深圳海上危險品應急指揮船功能定位及技術路徑

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(深圳海事局，廣東 深圳 518000)

深圳海域[1]是國內較早建立了防污應急管理工作機制的地區，到目前也是國內防污應急力量比較強的地區。海域污染防治與危險品應急工作卓有成效，經歷了幾次重大危險品事故考驗。其中典型案例[2-3]為2002年巴拿馬籍LNG輪“GAZ POEM”液貨泄露重大事故。事故在國務院、交通部、廣東省、深圳市各級政府部門的直接領導下得到相對圓滿解決，但事故處置工作過程卻不盡如人意：一是時間長。事故船液貨過駁完成，歷時20多天。二是安全風險大，社會影響深[4]。事故船是一艘大型液化氣船，發生泄露事故時，船上尚存39 000 t液化天然氣，2 000 t燃料油。一旦發生爆炸，將對深圳、香港地區帶來災難性后果。三是事故處理難度大，國際上鮮有成功案例。面對冒著熊熊濃煙的LNG船，且不說事故處理，連人員靠近觀察都是極端危險的[5]。因此，,如何了解評估事故狀態，如何處理船上尚存的貨物及燃油，都是非常棘手的難題[6-8]。

近年來，為了應對航運業的轉型升級及連帶的相關風險，深圳海事局提出危險品應急處置船概念及項目研究，將研究成果作為項目正式納入“十三五”建設規劃，并得到深圳市政府支持。經過前期研究及評審，該項目克服前期研究各類難題，目前已正式進入船體設計階段。作為國內首艘特種危險品應急處置指揮船，該船設計定位高、開發集成難及研究任務重，得到了國內行業內外廣泛關注。為了推動國內危險品應急處置工作，提升危險品應急反應能力與技術水平，本文以深圳海上危險品應急指揮船項目設計為基礎，總結該指揮船的功能定位、技術路徑及面臨難題，提出相關設計要點及改進建議，以供后續研究參考。

1 海上危險品應急指揮船項目介紹

1.1 項目背景

自2006年全國首個LNG接收站廣東大鵬LNG接收站在深圳東部投產以來，為深圳市LNG的推廣和應用，促進節能減排，保障城市可持續發展發揮了良好的示范作用。經國家批準，深圳東部再新建3座LNG接收站(估算總投資165億元)。根據規劃，到2020年，進出港LNG船舶總量將達到900多艘次，年LNG吞吐量將超過2 000萬t,深圳東部海域將成為全球最大LNG樞紐港區之一。但是依照目前深圳東部海事監管力量和企業提供的配套安全監管設備設施，單就一個LNG接收站而言已顯薄弱，新建的3個LNG接收站全部投產后，安全保障體系能力的不足將更為凸顯，從而嚴重制約LNG樞紐港的安全運行。

本著“一流海事,服務一流港口”的宗旨，深圳海事局一方面積極研究提出東部LNG樞紐港海事安全監管配套設施設備需求，另一方面協調科研院所(交通運輸部水運科學研究院)就各LNG接收站安全監管配套設施設備需求進行專項研究，并提出相應的對策意見，重點提出建設具備LNG監測及應急處置能力的專業應急指揮船艇(危險品綜合應急指揮船)項目。

2014年，深圳海事局聯合LNG運輸企業、船舶設計所開展“危險品綜合應急船船型論證與專業設施配置”課題研究，并于2015年通過專家評審。2016年初，深圳海上搜救中心向市安委辦申請建設中型危險品綜合應急船。2016年4月25日,《市安委辦關于實施第一批城市公共安全專項資金項目有關事宜的通知》(深安辦﹝2016﹞48號)將海上危險品綜合應急船列入，并指定深圳海上搜救中心作為項目實施牽頭單位。深圳海事局根據市安委的相關要求，并按照新的業務需求和功能定位，將該船定位為“深圳海上危險品應急指揮船”。2016年11月14日，該項目在市政府六屆五十六次常務會議上獲得順利通過[9-10]。

1.2 項目建設內容

指揮船總長約為70 m，船寬約為12 m，選取型深約為4.8 m，干舷1.5 m左右，吃水約為3.3 m,滿載排水量約為1 200 t。船舶日常巡航采用電力推進，巡邏航速約為18 kn,巡航力約為1 000 n mile。危險警戒區域內采用蓄電池推進時，航速約為7 kn，可以連續航行近2 h。

