基于NAV船級符號的2 500 TEU集裝箱船一人橋樓設計

程慧勇，秦金歡

（1.新世紀船舶設計研發(fā)（上海）有限公司，上海 201203；2.金海重工股份有限公司上海分公司，上海 201120）

0 引言

隨著科學技術日新月異的發(fā)展，船舶的自動化程度越來越高，船上的設備也日益繁雜，越來越多的設備需要在駕駛室內進行監(jiān)控。為了降低駕駛員的工作強度、有效提高船舶航行的安全性，“一人橋樓”的概念應運而生。一人橋樓規(guī)范的目的就是通過對駕駛室進行符合人體工程學的布置，使駕駛員能夠更高效地對船舶進行操控，以確保船舶航行的安全。一人橋樓的設計涉及面較廣，除了對航行儀器和設備的配置有很高的要求外，在橋樓結構、駕駛室視野、工作環(huán)境及工作站的布置等方面也有較高的要求，需要各個專業(yè)的技術人員協同設計。本文將結合 2 500 TEU集裝箱船的一人橋樓設計經驗，詳細介紹GL船級社NAV船級符號的具體要求。

1 2500TEU集裝箱船介紹

2500TEU集裝箱船總長195.0m、型寬32.2m、型深17.0m、設計吃水9.5m、結構吃水11.5m，最大裝載2 500個標準箱。與傳統(tǒng)支線箱船相比，該船擁有多項性能和箱位優(yōu)勢，可裝載冷藏箱位達710個、超寬箱位270個，滿足GL船級社的E3級冰區(qū)要求及DNV船級社（挪威船級社）Winterized Basic船級符號的要求。該船安裝了具備國內最大處理能力的脫硫系統(tǒng)，保證船舶在連續(xù)航行15天所排放尾氣的硫含量低于0.1%，預計減少廢氣排放7 t/d。

該船船級符號為：GL+100A5,E3,Container ship,NAV,DG,IW,BWM(D2),RSD(F25),LC+MC,AUT,EP-D,CM-PS,DNV “WINTERIZED BASIC”。

2 GL船級社的一人橋樓船級符號

GL船級社的一人橋樓船級符號有2個，即NAV和NAV-INS[1]。NAV表示船舶在遠洋水域中可進行一人駕駛，而NAV-INS則表示船舶在遠洋和近海水域都可進行一人駕駛。2 500 TEU集裝箱船一人橋樓的設計只需滿足 NAV船級符號的要求。下面將以2 500 TEU集裝箱船為例，詳細說明NAV船級符號的主要要求。

3 橋樓結構

3.1 駕駛室形式

為了能讓駕駛員操縱船舶安全航行，駕駛室內應有足夠廣闊的視野。由于該船需走北極航線，駕駛室設計為全封閉式橋樓，即使在惡劣氣候下，也可以具有較好的駕駛環(huán)境。

3.2 駕駛室高度

根據GL規(guī)范要求，駕駛室凈高（即甲板敷料到天花板下緣的距離）應不低于2.25 m，該船駕駛室凈高為2.3 m，完全滿足規(guī)范要求。另外，GL規(guī)范要求在開闊區(qū)域、走道和站立工作站上方的天花板上安裝的設備，其下緣距甲板表面的凈高度不能小于 2.1 m?？紤]到頂部儀表板尺寸較大，直接安裝在天花板上將不能滿足船級社要求，因此該船將駕駛室前部天花板局部抬高，將頂部儀表板嵌入其中（見圖1），較好地滿足了規(guī)范的要求。

圖1 駕駛室前儀表板布置

3.3 駕駛室窗布置

由于該船是全封閉橋樓，駕駛室前壁、側壁及后壁（除梯道、煙囪、脫硫塔處）均布有窗戶，總共38扇窗戶。為了避免陽光直射，每扇窗戶均安裝了遮光簾。同時，為了減少航行操縱站和監(jiān)視站水平視野的盲區(qū)，該船駕駛室窗戶間的框架設計為100 mm，滿足GL規(guī)范小于150 mm的要求。

對于全封閉橋樓而言，GL規(guī)范要求除前壁窗戶外，側壁及影響兩翼工作站后視的窗戶均需帶雨刮器及窗玻璃加熱器。結合船東要求，該船駕駛室所有窗戶均帶有雨刮器及窗玻璃加熱器，極大地提高了船舶航行的安全性。

