淺談平臺供應船DP模式靠泊海上設施

◎ 鄭木全 交通運輸部廣州打撈局

石油天然氣是世界經濟命脈，但是百分之七十油氣資源都蘊藏在深海。近年來我國海洋石油的勘探開發向深海進軍，這對海上平臺支持船來說是新的挑戰和機遇。在水更深、海況更復雜的情況下，如何安全靠泊海上設施，這對船長的船藝、船長對船舶靠泊設備（動力定位系統）的操作都提出了更高的要求。

1.船舶靠泊安全的重要性

安全是企業立身之本，只有通過嚴格的管理，落實各項作業的規范操作，夯實安全生產的基礎才能更好地實現人、機、環境的和諧統一。掌握不同作業的風險要素，做好風險分析，將隱患消除在萌芽之中。

對于平臺供應船來說，靠泊海上設施作業是一項風險性極高的作業。近年來發生了多起海上平臺支持船舶碰撞海上設施的事故，造成了財產損失和惡劣影響，甚至還造成人命傷亡。通過對多起事故分析，人員操作不當是船舶險情事故發生的主要原因，如何深刻吸取事故教訓，提升船舶操控能力，是船舶安全靠泊必須思考與解決的問題。船長、駕駛員和DPO應認真學習和理解《船舶靠泊海上設施作業規范》相關規定內容，熟悉船舶的性能，掌握船舶的操控技能。對于筆者所在的DP2動力定位船舶來說，為實現船舶精度可靠、性能穩定的船舶定點作業和預設條件船舶航行能力，根據船舶作業海域的環境，如何設置DP系統匹配的定位精度、增益、加速度、速度、轉向速率、船舶吃水等參數，運用DP系統的智能化和高精化實現船舶安全靠泊，滿足不同作業的需求，是船長以及DPO一直研究與學習的專題。

2.船舶動力定位系統

伴隨開發海上石油天然氣走向深海，DP（動力定位系統）已成為不可或缺的重要設備，也是油田支持船發展的一大趨勢。船舶動力定位（DP,Dynamically Positioned)是指船舶能夠自動通過使用推進器的動力以及單個或者多個位置參照設備來保持船舶的艏向和船位。

3.PSV靠離海上設施的操作

在靠泊平臺作業中，船長提前掌握作業海域的風、流等外部環境，選擇合適的靠泊船艏向和船位，合理運用好動力定位系統的輔助，全面了解船舶的DP系統以及DP控制臺的操作，遵循結構化的“熟悉”程序，閱讀相關手冊、DP 事故報告、FMEA、DP操作手冊以及與DP相關的所有歷史記錄文件，熟悉在DP模式下已確定的最嚴重故障，遵守最安全操作模式（SMO）和特定活動操作指南（ASOG），制定DP操作的計劃，進行作業風險評估，才能在合理范圍內確保安全的DP操作。除此之外，船長和DPO應提前考慮異常操作及緊急情況，分析并熟悉評估異常操作的風險和后果，船長還得具備手操控制船舶的能力，一旦DP系統出現嚴重狀況，可以應急轉化為手操模式控制船舶。

3.1 了解新型PSV的操縱性能及DP應用（以德恒輪為例）

（1）新型PSV以電推船為主流，一般主推器配備全回轉推進器，手動操縱和一般拖輪有很大區別，主要有三點：①兩個全回轉吊艙手動操縱相對復雜，而且不能直接從進車直接到倒車，必須降低轉速，然后旋轉主推，從進車位置到倒車位置有一定的時間差。高速航行遇緊急情況需要迅速減速需緩慢減小轉速，轉速減小到50%以下再采取小角度（如20-30度）對推，待船速降低到合適范圍（如之前航速的一半以下）再將推進器倒轉進行倒車。②四個推進器全部是固定螺距槳通過變頻調轉速，操縱特點和普通拖輪的CPP有很大不同；③PSV一般噸位和尺度偏大（本船船長93.8米、船寬20米、設計吃水8米），船舶慣性較大，受風面積也較大，靠平臺操縱時抗浪性較好但首搖嚴重。要想適應這種操縱方式，就要對本船的推進器布局很了解，熟練推進器的推力方向和大小，熟悉其慣性，就能很好的操縱船舶，即使在DP模式下也能更精準的操縱。

（2）DP2船舶可以分成三種操作：手操模式、獨立操作杠模式、主DP模式。獨立操作杠系統是主DP控制系統的補充，當主DP控制系統出現問題可以轉換為獨立操作杠模式，但是獨立操縱桿模式，只能自動限定艏向，用手柄控制船舶的縱向速度。像本船的DP控制系統為Rolls-Royce DP2 ICON型，DP控制系統由一個ICON 主DP控制系統和一個PCSCON cJoy獨立操縱桿系統組成，ROLLS-ROYCE兩個系統的操作桿都是獨立分開的，而康斯伯格的兩個系統的操作桿是合二為一的，操作桿可以選擇兩種不同的操作系統。

