程慧勇，秦金歡

（1.新世紀(jì)船舶設(shè)計(jì)研發(fā)（上海）有限公司，上海 201203；2.金海重工股份有限公司上海分公司，上海 201120）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，船舶的自動(dòng)化程度越來越高，船上的設(shè)備也日益繁雜，越來越多的設(shè)備需要在駕駛室內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控。為了降低駕駛員的工作強(qiáng)度、有效提高船舶航行的安全性，“一人橋樓”的概念應(yīng)運(yùn)而生。一人橋樓規(guī)范的目的就是通過對(duì)駕駛室進(jìn)行符合人體工程學(xué)的布置，使駕駛員能夠更高效地對(duì)船舶進(jìn)行操控，以確保船舶航行的安全。一人橋樓的設(shè)計(jì)涉及面較廣，除了對(duì)航行儀器和設(shè)備的配置有很高的要求外，在橋樓結(jié)構(gòu)、駕駛室視野、工作環(huán)境及工作站的布置等方面也有較高的要求，需要各個(gè)專業(yè)的技術(shù)人員協(xié)同設(shè)計(jì)。本文將結(jié)合 2 500 TEU集裝箱船的一人橋樓設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)介紹GL船級(jí)社NAV船級(jí)符號(hào)的具體要求。

1 2500TEU集裝箱船介紹

2500TEU集裝箱船總長(zhǎng)195.0m、型寬32.2m、型深17.0m、設(shè)計(jì)吃水9.5m、結(jié)構(gòu)吃水11.5m，最大裝載2 500個(gè)標(biāo)準(zhǔn)箱。與傳統(tǒng)支線箱船相比，該船擁有多項(xiàng)性能和箱位優(yōu)勢(shì)，可裝載冷藏箱位達(dá)710個(gè)、超寬箱位270個(gè)，滿足GL船級(jí)社的E3級(jí)冰區(qū)要求及DNV船級(jí)社（挪威船級(jí)社）Winterized Basic船級(jí)符號(hào)的要求。該船安裝了具備國(guó)內(nèi)最大處理能力的脫硫系統(tǒng)，保證船舶在連續(xù)航行15天所排放尾氣的硫含量低于0.1%，預(yù)計(jì)減少廢氣排放7 t/d。

該船船級(jí)符號(hào)為：GL+100A5,E3,Container ship,NAV,DG,IW,BWM(D2),RSD(F25),LC+MC,AUT,EP-D,CM-PS,DNV “WINTERIZED BASIC”。

2 GL船級(jí)社的一人橋樓船級(jí)符號(hào)

GL船級(jí)社的一人橋樓船級(jí)符號(hào)有2個(gè)，即NAV和NAV-INS[1]。NAV表示船舶在遠(yuǎn)洋水域中可進(jìn)行一人駕駛，而NAV-INS則表示船舶在遠(yuǎn)洋和近海水域都可進(jìn)行一人駕駛。2 500 TEU集裝箱船一人橋樓的設(shè)計(jì)只需滿足 NAV船級(jí)符號(hào)的要求。下面將以2 500 TEU集裝箱船為例，詳細(xì)說明NAV船級(jí)符號(hào)的主要要求。

3 橋樓結(jié)構(gòu)

3.1 駕駛室形式

為了能讓駕駛員操縱船舶安全航行，駕駛室內(nèi)應(yīng)有足夠廣闊的視野。由于該船需走北極航線，駕駛室設(shè)計(jì)為全封閉式橋樓，即使在惡劣氣候下，也可以具有較好的駕駛環(huán)境。

3.2 駕駛室高度

根據(jù)GL規(guī)范要求，駕駛室凈高（即甲板敷料到天花板下緣的距離）應(yīng)不低于2.25 m，該船駕駛室凈高為2.3 m，完全滿足規(guī)范要求。另外，GL規(guī)范要求在開闊區(qū)域、走道和站立工作站上方的天花板上安裝的設(shè)備，其下緣距甲板表面的凈高度不能小于 2.1 m?？紤]到頂部?jī)x表板尺寸較大，直接安裝在天花板上將不能滿足船級(jí)社要求，因此該船將駕駛室前部天花板局部抬高，將頂部?jī)x表板嵌入其中（見圖1），較好地滿足了規(guī)范的要求。