3.4 通道

GL規(guī)范要求任一工作站與駕駛前壁之間最好留有1 000 mm的通道（至少不得小于800 mm），以保證一人站立時，另外一人可以經過。該船的駕控臺距離前壁1 100 mm，兩翼臺距離前壁1 000 mm，完全滿足規(guī)范要求。

4 駕駛室視野

4.1 水平視野

1）為保證船舶操縱安全，從駕駛位置上所見的海面視域，在所有吃水、縱傾和甲板載貨狀態(tài)下，自船首前方至任何一舷10°范圍內，均不應有超過2倍船長或者500 m（兩者取小值）的遮擋。

2）根據GL規(guī)范的要求，在水平視野中，如觀測者通過在駕駛室區(qū)域內移動的方式向外觀測，水平范圍內視野累加達到360°也是可以的。受后方煙囪的遮擋，該船選取了左右兩翼靠船尾的2個觀測點，這 2個觀測點的累加視野可達到船周圍水平360°的角度范圍，見圖2。

3）GL規(guī)范要求航行操縱站的水平視野總和不少于225°，即除航行操縱站前方180°的水平視野外，還需滿足航行操縱站左右兩邊水平視野達到各向后22.5°的要求。監(jiān)視站的水平視野總和不少于202.5°，即除監(jiān)視站前方180°的水平視野外，從監(jiān)視站單邊向后的水平視野還需達到22.5°（見圖3）。同時，規(guī)范要求航行操縱站和監(jiān)視站的水平視野不能被駕駛室內的窗簾或其他不必要的障礙物所遮擋。

圖2 駕駛室水平視野

圖3 操縱站和監(jiān)視站處的水平視野

4）對于兩翼的操作位置，規(guī)范要求水平視野不小于 225°，即除了舷外 180°外，每邊向前方延伸45°。該船兩翼操作位置的水平視野完全滿足GL規(guī)范的要求，見圖4。

5）GL規(guī)范要求手動操舵站的視野不小于120°，即手動操舵站正前方左右兩邊各有 60°的區(qū)域。如圖4所示，該船手動操舵站的視野也符合規(guī)范要求。

4.2 垂向視野

為了保障駕駛員在操作位置上（駕控臺后350 mm）無論處于坐姿（眼睛高度為1 400 mm）還是站姿（眼睛高度1 800 mm）都能達到所需的垂向視野，GL規(guī)范要求前壁窗戶的下沿高度不得超過1 000 mm，上沿高度不得低于2 000 mm，且窗戶應做成傾斜的，其傾斜角范圍為 15°～25°。該船的窗戶下沿距離駕駛室甲板面990 mm，窗戶上沿高度距離駕駛室甲板面2 128 mm，前窗傾斜角為15°，均滿足GL規(guī)范要求，見圖5。

圖4 兩翼操作位置和手動操舵站的水平視野

圖5 垂向視野示意圖

4.3 視野盲區(qū)

貨物、起貨設備及其他一切前方障礙物均有可能阻擋視線，從而造成工作站的盲區(qū)。在航行和操縱工作站前方180°的范圍內，該盲區(qū)的角度總和不得超過20°，單個盲區(qū)角度不得超過10°。其中，在正前方左右各 10°范圍內的單個盲區(qū)角度不得超過5°，每2個盲區(qū)之間的可視區(qū)應不小于5°。在航行和操縱工作站水平視野 225°范圍內的所有盲區(qū)角度總和不得超過 30°。經計算，在航行和操縱工作站前方180°范圍內，由窗框引起的視野盲區(qū)總和約為12°，小于規(guī)范要求的20°。在航行和操縱工作站水平視野225°的范圍內，由窗框和門引起的盲區(qū)角度總和約為16°，小于規(guī)范要求的30°。因此，該船的視野盲區(qū)角度完全符合GL規(guī)范的標準。

另外，考慮到該船預留了甲板克令吊的位置，如果船舶駕駛室按常規(guī)布置，克令吊在操縱工作站正前方左右各 10°范圍內形成的單獨盲區(qū)角度將超過5°。因此，將該船的駕控臺中心沿右舷方向偏離船舶中心線約5 m，駕駛室前窗中心也相應地偏離船舶中心線，駕駛室兩翼形成不對稱結構，以滿足水平視野的要求。