（3）DP控制系統收到位置參考系統和船舶傳感器的信息而計算每個推進器的推力大小（電動機扭力）和方向，以抵消風、洋流和波浪運動產生的影響來保持船舶的相對位置。DP將所有外力（包括波浪產生的力、表層流以及位置參考系統的誤差）的合力進行計算，在DP上顯示為“洋流”，俗稱“DP流”。DP流不是實際的洋流，它也不是固定的，隨著外界環境載荷的變化而變化，即使在相同的環境下，不同的艏向，DP流的變化也會非常大（由于不同的艏向，船的受力面積不同，所以外界產生的力也差異很大，一般風流合力與船舶縱向的夾角越大，DP流越大）。

3.2 運用DP模式靠泊海上設施，相關參數設置

（1）精度選擇：必選高精度。

（2）增益的設定：艏向設定中和船位設定中均有增益高中低可選擇，增益高低就是船舶的響應速度的快慢，高增益相對于低增益，響應更快并使得推進器更活躍，所以平靜的海況選擇低增益就可以免過沖，高增益應用于惡劣海況。

（3）最高船舶速度和轉頭速率設置，DP模式最高速度和轉頭速率的設定只是限定在Auto DP的模式下，所以一般最高速度設定為0.6節，轉動率為40度/分。

（4）DP操作模式轉心（Rotation Point）的設置：DP船可以在DP設置（settings)面板上選擇Pivot，直接設置船舶在DP操縱的轉心，有船中（midship）、船艏（bow)、船艉(stern)可以選擇，像羅羅系統還可以直接設置在距船艏或船艉任何一個距離上。船舶在靜止狀態時，艏側推的作用力產生的船舶旋轉點在距船艉約1/3船長處，艉側推的作用力產生的船舶旋轉點在距船艏約1/3船長處。船舶在向前運動時，旋轉中心處于距船艏（1/8～1/3）船長處，從船艏1/8船長處隨著速度的增加往1/3船長處轉移；船舶在向后運動時，旋轉中心處于距船艉（1/8～1/3）船長處，從船艉1/8船長處隨著速度的增加往1/3船長處轉移。可見DP轉心的設置直接影響船舶的操縱性能和推進器的負荷，可以根據實際情況巧妙的設置船舶的轉心，使船舶用比較小的負荷就可以達到比較好的操縱效果。比如在船艉有管線作業過程中需要調整艏向時可以選擇轉心在船艉，這樣船艉移動的距離就不會太大，不會影響管線作業，但是這種情況下首側推的負荷會較大，要注意觀察。

（5）自動位置和艏向報警設置：每次DP操作都應對自動船位和艏向進行預報警和報警值設置。設定的預報警值應盡量低，并且不得超過下列規定值：重要偏移極限值不得超過船舶和任何附近結構物或障礙物之間隔離距離的一半；允許偏移極限值不得超過重要偏移極限值的一半。一般靠泊海上設施，船位的預報警為2.5米，報警值為5米，艏向的預報警為2.0，報警值為3.0.

（6）系統報警值設置：（CQA)系統能力儲存的報警設置至關重要，如果達到報警，就說明DP系統的能力已經沒有能力控制船舶，因此DP系統就會對推進器放棄控制，一旦出現系統能力儲存的預報警，就要盡短時間調整船位或者艏向，做好隨時手動操縱船舶的準備。這個報警值的設置不能太高也不能太低，太低很容易就會讓DP系統失去對船舶的控制，太高又容易造成船舶過載而進一步發生不可控的局面。CQA warn reserve系統能力儲存的預報警，這個一般設置20%，CQA alarm reserve系統能力儲存的預報警,這個一般設置10%。

3.3 規范靠泊海上設施步驟

3.3.1 船舶進入平臺安全區前的準備工作

1）船舶在抵達前不少于1H與海上設施聯系并報告預計抵達時間，確認作業計劃和作業內容。

2）船舶接近海上設施2n mile時，值班駕駛員通知船長上駕駛臺。船舶操作模式由自動舵轉換為手動控制狀態，航速降低至8kn以內。考慮到PSV較大的慣性和推進器不宜過快減速，建議先把轉速降到60%以下，為可能的操縱做好準備，DP船舶要提前通知機艙分區（bus-tie OPEN)，分區情況見圖1。

