裝備吊艙式電力推進器郵船標準操縱用語

蔡 斌, 蔡飛飛

(上海港引航站, 上海 200082)

裝備吊艙式電力推進器郵船標準操縱用語

蔡 斌, 蔡飛飛

(上海港引航站, 上海 200082)

通過分析實際操縱吊艙式電力推進器過程中遇到的一些問題，提出相應(yīng)的建議。為保障裝備吊艙式電力推進器郵船的安全，必須制定規(guī)范的操縱用語，只有如此才能以此為基礎(chǔ)構(gòu)建有效的駕駛臺團隊合作，形成良性的互動和監(jiān)督機制，為裝備吊艙式電力推進器的郵船提供安全保障。

水路運輸； 郵船； 操縱； 吊艙式電力推進器； 安全

Abstract: A series of new issues happening during piloting cruise ships with podded electric propulsion are analyzed and how to ensure the safety of the cruise ship piloting is investigated and, then, suggests that the pilots should be familiar with the characteristics of podded electric propulsion and master its manipulation skills. It concludes with the proposal that a set of standardized maneuvering terminology should be defined, which will be the foundation of effective collaboration of the bridge team. The mechanism of mutual supervision can also better develop with the command standardization so that the arriving/departing cruise ship will enjoy higher safety.

Keywords: waterway transportation; cruise ship； ship handling； podded electric propulsion； safety

據(jù)統(tǒng)計，近30 a來全球郵船經(jīng)濟發(fā)展迅速，郵船數(shù)量以年均8.6%的速度增長。[1]以上海港為例，近幾年的郵船到港數(shù)量以年均近50%的速度增長，一些郵船航行安全問題，特別是裝備吊艙式電力推進器(以下簡稱“吊艙推進器”，見圖1)郵船的航行安全問題日益凸顯。為最大程度地確保郵船安全航行，駕駛員和引航員需及時、全面地掌握吊艙式電力推進器的使用技巧，充分發(fā)揮團隊優(yōu)勢以有效利用駕駛臺資源進行良好的交流與合作。

1 吊艙推進器的發(fā)展概況

1989年，芬蘭克瓦納·馬薩船廠和ABB公司為滿足芬蘭海事局對破冰船任意方向航行的需求，提出吊艙推進器的概念，將推進器設(shè)計成可在水平任意方向上推進。1990年，航道維護船“SEILI”輪經(jīng)過改裝，成為世界上第一艘安裝吊艙推進器的船舶。此后，吊艙推進器被廣泛應(yīng)用于郵船、軍艦、科考船和破冰船等多種類型船舶中。[2]近些年，新建的郵船中約有80%采用雙吊艙或多吊艙的推進方式(多吊艙型一般由2臺吊艙推進器提供矢量推力)，這里以雙吊艙推進器為例進行闡述。

圖1 吊艙式電力推進器

2 吊艙推進器的優(yōu)點

與常規(guī)推進器相比，吊艙推進器因結(jié)構(gòu)特殊而具有以下優(yōu)點：

1) 車舵一體，設(shè)計自由度和靈活性強。

2) 沒有主機和長艉軸，節(jié)省艙室空間。

3) 可獨立制造，方便安裝。

4) 可進行矢量推進，性能優(yōu)勢明顯。

5) 螺旋槳位于轉(zhuǎn)軸前，采用拖拉式推進，可有效改善空泡性能，降低水動力噪聲，減少振動。[3]

6) 降低廢氣排放，具有更佳的燃油經(jīng)濟性，在節(jié)能環(huán)保方面有明顯的優(yōu)勢。[4]

3 采用吊艙推進器郵輪的性能與操縱

3.1旋回性

安裝吊艙推進器的船舶通過改變推進器的推力方向獲取轉(zhuǎn)船力矩，相較于傳統(tǒng)的通過舵力獲得轉(zhuǎn)船力矩的船舶，其力矩更大、旋回性更好。以郵船的姐妹船“FANTASY”輪和“ELATION”輪為例，前者采用傳統(tǒng)的雙車雙舵系統(tǒng)，后者安裝有2臺吊艙推進器裝置，全速旋回時，后者的旋回初徑只有前者的70%左右[5]，可見配備吊艙推進器船舶的旋回性更好。3.2停船性能

以“QUANTUM OF THE SEAS”輪和“COSTA ATLANTICA”輪為例，其緊急停船數(shù)據(jù)見表1。

表1 “QUANTUM OF THE SEAS”和“COSTA

據(jù)統(tǒng)計，萬噸級船舶的倒車沖程為6～8倍船長，5萬噸級船舶的倒車沖程為8～10倍船長[6]，可見配備吊艙推進器的船舶具有更好的停船性能。

3.3最大橫向有效推力的獲取

雙吊艙推進器通常安裝在艉部，對稱分布于艏艉線兩側(cè)，船體結(jié)構(gòu)對吊艙推進器的有效推力有顯著的影響(見圖2)。

圖2 雙吊艙推進器的矢量推力分布

圖2中:當(dāng)一臺吊艙推進器排出流的方向指向船舶中心線或另一臺吊艙推進器時，排出流受阻排出不暢，導(dǎo)致推進器的有效推力大幅度下降；此外，有效推力還會因2臺吊艙推進器吸入流與排出流相互影響而產(chǎn)生變化。試驗結(jié)果表明，當(dāng)2臺吊艙推進器相互錯開時，采用圖3中的角度全速推進可獲得向左的最大橫向有效推力。若要獲得向右的最大有效橫向推力，則左右吊艙推進器的推進角度與圖3中的角度相反。

