文/中國海運（集團）總公司企管部 樓于海

駕駛臺航行值班報警系統(tǒng)（BNWAS）實施的目的是監(jiān)控值班駕駛員的警覺度，并能在有理由認為值班駕駛員不能勝任其職責時，系統(tǒng)將產(chǎn)生一系列逐步延伸的報警，自動警示其他相關(guān)駕駛?cè)藛T或船長，直到引起相關(guān)人員的注意 ,避免因值班駕駛員不能履行值班職責而使船舶處于無人操縱的危險局面發(fā)生。

2008年6月30日至 7月4日，國際海事組織航行安全分委會第 54 次會議 (NAV54)通過了船載駕駛臺航行值班警報系統(tǒng)及電子海圖和信息顯示系統(tǒng)配備要求的草案。2009年6月5日，在國際海事組織海上安全委員會第86次會議上，通過了MSC.282（86）決議，規(guī)定了公約船 BNWAS執(zhí)行要求，具體如下：

1、2011年7月1日以后新造的150噸及以上的貨船和任何載重的客船都必須配備BNWAS。

2、2011年7月1日以前建造的客船，2012年7月1日后第一個檢查日。

3、2011年7月1日以前建造的總噸3000及以上的貨船，2012年7月1日后第一個檢驗日。

4、2011年7月1日以前建造的總噸500-3000的貨船，2013年7月1日后第一個檢驗日。

5、2011年7月1日以前建造的總噸 150-500的貨船 ，2014年7月1日后第一個檢驗日。

規(guī)定還要求船舶在海上航行途中的任何時候，駕駛室航行值班報警系統(tǒng)均應(yīng)保持運行。

隨著配置日期的臨近，船舶BNWAS系統(tǒng)安裝和調(diào)試相繼啟動，系統(tǒng)的實施有效地監(jiān)控了值班駕駛?cè)藛T警覺度，為船舶安全航行提供了幫助，但也加大了船舶駕駛?cè)藛T值班時的勞動強度。按規(guī)范要求，系統(tǒng)休眠倒記時間范圍為3-12分鐘，也就是說在系統(tǒng)啟動后，最長 12分鐘內(nèi)就必須復(fù)位一次，那樣一個當班駕駛值班人員一天（兩個值班時間段）需按復(fù)位鍵 40次以上。按 IMO_MSC.128(75)BNWAS性能指標對報警復(fù)位的要求，復(fù)位器具有的持續(xù)實施不應(yīng)延長休眠期或報警的中斷，系統(tǒng)可以安裝其他復(fù)位裝置，并允許從其他橋樓設(shè)備觸發(fā)復(fù)位功能，為了減少對駕駛?cè)藛T日常工作的干擾（雷達操作、海圖操作、定位、通信或瞭望等），減輕船舶駕駛?cè)藛T工作強度，利用智能人體運動檢測技術(shù)的 BNWAS報警輔助復(fù)位器被實施船舶廣泛的采納。

一、人體運動檢測器的原理和功能

BNWAS 采用運動檢測器是基于多譜勒效應(yīng)與紅外工作原理（雙鑒式），將主動探測與被動感應(yīng)相結(jié)合而組成的人體移動探測。針對“人體移動”的兩個主要物理特征——人體熱輻射和移動速度來判別探測視區(qū)內(nèi)是否有人活動，并將活動信號轉(zhuǎn)成電信號，供BNWAS用于復(fù)位。采用雙鑒式是為了降低誤報率，由于是雙鑒比較，紅外探測部分靈敏度可作得較高，從而克服了近體溫效應(yīng)。即當室溫接近人體溫度時，檢測器仍能正常工作，克服了一般單鑒式被動紅外檢測器的缺陷。有數(shù)據(jù)顯示，微波 /被動紅外雙鑒器比單鑒式檢測器誤報率低421倍。 （見圖1、圖2）

圖1 紅外微波雙技術(shù)探測器共同探測到人體移動發(fā)出報警

圖2 微波探測到物體移動的反射波差值變化也會做出反應(yīng)

為了使運動檢測器更有效，目前 BNWAS 系統(tǒng)一般均采用更進一步的智能雙鑒運動探測技術(shù)，所謂智能雙鑒技術(shù)是指在雙鑒技術(shù)上進行微處理器控制，能區(qū)別人與小動物的不同，從紅外、微波及微處理器三個角度降低誤動作或漏動作，從技術(shù)上杜絕個別值班人員利用小動物運動或機械擺動來啟動系統(tǒng)復(fù)位的可能。

紅外、微波及微處理器的智能雙鑒檢測器是如何工作的呢？

1、紅外： 靈敏度均一的光學(xué)透鏡 ，檢測器的光學(xué)透鏡如果靈敏度不均是無法正確區(qū)分人和小動物之間的差異的。當一只貓走過靈敏度過強的區(qū)域時看上去會像一個人那么大，這樣就導(dǎo)致檢測器產(chǎn)生復(fù)位信號。相反，當一個人在一個靈敏度太弱的區(qū)域運動時看上去會象一個小動物，這樣會導(dǎo)致檢測器漏報。