5 工作環(huán)境

5.1 衛(wèi)生間

該船在橋樓甲板設有洗手間，且洗手間門設在駕駛室后壁，值班人員可以從駕駛室直接進入洗手間。

5.2 照明

1）GL規(guī)范要求工作站需配備可調光的紅燈以供夜間使用。這樣可以防止眩光和反光，也不會被其他船舶認為是航行燈[2]。該船不但在工作站范圍內的天花板上安裝了5個可調光的紅色筒燈，而且在每個工作站均配有可調光的紅色鵝頸燈。

2）在夜間航行時，為避免因燈光照射到駕駛室而產生航行安全隱患，該船上靠近駕駛室的航行設備間、電梯控制間及衛(wèi)生間的熒光燈均由每個房間門的限位開關控制。當相關人員打開房間門時，相應的熒光燈會關閉；關門時，相應的熒光燈便會打開。

3）駕駛室梯道處的夜間照明燈具也采用了紅燈，由駕駛室的梯道門開關控制。當駕駛室梯道門打開時，梯道燈亮；當駕駛室梯道門關閉時，梯道燈滅。

5.3 人員安全

根據GL規(guī)范要求，駕駛室內不得有尖銳的邊緣和突出物，以免傷害駕駛員。另外，根據要求，設計人員在該船的駕控臺和駕駛室前壁均提供了扶手，使駕駛員在惡劣天氣下依舊能夠移動或站立。

5.4 聲音信號

該船的橋樓為全封閉橋樓，因此還配置了1套聲音接收系統(tǒng)。該系統(tǒng)使值班人員在駕駛室內依舊能夠清晰地聽到外部聲音信號和霧笛信號，并能辨別其方向。

6 工作站及指揮位置

GL規(guī)范強制要求的工作站包括：航行和操縱工作站、監(jiān)視工作站、手動操舵工作站和停泊作業(yè)工作站。

根據ISO 8468、IACS REC.95和MSC/Circ.982的要求和指導，航程計劃工作站、安全工作站和無線電通信工作站只作為GL推薦的附加工作站，但考慮到實際需要和習慣，目前船上一般都會布置這3個附加工作站。該船在設計時，也按常規(guī)要求布置了這3個工作站。

根據巴拿馬運河規(guī)則的要求，該船需設置 5個指揮位置（CONNING），此要求只是巴拿馬運河規(guī)則的要求，與GL船級社一人橋樓的規(guī)范要求無關。其中3個位于船中，另外2個位于左右翼最外端。該船駕駛室工作站及指揮位置的具體布置見圖6。

圖6 駕駛室工作站及指揮位置布置圖

6.1 航行和操縱工作站

航行和操縱工作站通常設置于駕控臺的右側并靠近船中，對船舶進行操縱和控制、觀察船舶運行狀態(tài)、分析運行情形、設定航行軌跡、決定避碰操縱，同時與其他操縱站保持通暢的通信[3]。因此，航行和操縱工作站的布置，應能使駕駛員獲得良好的視野，能有效地觀察船舶周邊環(huán)境，使駕駛員在面對突發(fā)事件時能安全有序地完成船舶操縱，以保證船舶的安全。

該船的航行和操縱工作站內配備了雷達、電子海圖、甚高頻電話、冷庫呼叫主控板、病房呼叫主控板、霧笛主控板、橋樓報警復位按鈕及航行報警板等設備。

6.2 監(jiān)視工作站

監(jiān)視工作站通常設置在駕控臺的左側并靠近船中，以確定和標繪該船的位置、方位、軌跡和速度，實現與航行有關的內部和外部通信以及航行時調整已計劃的航線。

該船在監(jiān)視工作站內配備了雷達、電子海圖、霧笛按鈕和電鍵、甚高頻電話、自動識別顯示器（AIS）、差分全球定位系統(tǒng)（DGPS）、計程儀顯示器、雨刮器控制板、窗玻璃加熱器控制板、調光開關、橋樓報警復位按鈕等設備。

6.3 手動操舵工作站

手動操舵工作站是船舶在進出港、系泊、進塢、?？看a頭時供人工進行操舵的地方，其主要作用是滿足手動操舵的需求，且可實現與停泊作業(yè)工作站的雙向通話[2]。該船手動操舵工作站配備了手動操舵單元、航向偏移報警、模式選擇開關、主機遙控主控制屏、首尾側推主控板、舵角顯示單元、廣播通用報警板、聲音接收裝置、自動電話等。

