某起重船一人橋樓視線設計要點

熊 聰，吳 坤

（中集船舶海洋工程設計研究院有限公司，上海 201103）

0 引 言

隨著海上油氣開發技術的不斷發展，海上作業越來越多元化、智能化。高集成、高智能化是當前海洋工程船舶的發展趨勢。一人橋樓設計作為高智能化和技術進步的成果，得到了越來越多船舶的青睞，既能減少船員數量，提高其工作效率，又能增強船舶航行的安全性。

各大船級社都推出了有關駕駛室設計的入級符號和要求，以適應船東對航海安全的要求。顧燦虹等基于320 000 載重噸超大型油船分析了美國船級社一人橋樓符號設計要點；仇挺等基于4 000 車位汽車滾裝船分析了英國船級社一人橋樓符號設計要點；陳默基于9 000 載重噸化學品船分析了挪威船級社（Det Norske Veritas，DNV）一人橋樓符號設計要點；楊鑫等淺析了DNV一人橋樓要求中人因工程學的應用。

在各船級社的要求中，以DNV入級符號NAUT（AW）的要求最為嚴格，其對視線、窗戶的細節、工作環境、通道、凈高、控制臺的設計、人機交互和相關設備配備等均有詳盡而嚴格的要求。

由于起重船的特殊設計會影響視野，例如船尾大型吊機和甲板載運大件貨物會影響向艉的視野，船首直升機平臺會影響向艏的視野，在滿足NAUT（AW）的要求時，需對該類型船作特殊考慮并應用替代設計的方法，本文以某起重船為例，著重分析如何滿足NAUT（AW）對駕駛室視線的要求和設計要點。

1 概 述

本文所述起重船為一艘無限航區自航起重船，采用單甲板、垂直球艏和方艉設計，艉部設有起重機，所有上層建筑（包括駕駛室和機艙）都設于艏部。該船的主尺度見表1。

表1 目標船主尺度

2 駕駛室內的水平視野

NAUT（AW）要求在駕駛室內的水平視野能看到船舶周圍360°的區域。該視野最多可通過2 個觀測點實現，2 個觀測點之間的距離不超過15 m，分別位于航行和監控工作站的兩邊。360°視野應在距離觀測者至少1 n mile處實現。

由于功能劃分的需要，該船駕駛甲板上布置有前后2 個獨立的區域，前面為駕駛室，后面為中央控制室（主要用于進行動力定位（Dynamic Positioning，DP）操作等），2 個區域之間設有艙壁。因此，該船不能滿足360°水平視野的要求，經與DNV溝通，采用替代設計，用攝像頭補償向艉的視線。

起初攝像頭是布置在艏部上層建筑后端的，考慮到該船甲板裝載大件貨物時，向艉的視線會被貨物阻擋，最終決定將攝像頭布置在艉部左舷平臺上。由于每個船用攝像頭都有一定的視角，結合艉部視線需補償的角度，需設置3 個攝像頭才能完全補償艉部視野：1 個位于艉部左舷平臺最左邊，朝向船舶左后方，用于補償左后方視野，該視野能在距離觀測者至少約538 m 處實現，小于1 n mile；另外2 個位于艉部左舷平臺右邊，其中一個朝向船舶正后方，用于補償正后方視野，另一個朝向船舶右后方，用于補償右后方視野，且該視野能在距離觀測者至少約418 m處實現，小于1 n mile（見圖1）。對于用來補充視線的攝像頭，須滿足以下要求：

圖1 駕駛室內的水平視野

1）必須為認可的船用型攝像頭；

2）應設有雨刮器、淡水沖洗和加熱系統；

3）閉路電視（Closed Circuit Television，CCTV）系統應與主電源和應急電源連接；

4）CCTV系統應能提供真實顏色的圖片；

5）CCTV設備要滿足電磁兼容（Electro Magnetic Compatibility，EMC）的要求；

6）應設有方向指示器或在攝像頭正后方設置1 根細桿，使操作人員能通過攝像頭知道船舶的方向，3 個攝像頭中只需要1 個設置細桿即可。

3 工作站位置視野

3.1 工作站（含航行、監控和操作工作臺）視野

3.1.1 向艏的垂向視野

從工作站位置所見的海面視域，在所有吃水、縱傾和甲板載貨狀態下，自船首前方至任何一舷10°范圍內均不應有超過2 倍船長或500 m（取其小者）的遮擋，自船首任意一舷10° ～90°范圍內不應有超過500 m 的遮擋。視點在高度方向上距離甲板1 500 mm。由于本文所述起重船的上層建筑和駕駛室在船首，此要求很容易滿足。

水平面向上垂向角度最小5°范圍內不應被直升機甲板或其他結構遮擋。本文所述起重船艏部水平面向上垂向5°范圍內被直升機甲板遮擋了（見圖2）。經與DNV 溝通，采用替代設計，在艏部直升機甲板下方通道平臺欄桿上設置3 個攝像頭：1 個位于通道平臺左邊，朝向船舶左前方，用于補償左上前方視野；1 個位于通道平臺中間，朝向船舶正前方，用于補償正上前方視野；1 個位于通道平臺右邊，朝向船舶右前方，用于補償右上前方視野（見圖3）。

圖2 艏部水平面向上垂向視野

圖3 艏部水平面向上垂向補償視野

3.1.2 向艏的水平視野

從工作站位置所見水平視域應延伸為一個不小于225°的扇面，即從正前方至船舶任意一舷不小于22.5°的正橫后方向。在該225°水平視域內，所有由貨物、起貨裝置、窗戶間隔及其他障礙物導致的盲視扇形區域的總弧度不能超過30°；自船首前方至任意一舷90°水平視域內，盲區總弧度不能超過20°；自船首前方至任意一舷10°水平視域內，盲區總弧度不能超過5°；其他單個盲區總弧度不能超過10°；2 個盲區之間的可視范圍至少為5°。窗戶之間的間隙對視野的影響很大，窗戶需盡量做大，使間隔的數量最少、距離最短。