圖1 德恒輪推進器及分區布局

3）船舶駕駛臺、甲板作業人員需統一和海上設施統一的溝通頻道，作業前開個BOX TOOL MEETING，根據作業任務，對靠泊及后甲板作業進行JSA或風險評估，并針對風險落實防范措施。

4）通知機艙做好進入安全區準備，輪機長應到機艙并完成DP機艙檢查表。

5）調整艏向，把船的航跡線往海上設施的下風流一側的500米邊緣處靠近，主推慢慢降轉速，接近海上設施600米處船速小于3節，然后把手操模式切換為DP模式，用DP手柄控制船舶到500m處速度降到0.5以下，啟動首側推并加入DP，轉為Auto DP定位在當前位置。檢查各推進器的狀況，看DP的指令和推進器的執行情況是否協調，推進器的負荷情況；船位穩定后記下DP流的大小和方向，這個對下一步靠泊有很大的指導作用；檢查各傳感器（本船配備3臺風向風速儀，3臺電羅經，3臺MRU運動參考裝置)是否進入DP系統，運行是否良好;檢查位置參考系統運行情況；完成相關設備與系統的檢查，并完成“進入安全區前DP檢查表”及“船舶進入海上平臺設施500米半徑范圍安全檢查表”。關閉雷達，報告海上設施中控，得到允許方可進入安全區。

6）進入安全區前，船長可以通過當前的風向風力，和DP流并結合經驗可以比較準確地判斷流水方向和大小，結合作業方式、當前海況選擇靠泊方式和進入安全區后的操作計劃。

3.3.2 進入安全區靠泊平臺的操作

1）船長親自操縱船舶，DP 船舶可以選擇用DP 手柄操縱，AUTO Heading,DP手柄直接控制船舶的縱移和橫移速度，把船位移到試靠點，調整合適的艏向，然后啟動Auto DP。

2）進入安全區的航速不超過4kn，大型PSV慣性大，進車到倒車時間差較大，用DP手柄操縱，船長應根據自己的經驗提前減速，應確保在接近海上設施時可以在安全距離內把船停住。

3）提前規劃好逃離路線，逃離路線應為正常或者應急情況船舶離開作業地點提供一條明確的路徑。要讓值班駕駛員做好監測，確保這條逃跑路線沒有其他船舶。

4）靠泊海上設施前，必須選擇離海上設施靠泊處不少于1.5～2.5倍船長（取決于風流海況）為船舶試靠點，DP船舶應在試靠泊點完成DP 定位并船位保持能力驗證至少15min～30min（手操船舶驗證至少10min～15min）觀察驗證評估結果，結果滿意則可按計劃接近海上設施。

5）船舶靠泊方式分為船頭頂風流、船尾頂風流和橫風流。船頭頂風流的優點：海況較差的情況下可以避免后甲板上浪，保證后甲板作業人員的安全；首推不需太大負荷運轉，減小設備壓力；適合作業時間較長的作業任務；缺點：海上設施的吊車對甲板貨物覆蓋范圍可能較小；海上設施在下風時會增大作業風險。船尾頂風流的優點：相對于船頭頂流，船尾頂流更易把握船舶艏向；缺點：大浪較大時后甲板易上浪影響甲板作業安全。橫風流,這種靠泊方式基本不被采用，推進器負荷大，很容易造成主發負荷過大而失電。

6）確定試靠艏向和試靠點的選擇非常重要，它直接影響到船舶的靠泊安全和靠泊的準確性。向德恒輪這種大型PSV試靠點一般選擇在海上設施的下風流側的海上設施縱向30度的延伸線150米處,如果必須得在上風流側宜在200米處，且要確保能在緊急情況下逃跑。

3.3.3 駛離海上設施

1）船舶作業結束與海上設施中控溝通確認，經海上設施許可方可離開。

2）駛離海上設施前，船長應完成“駛出安全區前船舶核查表”，確認船艏安全距離內無船舶及礙航物，盡量往海上設施的下風流側方向離開。

3）船舶的控制站或者模式轉換應在距海上設施不少于1.5～2.5倍船長（取決于風流海況）外進行，避免在海上的上風流側轉換。如果需要合區巡航應選擇在安全區外操作，必須要在海上設施的下風流側，而且要確保船舶的下風流側附近沒有船舶和障礙物。

4）當與海上設施有足夠的安全距離時才可進行較大幅度的轉向，避免船頭船尾與海上設施發生碰撞。

5）當駛出安全區后應向海上設施進行報告，船長做好與駕駛員的駕控權交接，使駕駛員明確當前操作模式、設備狀態、船舶下一步動向等動態。

4.結束語

要保證DP船舶的安全靠泊，船長就必須熟悉本船的操縱性能，了解熟悉DP 操縱，能充分發揮DP的優點，但又不能完全依賴它。