圖1 駕駛室前儀表板布置

3.3 駕駛室窗布置

由于該船是全封閉橋樓，駕駛室前壁、側(cè)壁及后壁（除梯道、煙囪、脫硫塔處）均布有窗戶，總共38扇窗戶。為了避免陽光直射，每扇窗戶均安裝了遮光簾。同時(shí)，為了減少航行操縱站和監(jiān)視站水平視野的盲區(qū)，該船駕駛室窗戶間的框架設(shè)計(jì)為100 mm，滿足GL規(guī)范小于150 mm的要求。

對(duì)于全封閉橋樓而言，GL規(guī)范要求除前壁窗戶外，側(cè)壁及影響兩翼工作站后視的窗戶均需帶雨刮器及窗玻璃加熱器。結(jié)合船東要求，該船駕駛室所有窗戶均帶有雨刮器及窗玻璃加熱器，極大地提高了船舶航行的安全性。

3.4 通道

GL規(guī)范要求任一工作站與駕駛前壁之間最好留有1 000 mm的通道（至少不得小于800 mm），以保證一人站立時(shí)，另外一人可以經(jīng)過。該船的駕控臺(tái)距離前壁1 100 mm，兩翼臺(tái)距離前壁1 000 mm，完全滿足規(guī)范要求。

4 駕駛室視野

4.1 水平視野

1）為保證船舶操縱安全，從駕駛位置上所見的海面視域，在所有吃水、縱傾和甲板載貨狀態(tài)下，自船首前方至任何一舷10°范圍內(nèi)，均不應(yīng)有超過2倍船長(zhǎng)或者500 m（兩者取小值）的遮擋。

2）根據(jù)GL規(guī)范的要求，在水平視野中，如觀測(cè)者通過在駕駛室區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的方式向外觀測(cè)，水平范圍內(nèi)視野累加達(dá)到360°也是可以的。受后方煙囪的遮擋，該船選取了左右兩翼靠船尾的2個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，這 2個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的累加視野可達(dá)到船周圍水平360°的角度范圍，見圖2。

3）GL規(guī)范要求航行操縱站的水平視野總和不少于225°，即除航行操縱站前方180°的水平視野外，還需滿足航行操縱站左右兩邊水平視野達(dá)到各向后22.5°的要求。監(jiān)視站的水平視野總和不少于202.5°，即除監(jiān)視站前方180°的水平視野外，從監(jiān)視站單邊向后的水平視野還需達(dá)到22.5°（見圖3）。同時(shí)，規(guī)范要求航行操縱站和監(jiān)視站的水平視野不能被駕駛室內(nèi)的窗簾或其他不必要的障礙物所遮擋。

圖2 駕駛室水平視野

圖3 操縱站和監(jiān)視站處的水平視野

4）對(duì)于兩翼的操作位置，規(guī)范要求水平視野不小于 225°，即除了舷外 180°外，每邊向前方延伸45°。該船兩翼操作位置的水平視野完全滿足GL規(guī)范的要求，見圖4。

5）GL規(guī)范要求手動(dòng)操舵站的視野不小于120°，即手動(dòng)操舵站正前方左右兩邊各有 60°的區(qū)域。如圖4所示，該船手動(dòng)操舵站的視野也符合規(guī)范要求。

4.2 垂向視野

為了保障駕駛員在操作位置上（駕控臺(tái)后350 mm）無論處于坐姿（眼睛高度為1 400 mm）還是站姿（眼睛高度1 800 mm）都能達(dá)到所需的垂向視野，GL規(guī)范要求前壁窗戶的下沿高度不得超過1 000 mm，上沿高度不得低于2 000 mm，且窗戶應(yīng)做成傾斜的，其傾斜角范圍為 15°～25°。該船的窗戶下沿距離駕駛室甲板面990 mm，窗戶上沿高度距離駕駛室甲板面2 128 mm，前窗傾斜角為15°，均滿足GL規(guī)范要求，見圖5。

圖4 兩翼操作位置和手動(dòng)操舵站的水平視野

圖5 垂向視野示意圖

4.3 視野盲區(qū)

