班員可以按下復(fù)位按鈕，BNWAS重新開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。二級(jí)和三級(jí)報(bào)警單元，安裝在駕駛室以外的主要區(qū)域，此設(shè)備配置有聲光報(bào)警顯示和系統(tǒng)運(yùn)行指示，但沒(méi)有復(fù)位按鈕。如果二級(jí)報(bào)警發(fā)出后，相關(guān)人員應(yīng)立即采取行動(dòng)到駕駛室查看，在駕駛室內(nèi)復(fù)位。否則將在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)繼續(xù)發(fā)出三級(jí)報(bào)警，通知相關(guān)人員，到駕駛室查看并復(fù)位。二級(jí)和三級(jí)報(bào)警單元之所以不在本地配置復(fù)位按鈕，就是避免相關(guān)人員在本地復(fù)位后不行動(dòng)而出現(xiàn)事故。

2.3.3 人體感應(yīng)復(fù)位單元

這是感應(yīng)人體的運(yùn)動(dòng)來(lái)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的探頭，一般應(yīng)用的有紅外的（人走過(guò)時(shí)光熱變化會(huì)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)），還有重力式的（人走過(guò)時(shí)重力變化會(huì)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)）。目前各個(gè)廠家選配的多是紅外的，通過(guò)檢測(cè)人體運(yùn)動(dòng)而確定值班員的狀態(tài)。如果值班員在規(guī)定的設(shè)置時(shí)間內(nèi)沒(méi)有任何動(dòng)作，則會(huì)依次觸發(fā)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)報(bào)警。如果值班員相應(yīng)操作，則BNWAS將根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)重新開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。此設(shè)備不需要值班員重復(fù)按下復(fù)位按鈕，而通過(guò)監(jiān)測(cè)值班員的肢體動(dòng)作實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位，確保值班員正常工作。

2.3.4 系統(tǒng)接口

BNWAS 與 VDR、自動(dòng)舵、Radar、ECDIS 等系統(tǒng)有接口，目前常用的接口是VDR與自動(dòng)舵。此外，BNWAS還應(yīng)輸出本系統(tǒng)的電源狀態(tài)到全船自動(dòng)控制系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)BNWAS系統(tǒng)電源供應(yīng)是否正常。

3 對(duì)安全航行值班的作用和重要性

BNWAS最初只是一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)時(shí)系統(tǒng)。給其設(shè)定一個(gè)時(shí)間，當(dāng)計(jì)時(shí)結(jié)束，系統(tǒng)開(kāi)始報(bào)警；復(fù)位后，重新開(kāi)始計(jì)時(shí)。如今，該系統(tǒng)在使用過(guò)程中會(huì)碰到哪些情況，系統(tǒng)會(huì)如何響應(yīng)，同時(shí)又存在哪些不足之處？對(duì)此，本文將逐一分析，為安全航行提供一些參考。

對(duì)于報(bào)警復(fù)位的問(wèn)題，BNWAS要求值班員在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)重復(fù)復(fù)位，否則將依次觸發(fā)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)報(bào)警。仔細(xì)想來(lái)，海上情況瞬息萬(wàn)變，可能發(fā)生多種情況。比如，遇到其他船舶時(shí)，駕駛員可能正忙于操舵而無(wú)法進(jìn)行復(fù)位操作。此時(shí)報(bào)警系統(tǒng)若仍遵循之前的設(shè)定發(fā)出報(bào)警，是否會(huì)引發(fā)不必要的緊張，且對(duì)駕駛員產(chǎn)生一定影響而不利于避碰？于是，大家有了新的思路。通過(guò)一些感應(yīng)器件，如捕捉人物行動(dòng)的感應(yīng)器、地板壓力探測(cè)的感應(yīng)器、或者駕控臺(tái)上相關(guān)設(shè)備的操作等等手段去感知駕駛員的動(dòng)作，從而使系統(tǒng)辨別駕駛員的存在。這在一定程度上減少了駕駛員的按鍵復(fù)位操作，有利于其專(zhuān)注于航行情況。需要了解的是，有的船級(jí)社（例如DNV）不接受這樣的運(yùn)動(dòng)傳感器，有的船旗國(guó)（如新加坡）認(rèn)為船晃動(dòng)或者有飛蛾類(lèi)小動(dòng)物也可能會(huì)引起復(fù)位。上述問(wèn)題目前仍在爭(zhēng)議中，尚無(wú)解決辦法。又如，有時(shí)當(dāng)駕駛員困倦時(shí)，往往還在操舵。這時(shí)的他對(duì)周?chē)那闆r已經(jīng)不能作出及時(shí)、正確的判斷，但感應(yīng)器此時(shí)卻仍認(rèn)為駕駛員在崗而不觸發(fā)警報(bào)，這就相當(dāng)危險(xiǎn)了。因此，判斷駕駛員是否能夠正常操作，需要系統(tǒng)設(shè)計(jì)者根據(jù)實(shí)際情況深思熟慮。

在BNWAS安裝實(shí)施的過(guò)程中，國(guó)際海事組織（IMO）也在會(huì)議上多次提出問(wèn)題并討論，如：

（1）NAV53次會(huì)議上，分委會(huì)對(duì)丹麥的提案要求150 GT及以上船舶配備BNWAS進(jìn)行了討論。主要有以下意見(jiàn)：