3.1.3 向艉的視野

1）向艉的水平視野要求自船尾正后方至任意一舷5°范圍內均無遮擋，且該10°范圍內不能有盲區；

2）向艉的垂向視野要求從工作站位置所見向艉的海面視域，在所有吃水、縱傾和甲板載貨狀態下，自船尾均不應有超過2 000 m的遮擋。

本文所述起重船向艉的視野均通過艉部3 個攝像頭補償。

3.2 駕駛室兩翼工作站視野

1）水平視野：從駕駛室兩翼工作站位置所見水平視域應延伸為一個不小于225°的扇面，即從正前方至船舶任意一舷不小于22.5°的正橫后方向。

2）垂向視野：從駕駛室兩翼工作站位置操作時，應能看到船首和船尾的船體外板，能看到的船體外板長度不小于船長的1/2。

本文所述起重船的駕駛室為全封閉式駕駛室，其寬度超過最大船寬，翼橋工作站的視野完全能滿足規范的要求。

3.3 主操舵位置視野

從主操舵位置所見水平視域應延伸為一個從正前方至船舶每一舷至少60°的扇面；這與《國際海上人命安全公約》（International Convention for the Safety of Life at Sea，SOLAS）的要求一致。

3.4 GMDSS工作站視野

從全球海上遇險與安全系統（Global Maritime Distress and Safety System，GMDSS）位置所見水平視域應延伸為一個至少從船首左舷90°向艏至右舷后方22.5°的扇面，且在該202.5°的扇形范圍內，由駕駛室內外的甲板支撐及其他障礙物產生的單個盲區不能超過10°。該盲區可不用考慮窗框的影響。鑒于該要求，該船的GMDSS布置在駕駛室右舷。

4 駕駛室窗戶要求

4.1 窗戶的大小

各工作站要求的視野范圍內的所有駕駛室窗戶上緣在高度上距離駕駛室地板上表面最小為2 000 mm，窗戶下緣在高度上距離駕駛室地板上表面最大為1 000 mm。窗戶的寬度不能小于1 200 mm。

對于駕駛室前面的窗戶，當其與視點（控制臺后面350 mm，在高度上距離駕駛室地板上表面1 500 mm處）之間的距離大于1 500 mm時，窗戶下緣的高度應滿足圖4 所示的要求。本文所述起重船駕駛室前面的窗戶高度見圖5。

圖4 規范要求的窗戶下緣高度

另外，駕駛室前面窗戶應向外傾斜，與垂直面的夾角在15° ～25°范圍內。本文所述起重船前面窗戶的傾斜角度約為16.5°（見圖5）。

圖5 目標船駕駛室窗戶布置

各工作站要求的視野范圍內的駕駛室兩側和后面的窗戶也應向外傾斜，與垂直面的夾角不小于4° ～5°。

各視野范圍內的駕駛室窗戶之間的距離應不超過150 mm。若窗戶之間有加強筋，則加強筋的深度應小于120 mm，且窗格的寬度不應超過100 mm。

4.2 窗戶的清晰度

為保證駕駛室具有清晰的視野，所有位于駕駛室視線要求范圍內的窗戶都應配備重型雨刮器、淡水沖洗系統、有效的除冰和除霧系統及遮陽簾，且不應設置偏振及著色玻璃窗。

5 駕駛室外型

5.1 駕駛室翼橋

駕駛室翼橋應延伸至最大船寬處。翼橋上的舷墻高度不超過1 000 mm，舷墻頂應設置在高度上距離翼橋地面不超過1 200 mm的欄桿。舷墻與欄桿之間的空隙應不小于120 mm。若在駕駛室翼橋前面增加擋風板，則由擋風板導致的扇形盲區的弧度應不超過10°。

本文所述起重船的駕駛室為全封閉式駕駛室，其寬度超過最大船寬。

5.2 擦窗通道

駕駛室窗戶前面應設置一條擦窗通道，防止雨刮器或淡水沖洗系統發生故障。除了駕駛甲板兩翼，該船其他位置的擦窗通道可由甲板兼用，無需額外設置。

5.3 駕駛室凈高

駕駛室凈高至少應為2 250 mm，在天花板上有突出設備的地方，該高度可降至2 100 mm（見圖4），駕駛室入口和門處的高度至少為2 000 mm。

6 結 語

DNV一人橋樓入級符號NAUT（AW）對駕駛室視線的要求很高，一般很難完全滿足。在設計船舶駕駛室時，可考慮采取以下措施：

1）改善集控臺位置處駕駛室外形的設計，在船首225°視域范圍內盡量不設置障礙物；

2）駕駛室窗戶下緣在高度上應盡量低，窗戶之間的結構應進行優化設計，盡量減小盲區；3）控制臺的布置應考慮規范對通道的要求，選取合適的尺寸并進行合理布置；

4）采用替代方法，在不能完全滿足視線要求的位置，通過設置合適的攝像頭補償視野。

一人橋樓入級符號NAUT（AW）除了對駕駛室的視線有嚴格要求以外，對駕駛室內的設備配置和環境等都有要求，在后續研究中，可對這些內容進行補充。另外，由于各船級社的一人橋樓要求略有差別，在以后的工作中可對各船級社一人橋樓符號的區別進行研究，這對需要一人橋樓功能的船舶前期設計階段的駕駛室布局具有重要的參考作用。