2、微波：運動探測采用的微波波段分 S、X、K三個波段，S波段中人與動物的多譜勒反射頻率有很大的區(qū)別（見圖3）。同時，四肢與軀干的多譜勒反射頻率也有很大的區(qū)別 ,通過檢測反射頻率的幅值和它們之間的比例關(guān)系，可以區(qū)別動物和人。（見圖4）

圖3 微波使用X或S波段與K波段比較示意圖

圖4

K波段采用 24.5G微波，具有 S、X波段所沒有的微波防泄漏和防護圖賦形技術(shù)，波形更好，還能有效的防治因穿透而引發(fā)的錯誤。

3、微處理器：運動檢測器的大腦，通過對人與動物反射頻譜的大量分析，建立了數(shù)據(jù)豐富的識別數(shù)據(jù)庫，使運動檢測器具有識別動物的高智能化，使運動檢測器可以可靠地防止45公斤以下的動物引起的誤報。

4、微波源監(jiān)控：這是對微波的發(fā)射和接收進行監(jiān)控。如微波探測失敗，監(jiān)控器會使檢測器鎖在報警狀態(tài)并發(fā)出故障信號，同時檢測器會轉(zhuǎn)為被動紅外單鑒式探測，以免漏報。

一般微波探測失效的可能性有兩種：

1、視區(qū)被遮擋。被遮擋物反射回來的微波信號會使檢測器發(fā)出故障信號。此時可移開遮擋物，使微波探測恢復(fù)正常。出現(xiàn)這種故障時，檢測器仍保持雙鑒式工作。

2、微波工作故障。接收器收不到微波反射信號，監(jiān)控器發(fā)出提示信號，并將檢測器轉(zhuǎn)為單鑒式被動紅外探測。

為保證運動檢測器正常工作，檢測器還具備了自檢功能，可分別對微波和被動紅外觸發(fā)信號計數(shù)，然后根據(jù)兩種計數(shù)的比率來確定檢測器工作狀態(tài)。在使用時檢測器根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境預(yù)先設(shè)定觸發(fā)信號的比率，比率范圍是16:1、64:1、128:1、256:1。低比率適用于環(huán)境安靜的現(xiàn)場，高比率適于環(huán)境嘈雜的現(xiàn)場，如果在安靜現(xiàn)場使用高比率，有可能出現(xiàn)漏報，在嘈雜現(xiàn)場使用低比率有可能出現(xiàn)誤報，一般情況可設(shè)為128:1。

二、常用船舶BNWAS系統(tǒng)運動檢測器介紹

船舶 BNWAS系統(tǒng)運動檢測器按安裝方式上分為壁掛式和智能吸頂式兩種。

壁掛式檢測器（HONEYWELL DT7435），探測范圍 90°扇形區(qū)域，安裝高度一般為 2.3m，距頂 0.3m（以便調(diào)試），具備動物識別功能，加電和定時自檢功能，雙內(nèi)核處理加快處理速度，對比多組數(shù)據(jù)保證檢測器可靠。

DT7435雙鑒檢測器（圖5）具體指標：

1、能防止45KG重的動物引起的誤報

2、內(nèi)置微處理器，對輸入的紅外和微波信號進行分析及處理

3、采用K波段微波技術(shù)及賦形天線，能更好地捕獲信號及防止誤報

4、靈敏度均一的光學(xué)系統(tǒng)，解決了被探測主體近大遠小的誤差

5、真實的溫度補償

6、白適應(yīng)微波系統(tǒng)，避免因電扇等動作引起誤報

7、帶有下望窗功能

8、雙處理器設(shè)計，提高了檢測器信號處理能力

9、加電/定時自檢保證了檢測器的正常工作

10、可根據(jù)環(huán)境進行靈敏度等的調(diào)節(jié)

特性：

圖5

探測范圍：1 1m ×1 1 m （見下圖6）

電源要求：25 rnA/12VDC：，7.5～16VDC

靈敏度：探測范圍內(nèi)正常步速2～4步

微波頻率：24.125 GHz

防拆： (NC)50 mA，24 VDC

報警繼電器：A型繼電器，500mA，30 VDC

工作溫度：-10℃～55℃，5%～95%相對濕度(無冷凝)

抗輻射干擾：30 v/m，10MHz～1000MHz

抗白光干擾：6500 Lux

尺寸：119 x 71×42 mm

認證：UL，ULC，IC，F(xiàn)CC，CE，CCC

智能吸頂式（HONEYWELLDT-6360STC），采用微處理器控制 (MAP) 微波 /被動紅外技術(shù) ，內(nèi)置診斷和監(jiān)控 360°探測視區(qū)，安裝高度為 2.4m～ 4.9m（高于 3.65m需換環(huán)形鏡面），嵌合式或表面安裝，微處理器自動在上電時啟動自檢 。

