154 000 DWT 穿梭油輪一人橋樓視域設計

王 晶

（舟山中遠海運重工有限公司，舟山 316131）

1 前言

隨著計算機技術在通信導航系統中的廣泛應用，以及航行設備的更新換代,一人橋樓的設計給航運業帶來了巨大的革新,越來越受到廣大船東的歡迎。現就我司承接的挪威154 000 DWT 穿梭油輪規格書、資料及規范要求，對一人橋樓視域展開設計。

2 項目概述

154 000 DWT 油輪是為挪威船東KUNTSEN 建造的穿梭油輪，船舶總長278.9 m、型寬47.0 m、型深24.9 m、設計吃水16.0 m,首部配有兩個方位推和一個側推，尾部艙有一個方位推，首樓有獨立的裝載系統， 滿足DNV-GL 一人橋樓的設計要求。

3 視域設計

3.1 概述

一人橋樓就是單人在駕駛室既能進行瞭望又能完成駕駛操作。它依靠航行和操作工作站，接受和處理各種相關信息，如主機轉速、航行速度、舵角、航向、風向風速、水深、雷達警戒信號等，自動完成航行計劃。其最大的優點是減少了單船定員，降低運營成本；其次是由于采用電子海圖自動航行和航跡保持系統，使實際航線和計劃航線的誤差很小，從而使航程最優，節省燃料和時間；一人橋樓設計涉及面廣，不僅涉及航行設備，還對視域、工作環境、通道、照明以及人體工程學有很高的要求，綜合了電裝、內裝、船體、總體甚至外舾裝的設計。

3.2 工作站

一人橋樓設計涉及到五個工作站分別是：手動操舵工作站；監視工作站；航行和操縱工作站；進塢/靠泊工作站；船舶無線電通信工作站。

（1）手動操舵工作站

是舵手手動操舵的工作站，一般要求在駕駛室的中心線上；

（2）監視工作站

能夠經常檢查船舶設備和周圍環境，當多個船員在橋樓上工作時，它主要給航行和操縱工作站的領航員服務；

（3）航行和操縱工作站

通常是設置在雷達控制臺后面350 mm 處，作為船舶指揮的主工作站，能夠更安全和更高效地操縱船舶；

（4）進塢/靠泊工作站

是操縱船舶靠泊碼頭或坐墩檢驗船舶必不可少的工作站；

（5）船舶無線電通信站

對船舶海上航行起著至關重要的作用。

3.3 設計要點

（1）首先確立駕駛室基本輪廓，再進行視域的設計。根據規范，對船舶兩翼的進塢/靠泊工作站的可視范圍要求側面180°及首部45°；同時，為了保證舵手能操控船舶安全地通過狹窄航道，手動操舵工作站正前方必需擁有左右各60°的視域；再結合駕駛室的布置以及尾部物料吊的位置，確定駕駛室大體輪廓，如圖1 所示。

圖1 工作站分布及駕駛室右舷輪廓

（2）尾部視域主要通過尾部圍壁的窗戶獲取,如果盲區過大則需要配合攝像頭來共同完成；

（3）首部視域相對復雜,因為貨艙和首部范圍較大；對于特殊船型，還因其結構和布置較常規船型復雜,比如有首裝載、壓載水裝置平臺、聲吶艙、KOVC 油氣收集裝置等；駕駛室室外結構或設備（舷墻、擋風板、電羅經復視器、窗框以及門框），也會對視域產生一定的影響。所以規范中對正前方、兩側方向的視域中的單個障礙物及障礙物的總盲區角度要求，都有詳細的描述。

3.4 視點選擇及尾部盲區計算

（1）規范要求在駕駛室內可以看到外面水平360°范圍,且要求在室內不超過兩個視點實現,兩視點之間不能超過15 m；尾部盲區不超過1 n mile，如超過1 n mile 則需在尾方向增加攝像頭；

（2）航行和操縱工作站是船舶指揮的主工作站。在設計之初，我們按照規范要求設計工作站的位置，位于雷達控制臺后面350 mm，但由于在駕駛室后面兩側各有一個物料吊，物料吊的筒體較大，吊臂與人的視線基本持平，導致兩個物料吊之間的視線被完全遮擋，所以得從物料吊筒體外側尋找兩個視點；在尋找視點過程中，要以物料吊筒體外側為切點作斜切線，這樣可以最大程度地減少盲區，為后續窗戶位置和大小創造便利的條件。為此，結合這條船的綜合布置，在選定視點一和視點二之后，可以計算出視點與物料吊筒體之間的盲區為43°，滿足了操作點前方水平視域不小于225°的要求；但此時操作點尾部的盲區遠超過1 n mile，所以只能在尾部增加攝像頭來減少盲區范圍，攝像頭的視域為61°；由于尾甲板上布置了各種系泊件以及救生艇架等，而且物料吊、視點以及船體結構都是對稱布置，所以攝像頭最適合居中布置在尾封板附近，這樣可以最大限度地減少盲區范圍（見圖2）,經過計算攝像頭的視域與操作站視域交點到尾封板的距離為147.26 m,遠小于1 n mile 的要求。

圖2 尾視域圖

3.5 正前方視域要求及計算

（1）根據規范要求，視線水平往上的視域不小于5°、駕駛室的窗戶上邊緣距離駕駛甲板至少2 000 mm。根據航行和操縱工作站的位置，可以確定水平向上的角度為9°，滿足規范要求；

（2）正前方180°范圍內被遮擋的海面不超過0.5 n mile，否則要統計到后面的盲區計算里；規范還要求窗戶下口距離駕駛甲板最大1 000 mm,且在離操作站前方2 300 mm 的位置要保證視線高度在1 000 mm 以上。本船窗戶和工作站的距離超過2 300 mm，所以窗戶下邊緣的高度應該降低，根據現有船體結構確定了視線前方的視域范圍，見圖3 所示。