貨物、起貨設(shè)備及其他一切前方障礙物均有可能阻擋視線，從而造成工作站的盲區(qū)。在航行和操縱工作站前方180°的范圍內(nèi)，該盲區(qū)的角度總和不得超過20°，單個(gè)盲區(qū)角度不得超過10°。其中，在正前方左右各 10°范圍內(nèi)的單個(gè)盲區(qū)角度不得超過5°，每2個(gè)盲區(qū)之間的可視區(qū)應(yīng)不小于5°。在航行和操縱工作站水平視野 225°范圍內(nèi)的所有盲區(qū)角度總和不得超過 30°。經(jīng)計(jì)算，在航行和操縱工作站前方180°范圍內(nèi)，由窗框引起的視野盲區(qū)總和約為12°，小于規(guī)范要求的20°。在航行和操縱工作站水平視野225°的范圍內(nèi)，由窗框和門引起的盲區(qū)角度總和約為16°，小于規(guī)范要求的30°。因此，該船的視野盲區(qū)角度完全符合GL規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。

另外，考慮到該船預(yù)留了甲板克令吊的位置，如果船舶駕駛室按常規(guī)布置，克令吊在操縱工作站正前方左右各 10°范圍內(nèi)形成的單獨(dú)盲區(qū)角度將超過5°。因此，將該船的駕控臺(tái)中心沿右舷方向偏離船舶中心線約5 m，駕駛室前窗中心也相應(yīng)地偏離船舶中心線，駕駛室兩翼形成不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，以滿足水平視野的要求。

5 工作環(huán)境

5.1 衛(wèi)生間

該船在橋樓甲板設(shè)有洗手間，且洗手間門設(shè)在駕駛室后壁，值班人員可以從駕駛室直接進(jìn)入洗手間。

5.2 照明

1）GL規(guī)范要求工作站需配備可調(diào)光的紅燈以供夜間使用。這樣可以防止眩光和反光，也不會(huì)被其他船舶認(rèn)為是航行燈[2]。該船不但在工作站范圍內(nèi)的天花板上安裝了5個(gè)可調(diào)光的紅色筒燈，而且在每個(gè)工作站均配有可調(diào)光的紅色鵝頸燈。

2）在夜間航行時(shí)，為避免因燈光照射到駕駛室而產(chǎn)生航行安全隱患，該船上靠近駕駛室的航行設(shè)備間、電梯控制間及衛(wèi)生間的熒光燈均由每個(gè)房間門的限位開關(guān)控制。當(dāng)相關(guān)人員打開房間門時(shí)，相應(yīng)的熒光燈會(huì)關(guān)閉；關(guān)門時(shí)，相應(yīng)的熒光燈便會(huì)打開。

3）駕駛室梯道處的夜間照明燈具也采用了紅燈，由駕駛室的梯道門開關(guān)控制。當(dāng)駕駛室梯道門打開時(shí)，梯道燈亮；當(dāng)駕駛室梯道門關(guān)閉時(shí)，梯道燈滅。

5.3 人員安全

根據(jù)GL規(guī)范要求，駕駛室內(nèi)不得有尖銳的邊緣和突出物，以免傷害駕駛員。另外，根據(jù)要求，設(shè)計(jì)人員在該船的駕控臺(tái)和駕駛室前壁均提供了扶手，使駕駛員在惡劣天氣下依舊能夠移動(dòng)或站立。

5.4 聲音信號(hào)

該船的橋樓為全封閉橋樓，因此還配置了1套聲音接收系統(tǒng)。該系統(tǒng)使值班人員在駕駛室內(nèi)依舊能夠清晰地聽到外部聲音信號(hào)和霧笛信號(hào)，并能辨別其方向。

6 工作站及指揮位置

GL規(guī)范強(qiáng)制要求的工作站包括：航行和操縱工作站、監(jiān)視工作站、手動(dòng)操舵工作站和停泊作業(yè)工作站。

根據(jù)ISO 8468、IACS REC.95和MSC/Circ.982的要求和指導(dǎo)，航程計(jì)劃工作站、安全工作站和無線電通信工作站只作為GL推薦的附加工作站，但考慮到實(shí)際需要和習(xí)慣，目前船上一般都會(huì)布置這3個(gè)附加工作站。該船在設(shè)計(jì)時(shí)，也按常規(guī)要求布置了這3個(gè)工作站。

根據(jù)巴拿馬運(yùn)河規(guī)則的要求，該船需設(shè)置 5個(gè)指揮位置（CONNING），此要求只是巴拿馬運(yùn)河規(guī)則的要求，與GL船級(jí)社一人橋樓的規(guī)范要求無關(guān)。其中3個(gè)位于船中，另外2個(gè)位于左右翼最外端。該船駕駛室工作站及指揮位置的具體布置見圖6。