DT-6360STC智能吸頂式雙鑒檢測器(下圖7)具體指標

特性：

外觀尺寸：13cmHx13cmWx6cmD

電源要求：1 0-12.9VDC；40mA,12VDC(典型)

故障輸出：集電極開路；

集電極與發(fā)射器之間的電壓為 3V 50mA

報警繼電器：勵磁C型(N.O./N.C.)干簧繼電器，

標稱 125mA 25VDC

指令輸入：啟動自檢；啟動：0-1.5V(低電壓)；

不啟動：5V以上(高電壓)；

阻抗：110K(最小)

微波頻率：中波段10.525GHz(USA)

防拆開關(guān)：天花板和外蓋防拆；A型(常閉)開關(guān)，

標稱：25mA/30VDC

工作溫度：0℃～49℃；5%～95%相對濕度，無霜

抗RF干擾：30V/m,10MHz～1000MHz

被動紅外抗白光干擾：900Lux

探測范圍：直徑15米，半徑7.6米 （見下圖8）

圖8

被動紅外視區(qū)：

(8′ -11′透鏡組合 )3個 360°區(qū)域；遠區(qū)：36；中區(qū)：24；低區(qū)：16；俯視區(qū)：1；

(12′-16′透鏡組合)2個360°區(qū)域；遠區(qū)：40；中區(qū)：20；俯視區(qū)：1靈敏度：探測視區(qū)內(nèi)2-4步重量：397g

技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)兩種檢測器的技術(shù)性能和駕駛臺的實際情況，合理的組合搭配，確保信號覆蓋整個駕駛值班人員的活動區(qū)域（IBS作業(yè)區(qū)域、海圖作業(yè)區(qū)域、通信作業(yè)區(qū)域），保證BNWAS報警復(fù)位有效。

船舶BNWAS人體運動檢測器安裝和調(diào)試中應(yīng)注意的幾個問題

1、無論是掛壁式還是吸頂式均應(yīng)避免其探測區(qū)域直對門窗、運動的機械設(shè)備，熒光燈和冷熱源。安裝檢測器物體的表面必須牢固，切勿將檢測器安裝在晃動（抖動）的天花板上、墻面、柱子或支架上，否則可能會引起誤動作。

2、運動檢測的安裝應(yīng)根據(jù)駕駛臺的大小，駕駛?cè)藛T的站位情況，并對照運動檢測器的覆蓋范圍，選擇合適數(shù)量。一般掛壁式安裝二個，吸頂式安裝二至三個就可滿足自動復(fù)位要求。

3、連接線徑14AWG/1.6mm /2mm2～22AWG/0.65mm/0.3mm2,推薦使用不小于0.5 mm2的導(dǎo)線。

4、自檢識別 DT-6360STC裝有紅、黃、綠三只 LED ，紅燈為報警指示燈，黃燈（微波）和綠燈（紅外）為運動指示燈； DT7435僅有一只紅色 LED 。檢測器探測到運動，紅色 LED亮，檢測器區(qū)內(nèi)無目標活動，所有LED均應(yīng)熄滅。 紅色LED快閃（對僅有一只LED的產(chǎn)品）或者紅、黃、綠三只 LED一齊快閃（對裝有三只 LED的產(chǎn)品），表示檢測器正在上電自檢——“預(yù)熱”，也有可能是檢測器出現(xiàn)故障。 對紅色和綠色兩只 LED一齊快閃，代表檢測器被遮擋。 檢測器上的兩只LED（紅和綠或者紅和黃）一齊慢閃，代表“比例監(jiān)控電路”發(fā)現(xiàn)問題。問題既有可能出在環(huán)境方面，也有可能是檢測器本身出了故障。

5、上電“預(yù)熱”，需要引起注意的是，每只檢測器上電后，都必須經(jīng)歷一個“預(yù)熱”過程（一般需時 3分鐘左右），由于 BNWAS啟動也需經(jīng)過一個自檢過程，而且其休眠記時最小為 3分鐘，因此檢測器“預(yù)熱”不影響系統(tǒng)正常工作。正常情況下“預(yù)熱”結(jié)束后，如果視區(qū)內(nèi)無目標活動，則檢測器上的指示燈應(yīng)全部熄滅。

此外，在初次安裝時安裝人員可以根據(jù)駕駛臺實際情況進行靈敏度調(diào)整、微波探測范圍調(diào)整、紅外探測范圍調(diào)整等，使檢測效果達到最佳值。同時船舶駕駛?cè)藛T應(yīng)熟知檢測器的特性（脾氣），對掛壁式運動檢測器，運動方向為側(cè)向，即切割紅外視區(qū)的方向，而不是朝著或背對檢測器的方向。對吸頂式檢測器，運動方向為以檢測器為圓心的圓周，而不是朝著或背對檢測器的方向，確保系統(tǒng)達到復(fù)位效果。