6.4 停泊作業(yè)工作站

停泊工作站即兩翼控制臺，主要作用是監(jiān)測并控制船舶首向、速度和系泊操作，實現與系泊區(qū)域和人工操舵工作站的雙向通話[2]。該船在這個工作站上配備了車鐘、手動操舵單元、主機轉速表、回轉速率指示器、舵角指示器、首尾側推控制板、測深儀復示器、計程儀復示器、橋樓報警復位按鈕、自動電話等設備。

6.5 航程計劃工作站

航程計劃工作站即為海圖區(qū)，主要供駕駛員預先制定航線（含方位、轉彎半徑、航路點等信息）和在航行時重新規(guī)劃航線。該船在該工作站內配置有海圖燈、電子海圖打印機、母鐘、航向記錄儀、船舶定位系統(tǒng)、測深儀顯示器、計程儀顯示器、氣象傳真接收機、奈伏泰斯接收機等設備。

6.6 安全工作站

安全工作站通常布置在無線電通信工作站的背面，但根據船東要求，該船將其布置在海圖桌背面。安全工作站的主要作用是安全監(jiān)測和緊急操作，即監(jiān)測船舶的安全狀態(tài)并提供緊急操作的計劃與管理。該船安全工作站內配置的設備主要有：航行燈控制板、信號燈控制板、室外燈控制面板、火災探測控制板、水霧控制板、貨艙感煙探測復示板、水密門指示板、消防泵和應急消防泵控制板以及貨艙風機遙控面板等。

6.7 無線電通信工作站

無線電通信工作站即為設置在報務區(qū)的全球海上遇險與安全系統(tǒng)（Global Maritime Distress and Safety System,GMDSS），在該船和航行在同一海區(qū)的其它船舶間實現重要的通信功能。該工作站內配置了1套中高頻電臺、2套衛(wèi)通C站、衛(wèi)通FBB500、SSAS報警系統(tǒng)等設備。

6.8 指揮位置（CONNING）

指揮位置用于監(jiān)控和指揮船舶航行，此位置應具有良好的視野和用于操縱的必要信息。該船在指揮位置配備了舵角指示器和主機轉速表。另外，根據巴拿馬運河規(guī)則的要求，該船指揮位置還配備了汽霧笛按鈕和莫氏燈電鍵。

7 電氣設備的特殊配備

除了上述的配置外，該船還配備了集成一體的橋樓值班報警系統(tǒng)和航行報警系統(tǒng)。橋樓值班報警系統(tǒng)的作用是監(jiān)視駕駛室值班人員，即在主控制單元內設置一定的時間間隔（3 min ～12 min）后，系統(tǒng)啟動循環(huán)倒計時。如在設置的時間間隔內，值班駕駛員按下該系統(tǒng)任一復位按鈕，說明駕駛室值班人員處于工作狀態(tài)，則不會觸發(fā)報警，系統(tǒng)會重新開始倒計時。

如果駕駛室值班人員未在規(guī)定時間間隔內按下任一復位按鈕，則系統(tǒng)會在駕駛室內產生聲光報警（第一階段報警）。如果報警在持續(xù)30 s的時間內沒有被值班駕駛員注意到，則系統(tǒng)就會把報警轉發(fā)到第二階段報警（該船二級報警處所為：船長室、大副房間、二副和三副房間）。如果在第二階段設定時間的內仍舊沒有得到響應，則系統(tǒng)就會把報警轉發(fā)到安裝報警單元的第三階段報警，即公共區(qū)（該船三級報警處所為：官員娛樂室、餐廳、健身房和甲板辦公室），提醒所有人員注意。

航行報警系統(tǒng)即橋樓的監(jiān)測報警系統(tǒng)，該船根據GL船級社一人橋樓的要求，除將所有導航設備的報警延伸到航行報警系統(tǒng)外，還會將航行燈板電源故障報警和主機的降速與剎車預報警信號輸送到航行報警系統(tǒng)。

另外，根據GL規(guī)范一人橋樓的要求，該船對X波段雷達、電羅經、全球定位系統(tǒng)（GPS）、測深儀和計程儀等設備配置了供電時間不少于45 s的不間斷電源系統(tǒng)。

8 結束語

隨著航運業(yè)的不斷發(fā)展，船舶航行安全將越來越受到重視，以航行安全為目的的一人橋樓設計必將是未來發(fā)展的主流趨勢。本文通過對滿足GL船級社NAV船級符號的集裝箱船一人橋樓設計的總結，使相關人員能夠更好地理解GL船級社對于一人橋樓的設計要求，希望能對今后一人橋樓的設計工作起到一定的借鑒作用。