圖6 駕駛室工作站及指揮位置布置圖

6.1 航行和操縱工作站

航行和操縱工作站通常設(shè)置于駕控臺(tái)的右側(cè)并靠近船中，對(duì)船舶進(jìn)行操縱和控制、觀察船舶運(yùn)行狀態(tài)、分析運(yùn)行情形、設(shè)定航行軌跡、決定避碰操縱，同時(shí)與其他操縱站保持通暢的通信[3]。因此，航行和操縱工作站的布置，應(yīng)能使駕駛員獲得良好的視野，能有效地觀察船舶周邊環(huán)境，使駕駛員在面對(duì)突發(fā)事件時(shí)能安全有序地完成船舶操縱，以保證船舶的安全。

該船的航行和操縱工作站內(nèi)配備了雷達(dá)、電子海圖、甚高頻電話、冷庫呼叫主控板、病房呼叫主控板、霧笛主控板、橋樓報(bào)警復(fù)位按鈕及航行報(bào)警板等設(shè)備。

6.2 監(jiān)視工作站

監(jiān)視工作站通常設(shè)置在駕控臺(tái)的左側(cè)并靠近船中，以確定和標(biāo)繪該船的位置、方位、軌跡和速度，實(shí)現(xiàn)與航行有關(guān)的內(nèi)部和外部通信以及航行時(shí)調(diào)整已計(jì)劃的航線。

該船在監(jiān)視工作站內(nèi)配備了雷達(dá)、電子海圖、霧笛按鈕和電鍵、甚高頻電話、自動(dòng)識(shí)別顯示器（AIS）、差分全球定位系統(tǒng)（DGPS）、計(jì)程儀顯示器、雨刮器控制板、窗玻璃加熱器控制板、調(diào)光開關(guān)、橋樓報(bào)警復(fù)位按鈕等設(shè)備。

6.3 手動(dòng)操舵工作站

手動(dòng)操舵工作站是船舶在進(jìn)出港、系泊、進(jìn)塢、?？看a頭時(shí)供人工進(jìn)行操舵的地方，其主要作用是滿足手動(dòng)操舵的需求，且可實(shí)現(xiàn)與停泊作業(yè)工作站的雙向通話[2]。該船手動(dòng)操舵工作站配備了手動(dòng)操舵單元、航向偏移報(bào)警、模式選擇開關(guān)、主機(jī)遙控主控制屏、首尾側(cè)推主控板、舵角顯示單元、廣播通用報(bào)警板、聲音接收裝置、自動(dòng)電話等。

6.4 停泊作業(yè)工作站

停泊工作站即兩翼控制臺(tái)，主要作用是監(jiān)測(cè)并控制船舶首向、速度和系泊操作，實(shí)現(xiàn)與系泊區(qū)域和人工操舵工作站的雙向通話[2]。該船在這個(gè)工作站上配備了車鐘、手動(dòng)操舵單元、主機(jī)轉(zhuǎn)速表、回轉(zhuǎn)速率指示器、舵角指示器、首尾側(cè)推控制板、測(cè)深儀復(fù)示器、計(jì)程儀復(fù)示器、橋樓報(bào)警復(fù)位按鈕、自動(dòng)電話等設(shè)備。

6.5 航程計(jì)劃工作站

航程計(jì)劃工作站即為海圖區(qū)，主要供駕駛員預(yù)先制定航線（含方位、轉(zhuǎn)彎半徑、航路點(diǎn)等信息）和在航行時(shí)重新規(guī)劃航線。該船在該工作站內(nèi)配置有海圖燈、電子海圖打印機(jī)、母鐘、航向記錄儀、船舶定位系統(tǒng)、測(cè)深儀顯示器、計(jì)程儀顯示器、氣象傳真接收機(jī)、奈伏泰斯接收機(jī)等設(shè)備。

6.6 安全工作站

安全工作站通常布置在無線電通信工作站的背面，但根據(jù)船東要求，該船將其布置在海圖桌背面。安全工作站的主要作用是安全監(jiān)測(cè)和緊急操作，即監(jiān)測(cè)船舶的安全狀態(tài)并提供緊急操作的計(jì)劃與管理。該船安全工作站內(nèi)配置的設(shè)備主要有：航行燈控制板、信號(hào)燈控制板、室外燈控制面板、火災(zāi)探測(cè)控制板、水霧控制板、貨艙感煙探測(cè)復(fù)示板、水密門指示板、消防泵和應(yīng)急消防泵控制板以及貨艙風(fēng)機(jī)遙控面板等。