圖3 正前方視域圖

（3）在考慮首正視域的同時，還需要考慮兩翼舷墻、甲板邊緣、駕駛室窗戶下邊緣、甲板上的聲吶艙、首樓甲板上的首裝載等造成的遮擋。規范要求航行和操縱工作站正前方180°范圍，盲區范圍不能超過0.5 n mile。以壓載吃水8.5 m、視線距離海平面34.4 m 的極限情況進行分析，將正前方180°從左舷往右舷依次劃分成80°、20°、80°三個區域（見圖4），再將兩舷的80°按照每10°劃分，有特別的障礙物要單獨再劃分。

圖4 首視域劃分圖

圖4 中點1 與點2、點13 與點14 就是左右兩翼舷墻區域造成的盲區.如果將操作站位置與點2 平齊，則兩翼的舷墻盲區可完全避開；但這樣做會導致駕控臺往首移，這樣牽涉的改動會更多，所以暫時將這兩側的盲區統計到總盲區里面去，如果后期總盲區超出規范要求30°較多的話，再返回來考慮是否要將操縱站的位置調整到與2 號點持平；另外，點10 與點11分別是聲吶艙的外輪廓，同樣要將盲區單獨標出，然后對每個點進行校核,如圖5 所示。

圖5 首部操縱盲區計算示意圖

（4）由于不確定舷墻、甲板、駕駛室窗戶下邊緣中的哪一個對盲區的影響最大，所以需要分別計算盲區，取盲區大者。

根據計算結果，點1 與點2、點13 與點14 的盲區均超過0.5 n mile，形成的角度分別是1.6°和2.1°；點10 與點11 之間的聲吶艙，未對首視線產生影響；

（5）操縱站和監視工作站的首視域中，單個障礙物的盲區范圍不能大于5°，首端最大障礙物是首裝載；操作站和監視工作站正前方左右各10°范圍內，總的盲區不超過5°，首裝載正好位于首樓甲板的中心線上，因此要分別計算首裝載對視域盲區的影響。經計算兩個工作站的盲區角度分別為3.91°和3.92°，如圖6所示。

圖6 操作點左右各10°盲區示意圖

（6）規范中要求操作點正前方左右各10°的范圍，在視線高度1 500 mm 及任意吃水條件下，首部正前方操縱盲區不能超過船舶的2 倍總長或500 m（取小者），這就是前文為什么要將正前方180°單獨劃出20°這個區域的原因；雖然上述的兩個角度滿足要求，因為首裝載居中布置在首樓上，它對操縱站及監視站的影響是超過兩倍的船長，所以仍然要將首裝載視域影響的角度統計到總盲區表中。經與船檢溝通，在計算首部正視盲區時，選取首樓舷墻最上緣的點進行計算，得出盲區長度為451.367 m,小于兩倍的總長557.8 m,且小于500 m，如圖7 所示。

圖7 首部正視盲區圖

3.6 窗框、門框對視域的影響

由于航行和操縱工作站和監視工作站位置不同，需要把窗框、門框對視域的影響分別計算。在計算時，要將窗框之間以及窗框與門框之間的的最大斜對角與兩個工作站形成的角度作為最終的盲區角度，如圖8 所示。

圖8 窗框、門框盲區示意圖

3.7 駕駛室首視域盲區匯總

航行和操縱工作站與監視工作站的首視域225°范圍內，貨物、貨物傳動裝置、駕駛室窗框以及其他障礙物的總盲區應盡量小，以確保安全；總盲區范圍應控制在30°以內，我們將上述盲區角度進行合并統計（見表1），符合規范要求。

表1 首視域盲區統計表

從表1 得知,駕駛室首部的盲區滿足規范要求,所以航行和操縱控制站的位置不需要調整到與橋樓舷墻前壁平齊。

3.8 無線電通信站對視域要求

為了能夠讓值班駕駛員安全監控船舶,船舶無線通信站前方180°和右后方22.5°范圍內的單個盲區不能超過10°（見圖9）；同時為了保證值班駕駛員的視線，橋樓上的舷墻高度不能超過1 000 mm,舷墻上的扶手高度不能小于1 200 mm,扶手與舷墻之間的間距不能小于120 mm。

圖9 無線電盲區示意圖

根據上建布置圖，可以看到影響值班駕駛員的視線主要有電羅經復視器與門框、門框與窗框之間的盲區以及橋樓舷墻上的擋風板，經計算分別為5°、3°、7°，均滿足單個盲區不能超過10°的要求。

4 結束語

（1）在進行視域設計之前，首先需要了解規格書和規范對一人橋樓駕駛室視域的相關要求；

（2）根據規范找到手工操舵工作站、監視工作站、航行和操縱工作站的位置，并依據現有結構形式找到最適合觀察的兩個視點，這兩個視點，對尾部盲區的計算尤其重要；

（3）進行首部視域的設計，規范對首部視域要求較多，相對比較復雜，尤其是舷墻、窗框距離、駕控臺、主甲板上的建筑物、首樓、首裝載或其他特殊障礙物對視域的影響；

（4）對盲區進行統計并與相關要求作比對。如果出現不滿足的情況，則需要尋找大的盲區影響點進行調整和優化，或對其布置進行調整，使之滿足規范和船東規格書的要求。

154 000 DWT 穿梭油輪一人橋樓視域設計，已經DNV-GL 送審并退審確認，實船建造滿足船東和船級社規范的要求，得到船東的好評。