圖3 橫向最大推進(向左)

3.4緊急停船的操縱

以“QUANTUM OF THE SEAS”輪緊急停船操縱為例。首先將操縱方式由“巡航”切換為“操縱”，此時吊艙推進器的輸出功率將由20 500 kW自動被限制為10 000 kW；接著將2臺吊艙推進器向外舷轉(zhuǎn)至45°，等待船速下降(見圖4)；當(dāng)船速<15 kn后，繼續(xù)將2臺吊艙推進器向外舷旋轉(zhuǎn)至指向艉部，并保持螺旋槳為最大轉(zhuǎn)速，直至停船(見圖5)。

圖4 2臺推進器分別向外舷轉(zhuǎn)45°

圖5 2臺推進器分別向外旋轉(zhuǎn)至指向艉部

由以上分析可知，吊艙推進器因在設(shè)計和性能方面具有一定優(yōu)勢而獲得許多新建大型郵船的青睞，但在實際的船舶操縱中還應(yīng)充分意識并兼顧到吊艙推進器特殊的操縱方式。

4 裝備吊艙推進器的郵船在實際操縱中遇到的問題及分析

裝備吊艙推進器的郵輪雖然具有較好的操縱性，并配備有先進的助航設(shè)備，但在操縱實踐中仍會遇到緊迫局面(甚至是事故)，對郵船的安全航行有潛在的威脅。

案例1：某豪華郵船在船廠完成塢修后，計劃駛往上海吳淞口國際郵船碼頭。該郵船裝備有2臺吊艙推進器和3臺1 900 kW的艏側(cè)推器。盡管出塢操縱與靠離泊操縱區(qū)別很大，但船長仍決定自行操縱郵船倒航出塢。郵船所處的干船塢與航道主流向垂直，郵船出塢時右舷受流。考慮到拖船頂靠會污損郵船的白色涂裝，船長并未采納拖船協(xié)助頂推的建議。當(dāng)艏部即將出塢時，操縱吊艙推進器和艏側(cè)推器仍無法克服潮流的影響，最終導(dǎo)致郵船左舷前部與他船碰撞，帶來巨大經(jīng)濟損失。

案例2：“CV”號豪華郵船靠泊上海吳淞口國際郵船碼頭，在進口處船舶眾多，郵船穿越航道困難，船長因擔(dān)心延誤靠泊而盲目選擇錯誤時機冒險調(diào)頭，導(dǎo)致船舶調(diào)頭過程中距離碼頭過近，并在調(diào)頭后被潮流壓到下游泊位。

由上述2個案例可知，郵船的靠離泊等關(guān)鍵操縱多是由船長獨自完成的，因此船長對環(huán)境的認知、對船舶境況的判斷和采取的措施與船舶及船上人員的安全息息相關(guān)，該方式在當(dāng)前顯然是不合適的。事實上，郵船的駕駛臺團隊分工明確、細致，駕駛臺資源管理有序、科學(xué)，但在關(guān)鍵操縱中無法發(fā)揮出應(yīng)有的效能，究其原因，主要在于缺乏標準的操縱用語。

1) 缺乏標準的操縱用語使得駕駛臺通信不暢。船長無法通過規(guī)范的用語將當(dāng)前的操縱意圖傳遞給駕駛臺團隊其他成員，駕駛臺團隊其他成員的操縱建議也無法傳遞給船長，使得整個駕駛臺關(guān)于操縱的內(nèi)外部直接通信處于中斷狀態(tài)，船長與駕駛臺團隊其他成員間的有效溝通失去了載體，船舶操縱成了船長的個人行為。

2) 缺乏標準的操縱用語致使情境意識喪失。情境意識是識別出事故鏈并在事故發(fā)生之前將其切斷的能力[7]，而單憑個人力量是無法保持高水平情景意識的。值班駕駛員無法從船長的口述中獲取操縱意圖，無法篩選出船長所需的信息并給予其必要的信息支撐，導(dǎo)致船長的情境意識喪失或?qū)η榫骋庾R產(chǎn)生錯誤的認知，形成失誤鏈，帶來安全隱患。

3) 缺乏標準的操縱用語導(dǎo)致人為失誤被放大。郵船船長的工作量及工作壓力大，為保證操縱時的動作準確、有效，降低人為因素對安全的威脅，駕駛臺團隊的監(jiān)督作用非常關(guān)鍵。案例1中正是因為缺乏標準的操縱用語而使船長未能得到駕駛臺團隊有效的監(jiān)督和及時的提醒，導(dǎo)致人為失誤被迅速放大。