指揮船突出低振動、低噪聲性能，保持適度的穩性和橫搖周期，可以充分發揮船舶的應急指揮功能(現場應急指揮人員需要較長時間駐船)，并確保各專業設施的正常工作。

2 海上危險品應急指揮船功能定位與技術路徑

2.1 指揮船主要功能

1)具備較強的綜合信息處理能力，能夠集中處理現場感知信息(船舶管理信息系統、無人機系統、水下航行器系統、船上光電取證系統、CCTV系統、現場溢油監測雷達信息系統、船載危險氣體傳感器以及移動取證設備等)，可以通過衛星及近岸公用通信網絡實現快速的船岸通信，承擔起移動指揮中心使命。

2)具備對現場LNG等危險氣體檢測與預警能力，確定危險警戒區域范圍。

3)具備對現場溢油監測能力，可以對溢油海域的溢油面積范圍、溢油擴散與漂移速度方向做出初步評估。

4)具備較好的自我防護與醫療應急救助性能，可以短時間內(2 h)在警戒區域內安全航行并撤離人員。

5)具備履行危險品(尤其是LNG)作業監管與護航的能力。

2.2 指揮船主要專業裝置

1)船艉設專業應急救助艇，艉部設置直升機懸停平臺，便利人員救助。

2)船上設置醫療室，配備(或預留)遠程醫療系統，配置相應的危險品應急救助藥品與器材，可以對獲救人員提供應急救助服務。

3)船上設置危險品檢測監視室,通過遍布全船的檢測單元及借助無人機，實現對船舶周邊空域的危險氣體(尤其是LNG)成分和含量進行監測分析。

4)船上設置溢油檢測室,配合溢油檢測雷達及專業軟件，可以初步判斷溢油的成分、規模、溢油范圍及飄移路徑等，為溢油應急指揮提供技術支撐。

5)本船配置無人機系統和水下航行器系統，可以對水面、水下危險品泄露情況進行拍照取證，利用無人機搭載的危險氣體探測設備對危險區域空中危險氣體含量進行定量監測。

6)船舶設置有隔離室,可以實現船上與環境大氣的隔離(這時船舶使用蓄電池動力驅動)，船舶可以低速(7 kn)進入警戒區內履行人員撤離任務。

7)船舶配置自身消防水幕系統，大大提升船舶航行火區時自我防護能力。

8)配備DP1動力定位系統，可以比較精確地定位船舶航向、船位及船舶航線(按照設定軌跡低速航行以及跟蹤水下機器人低速航行)。

2.3 指揮船船舶性能特點與主要技術措施

1)選擇混合電力推進系統并采用吊艙或全回轉推進器，設置船艏側推器，不僅使船舶的機動能力大為提升，同時大大降低船舶振動和噪聲。

2)危險區內采用動力蓄電池推進模式，有利于船舶進入危險區域(LNG氣體擴散區)實施人命救助。

3)通過DP動力定位系統，有利于船艏向、船位、船舶航線的精確定位，為無人機起降、危險警戒區的劃定、無人航行器的收放與航行跟蹤提供基礎支撐。

4)設置各類專用艙室，有利于發揮專業功能：設置醫務室與遠程醫療系統，有利于對救助人員實施現場急救；設置隔離室，有利于人員出入時防止可燃氣體進入內部艙室。

5)在通風系統安裝燃氣檢測設備，可以實時連續檢測大氣中可燃氣體濃度。一旦進入危險區(燃氣濃度達到臨界值)則發出報警，經人工確認后,控制系統會自動關閉通風，隔離船外空氣，轉入蓄電池推進模式。

6)船上設置移動指揮中心，安裝移動指揮系統、視頻會議系統，可以發揮綜合應急指揮功能。

3 技術難點及相關問題

目前國內尚無建造海上危險品應急指揮船先例，在國際海事領域，雖然部分發達國家(如澳大利亞、新加坡、韓國)已有類似的專業化監管船舶投入使用[12]，但這些船舶的功能比較單一或作業能力較小。從我國船舶設計機構和船廠目前的技術能力看，建設一艘滿足上述全部功能要求的危險品應急指揮船，在技術層面確實有難度。主要有以下幾點。