①BNWAS的配備不能導(dǎo)致駕駛室配員減少；

②BNWAS應(yīng)是基于傳感器的，而不僅只是一個(gè)按鈕；

③BNWAS不是解決駕駛員疲勞的方法；

④日本認(rèn)為目前的標(biāo)準(zhǔn)不適合于500 GT以下的小船，在考慮配備時(shí)需要對(duì)性能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改。

⑤ 國(guó)際航運(yùn)公會(huì)（ICS）、國(guó)際船長(zhǎng)協(xié)會(huì)聯(lián)合會(huì)（IFSMA）等國(guó)際組織認(rèn)為，決定是否強(qiáng)制配備之前還需要進(jìn)一步研究其必要性。該意見(jiàn)得到了部分代表的支持［8］。

（2）國(guó)際海事組織（IMO）在2009年7月召開(kāi)的航行安全分委會(huì)第55次會(huì)議（NAV55）上討論并通過(guò)了英國(guó)和丹麥提案中關(guān)于BNWAS的復(fù)位功能，包括以下三種形式：

①單一的操作動(dòng)作，如一個(gè)手動(dòng)操作按鈕或觸摸屏幕；

②識(shí)別身體動(dòng)作的設(shè)備，如探測(cè)人體出現(xiàn)和移動(dòng)的傳感器或探測(cè)人體移動(dòng)的地板壓力墊；

③識(shí)別不必伴有身體移動(dòng)的思維活動(dòng)的設(shè)備，如話語(yǔ)識(shí)別傳感器或手動(dòng)操作駕駛臺(tái)設(shè)備發(fā)生的改變。

同時(shí)還注意到MSC128（75）規(guī)定了 BNWAS的三種工作模式：自動(dòng)、手動(dòng)開(kāi)、手動(dòng)關(guān)。但SOLAS V／19．223要求BNWAS在船舶航行時(shí)才工作，所以自動(dòng)模式在滿足SOLAS公約的船舶上沒(méi)有用處。分委會(huì)認(rèn)為，在2011年7月1日BNWAS配備要求生效之前，不可能改變性能標(biāo)準(zhǔn)。為了符合性能標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)備將包括自動(dòng)模式，盡管這一操作模式在SOLAS 船舶上不會(huì)使用［9］。

盡管如此，BNWAS對(duì)船舶安全航行的重要作用還是一目了然的。隨著船舶技術(shù)的不斷進(jìn)步，海事規(guī)范的不斷完善，船舶航行的安全程度定會(huì)與日俱增。如果再結(jié)合目前的E-Navigation戰(zhàn)略，必會(huì)增強(qiáng)船舶的海上安全航行能力。

4 結(jié) 論

很多船舶事故是由人的誤操作引發(fā)的，但船舶的安全航行目前還離不開(kāi)人的操作或監(jiān)控。BNWAS的出現(xiàn)，在一定程度上減少了由于駕駛員疲憊或者不在操舵位置引發(fā)的海難，但絕不能因?yàn)橛辛诉@套系統(tǒng)，而忽視駕駛員的作用。船舶的安全駕駛，除了要考慮設(shè)備自動(dòng)化先進(jìn)性與可靠性，還應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行各國(guó)際海事組織和相關(guān)船級(jí)社等制定的規(guī)章制度、規(guī)范條款，科學(xué)管理并不斷提升船員素質(zhì)與技能，這樣才能盡可能減少或者避免事故。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，船舶各方面的設(shè)備也在不斷優(yōu)化。相信不久的將來(lái)，會(huì)有更多更先進(jìn)的系統(tǒng)出現(xiàn)，確保船舶安全航行。

［1］IEC62616 Edition 1.0.Maritime Navigation and Radio Communication Equipment and Systems-Bridge Navigational Watch Alarm System （BNWAS）［S］.2010.

［2］IMO.MSC.128（75） for BNWAS MSC 75/24/Add.1 ANNEX 11 Recommendation on Performance Standards for a Bridge Navigation Watch Alarm System （BNWAS）［S］.London：2010.

［3］葛瑞劍，桑承德.船舶安全管理的現(xiàn)狀分析研究［D］.煙臺(tái)：2011.

［4］許云剛.海上事故的人為因素［J］.中國(guó)水運(yùn)，2009（2）：50-51.

［5］柳邦聲.駕駛臺(tái)航行值班報(bào)警系統(tǒng)（BNWAS）的組成與安裝［J］.航海技術(shù)，2010（3）：41-43.

［6］IMO.國(guó)際海事組織航行安全分委會(huì)第54次會(huì)議（NAV54）［R］.倫敦：2008.

［7］章和電氣.橋樓航行值班報(bào)警系統(tǒng) X-4300［EB/OL］.http：//www.jumho.cn.

［8］IMO.國(guó)際海事組織航行安全分委會(huì)第53次會(huì)議（NAV53）［R］.倫敦：2007.

［9］IMO.國(guó)際海事組織航行安全分委會(huì)第55次會(huì)議（NAV55）［R］.倫敦：2009.