6.7 無線電通信工作站

無線電通信工作站即為設(shè)置在報(bào)務(wù)區(qū)的全球海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)（Global Maritime Distress and Safety System,GMDSS），在該船和航行在同一海區(qū)的其它船舶間實(shí)現(xiàn)重要的通信功能。該工作站內(nèi)配置了1套中高頻電臺(tái)、2套衛(wèi)通C站、衛(wèi)通FBB500、SSAS報(bào)警系統(tǒng)等設(shè)備。

6.8 指揮位置（CONNING）

指揮位置用于監(jiān)控和指揮船舶航行，此位置應(yīng)具有良好的視野和用于操縱的必要信息。該船在指揮位置配備了舵角指示器和主機(jī)轉(zhuǎn)速表。另外，根據(jù)巴拿馬運(yùn)河規(guī)則的要求，該船指揮位置還配備了汽霧笛按鈕和莫氏燈電鍵。

7 電氣設(shè)備的特殊配備

除了上述的配置外，該船還配備了集成一體的橋樓值班報(bào)警系統(tǒng)和航行報(bào)警系統(tǒng)。橋樓值班報(bào)警系統(tǒng)的作用是監(jiān)視駕駛室值班人員，即在主控制單元內(nèi)設(shè)置一定的時(shí)間間隔（3 min ～12 min）后，系統(tǒng)啟動(dòng)循環(huán)倒計(jì)時(shí)。如在設(shè)置的時(shí)間間隔內(nèi)，值班駕駛員按下該系統(tǒng)任一復(fù)位按鈕，說明駕駛室值班人員處于工作狀態(tài)，則不會(huì)觸發(fā)報(bào)警，系統(tǒng)會(huì)重新開始倒計(jì)時(shí)。

如果駕駛室值班人員未在規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)按下任一復(fù)位按鈕，則系統(tǒng)會(huì)在駕駛室內(nèi)產(chǎn)生聲光報(bào)警（第一階段報(bào)警）。如果報(bào)警在持續(xù)30 s的時(shí)間內(nèi)沒有被值班駕駛員注意到，則系統(tǒng)就會(huì)把報(bào)警轉(zhuǎn)發(fā)到第二階段報(bào)警（該船二級(jí)報(bào)警處所為：船長(zhǎng)室、大副房間、二副和三副房間）。如果在第二階段設(shè)定時(shí)間的內(nèi)仍舊沒有得到響應(yīng)，則系統(tǒng)就會(huì)把報(bào)警轉(zhuǎn)發(fā)到安裝報(bào)警單元的第三階段報(bào)警，即公共區(qū)（該船三級(jí)報(bào)警處所為：官員娛樂室、餐廳、健身房和甲板辦公室），提醒所有人員注意。

航行報(bào)警系統(tǒng)即橋樓的監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，該船根據(jù)GL船級(jí)社一人橋樓的要求，除將所有導(dǎo)航設(shè)備的報(bào)警延伸到航行報(bào)警系統(tǒng)外，還會(huì)將航行燈板電源故障報(bào)警和主機(jī)的降速與剎車預(yù)報(bào)警信號(hào)輸送到航行報(bào)警系統(tǒng)。

另外，根據(jù)GL規(guī)范一人橋樓的要求，該船對(duì)X波段雷達(dá)、電羅經(jīng)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、測(cè)深儀和計(jì)程儀等設(shè)備配置了供電時(shí)間不少于45 s的不間斷電源系統(tǒng)。

8 結(jié)束語

隨著航運(yùn)業(yè)的不斷發(fā)展，船舶航行安全將越來越受到重視，以航行安全為目的的一人橋樓設(shè)計(jì)必將是未來發(fā)展的主流趨勢(shì)。本文通過對(duì)滿足GL船級(jí)社NAV船級(jí)符號(hào)的集裝箱船一人橋樓設(shè)計(jì)的總結(jié)，使相關(guān)人員能夠更好地理解GL船級(jí)社對(duì)于一人橋樓的設(shè)計(jì)要求，希望能對(duì)今后一人橋樓的設(shè)計(jì)工作起到一定的借鑒作用。