1)在混合電力推進系統中，國內船舶總體設計所和各專業設計所在這一領域的技術積累不足(尤其是理論分析計算方面)，難以擺脫對國際知名電氣系統集成供應商(如ABB、AKA、VISEDO、SIEMENS等)的技術依賴。

2)國內電力推進設備供應商總體上處在初期階段，不僅動力裝置的功率等級較低，而且關鍵設備的技術掌握在一些國外公司手中，技術對外依賴度很高。比如吊艙推進器技術基本上由ABB公司壟斷，2 000 kW等級以上全回轉推進器技術也基本上由瓦錫蘭、消特爾等公司控制。電力變送器技術，國內公司雖有介入，但大多數功率較小，且體積較大，可靠性也較差。

3)中國船級社在電力推進系統，尤其是混合電力推進(全電推進+蓄電池推進)方面，還沒有成熟的技術規范，基本上處在“借用”國外船級社同行或者直接“參考”國外產品供應商技術規范的起步階段。

4)采用蓄能裝置在危險區域航行作業船舶的技術規范目前基本上是空白，同時全球范圍內都處于摸索階段。據了解，澳大利亞有一型在LNG擴散危險區域作業的船舶，經過試用2年多，才得到美國ABS的特別認證書。但是該船只能在危險區域作業30 min，遠小于我們計劃中的7 kn(2 h)的航行(作業)要求，此方面不具備較強的參考性。

5)常規指揮船的布局模式難以突破。目前，我國的公務船的“移動指揮中心”基本上都是按照會議室的模式布置。重視集體開會磋商，不重視“現場總指揮”的“臨場獨斷”。我們的船東和設計單位也有上述“工作慣性”或者偏好。雖然這種做法并不符合“應急指揮”的職能需要，但是要真正轉變觀念，按照“應急決斷”需要，將“現場指揮中心”按照職能崗位設置，即“總指揮崗”“助理指揮崗”(1～2席)、“信息支撐崗”若干，還存在實際上的困難。因為這種按應急功能設置崗位的布局方法，可以實地調研借鑒的案例幾乎沒有，需要自行摸索。

4 建議與意見

1)建議加強與科研單位、設備供應商及船廠等單位的合作，通過建立良好的合作機制，借助專業設計院所、專業設備供應商、船廠及船東的專業力量，通過集體研究與科研攻關，充分借鑒成熟技術和成熟案例，順利推進完成船舶的設計與建造工作。

2)建議加強技術調研工作。考慮到各項技術在國際上都有成功的案例，通過實地調研交流，充分吸收國內外先進的研究應用成果，提升指揮船的總體技術水平，為該船的設計建造打下良好的基礎。

3)建議加強相關項目科研應用投入，有關科研單位及國內設備廠商應加快增加相關領域的研究投入，盡快填補國內相關設備、技術的空白，打破國外廠商的技術壟斷。

4)建議開展應急指揮船布局科研課題研究，回顧現有應急指揮船使用效能，逐步改變目前指揮船“重會議、輕指揮”的理念與格局。

[1] 張華.船舶大型化背景下深圳港功能定位研究[D].大連：大連理工大學,2015.

[2] 張文海.LNG船歷史事故研究[J].船舶,2011,22(4):1-5.

[3] 深圳海事局.油氣詩歌液貨輪泄漏事故調查報告[R].深圳:深圳海事局,2002.

[4] 劉少剛,王士成,呂建偉,等.LNG船泄漏建模與火災危險性分析[J].應用科技,2011,38(4):1-6.

[5] 楊家軒,馬文耀,史國友.船載危險品應急管理系統的設計與實現[J].大連海事大學學報,2013,39(2):57-59.

[6] 臧壘壘.海上LNG液艙晃蕩及儲運安全規律的研究[D].山東:中國石油大學,2011.

[7] 李賀南.液化天然氣船裝卸貨綜合安全評估[D].大連:大連理工大學,2014.

[8] 王德云.LNG船安全系統設計研究[D].上海:上海海事大學,2010.

[9] 深圳海事局.深圳海上危險品應急指揮船項目可行性研究報告[R].深圳:深圳海事局,2015.

[10] 深圳海事局.危險品綜合應急船前期研究課題報告[R].深圳:深圳海事局,2014.

[11] 黃鄭華.LNG船火災爆炸危險性評估與事故預防[J].油氣儲運,2011,30(5):340-342.