4) 缺乏標準的操縱用語引起駕駛臺決策失誤。決策的過程也是判斷選擇的過程，在執(zhí)行操縱計劃的過程中，借助引航員熟知港口情況的優(yōu)勢，船長能對局面進行正確評估，做出合理的決策。[8]然而在案例2中，由于缺乏標準的操縱用語，引航員無法在評估局面之后將做出的決策提供給船長參考，直接導(dǎo)致駕駛臺決策出現(xiàn)失誤。

5) 缺乏標準的操縱用語造成應(yīng)變策略失效。對于船舶操縱過程中發(fā)生的意外情況，采取有效的應(yīng)變措施是避免遇到緊迫危險(甚至是事故)的唯一手段。措施是否有效首先基于能否對局面作出正確的判斷，船長能清晰地表述操縱意圖和已采取的操縱動作是準確判斷局面的前提。此外，措施是否有效還在于措施能否被及時傳遞。沒有標準的操縱用語就沒有判斷局面的根基，更無法使應(yīng)變策略及時、有效。

5 吊艙推進器對郵船操縱的新要求

建立規(guī)范的操縱指令體系，使相關(guān)人員能從操縱者對動作的口述中領(lǐng)會其意圖，并進行有效的監(jiān)督和復(fù)核；同時，將保障郵船安全的人員由具體操縱者(通常是船長)擴大為整個駕駛臺團隊(包括引航員和駕駛員等)。該措施既可改變操縱者單獨操縱的模式，又能在引航員與其他船員之間建立良好的溝通和協(xié)調(diào)機制，通過對操縱者動作的合理性進行有效的評估，并在必要時提出建議、疑問和警告，使安全效益最大化。[9]

基于船長和引航員使用吊艙推進器的經(jīng)驗，參考英國引航協(xié)會編寫的PilotingVesselsFittedwithAzimuthingControlDevices[10]和美國CMR出版社出版的ShiphandlingfortheMariner[11]，擬推薦的標準口令見表2。

表2 擬推薦的吊艙推進器口令

6 結(jié)束語

吊艙推進器作為新型推進系統(tǒng)之一，因功能優(yōu)異而被郵船廣泛選用。對采用吊艙推進器的船舶制訂標準的操縱用語，能改變?nèi)狈F隊合作的單人操作模式，建立起駕駛臺團隊人員密切合作、發(fā)揮團隊作用的機制，進而及時發(fā)現(xiàn)安全隱患、解決相關(guān)問題，共同為涉及生命和財產(chǎn)安全的郵船提供更有力的安全保障。

[1] 新華網(wǎng).中國正迅速成為全球郵輪經(jīng)濟新熱點.[EB/OL].(2014-10-15)[2015-10-12].http://news.xinhuanet.com/fortune/2014-10/15/c_1112837795.htm.

[2] 高宜朋，曾凡明，張曉鋒.吊艙推進器在艦船推進系統(tǒng)中的發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)分析[J].中國艦船研究，2011,6(1):90-96.

[3] 孫瑜.艙體下方帶有鰭的吊艙推進器水動力性能研究[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2013.

[4] 馬騁．吊艙推進技術(shù)[M]．上海：上海交通大學(xué)出版社，2007:7-8．

[5] ABB.Azipod.Propulsion[EB/OL].[2015-11-20].http://www04.abb.com/global/seitp/seitp202.nsf/0/589ea2a5cd61753ec12570c9002ab1d1/%24file/Azipod New.pdf.

[6] 孫琦.船舶操縱[M].大連:大連海事大學(xué)出版社，2015：36-41.

[7] 王鳳武，張卓.駕駛臺資源管理[M].大連:大連海事大學(xué)出版社,2015:82-83.

[8] 陸悅銘，薛一東，閆偉.船長與引航員的信息交流[J].上海海事大學(xué)學(xué)報，2008，29(3)：25-31.

[9] 方泉根.船舶駕駛臺資源管理[M].北京:人民交通出版社，2006:92-93.

[10] UK. Maritime Pilot’s Association.Piloting Vessels Fitted With Azimuthing Control Devices (ACD’s)[EB/OL].[2015-11-27].http:www.impahq.org/admin/resources/article1367420271.pdf.

[11] MACWLREVEY D H, MACELREVEY D E. Shiphandling for the Mariner[M]. Ithaca:Cornell Maritime Press,2013:52-70.

StandardizedConningCommandsforCruiseShipwithPoddedElectricPropulsion

CAIBin,CAIFeifei

(Shanghai Maritime Pilots’ Association, Shanghai 200082, China)

U674.11;U664.14

A

2016-12-25

蔡 斌(1976—)，男，福建莆田人，高級引航員，碩士，從事引航操縱與管理研究。E-mail: caibin@sh-pilots.com.cn

1000-4653(2017)01-0102-04