嚴 昆
(新世紀船舶設(shè)計研發(fā)(上海)有限公司,上海 201203)
橋樓是船舶集中控制區(qū)域,為駕駛室和向兩側(cè)延伸的左右兩翼。橋樓涉及各類船舶信息監(jiān)測、指令發(fā)送和執(zhí)行,包括:推進和操舵控制、報警監(jiān)測、艙柜監(jiān)測、火災(zāi)報警、船員值班安全、應(yīng)急切斷、通風(fēng)管理、室外照明控制、導(dǎo)航和無線電系統(tǒng)等。目前大部分船舶沒有橋樓入級,少量船舶入級一人橋樓;而綜合橋樓(Integrated Bridge System,簡稱:IBS)作為橋樓最高等級,其牽涉設(shè)備配置多,船舶設(shè)計人員對此不易掌握,目前僅極少船舶做了IBS入級。綜合橋樓是在一人橋樓的基礎(chǔ)上,進一步將橋樓設(shè)備集中監(jiān)測和控制,在減少人員勞動操作的同時高效地進行橋樓管理。綜合橋樓具有航行信息網(wǎng)絡(luò)集成化、信息共享化、航行決策智能化等特點。
蘇伊士油船是12萬~16萬載重噸的油船,是海上運輸原油的主力船型之一。本文結(jié)合江蘇某船廠入級美國船級社(American Bureau of Shipping,簡稱:ABS)綜合橋樓(NIBS入級符號)的15萬噸油船項目實例,首先以常規(guī)一人橋樓的布置和功能作為基礎(chǔ),然后進一步研究綜合橋樓的獨特配置,從而獲得綜合橋樓全面的設(shè)備配置情況。
ABS在2019年5月出版的最新橋樓指導(dǎo)原則中,其橋樓符號分別為:NBL、NBLES、NBLES+和NIBS。NBL全稱是Navigation Bridge Layout;NBLES是Navigational Bridge Layout and Equipment/Systems;NBLES+是NBLES基礎(chǔ)上增加兩翼工作站部分;NIBS則是Navigational Integrated Bridge System。橋樓要求等級依次增加:NBLES包括了NBL的要求,NBLES+包括了NBLES的要求,NIBS又包括了 NBLES+的要求。從廣義理解,NBL、NBLES、和NBLES+均屬于一人橋樓的符號;NIBS為綜合橋樓的符號。綜合橋樓在國際海事組織(International Maritime Organization,簡稱:IMO)并沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計時除了考慮船級社規(guī)范,同時還應(yīng)關(guān)注船東的特殊要求。
NBL屬于ABS一人橋樓最低配置的符號,關(guān)注的是橋樓布置方面的要求,對橋樓各個工作站有如下定義:
1)導(dǎo)航及航行操縱工作站(簡稱:航行操縱站)。用于船員操縱船舶的區(qū)域,空間上能保證2個人同時操作。此工作站集成在駕控臺中部和右部,方便駕駛?cè)藛T向右后方觀察。
2)航跡規(guī)劃站。用于規(guī)劃航線且不能影響正常航行操縱的區(qū)域。常有2種布置方案。一種是集成在駕控臺(不影響導(dǎo)航行操縱站的使用),另外一種是與海圖區(qū)組合在一起。
3)航行監(jiān)控站。與航行操縱站和舵工操作站相近,此工作站常集成在駕控臺左側(cè)區(qū)域。
4)舵工操作站。位于船舶中心線上,進行手動操舵區(qū)域,此工作站集成在駕控臺中部。
5)停泊工作站(左和右翼工作站)。用于船舶進出港停泊時所進行操作的區(qū)域,在橋樓左右兩翼側(cè)位置,也就是巴拿馬運河規(guī)范定義的 conning 4和5號位置。
NBL對各工作站有了定義,但沒有描述各工作站的詳細設(shè)備配置,對設(shè)備訂貨成本基本沒有影響。蘇伊士油船的橋樓由駕駛室和開放兩翼(左翼和右翼)組成。圖1是蘇伊士油船橋樓工作站分布,其中航行操縱站、航行監(jiān)控站和舵工操作站集成于駕控臺,航跡規(guī)劃站和海圖區(qū)結(jié)合在一起。另外還有1個無線電通信的區(qū)域(報務(wù)區(qū))用于滿足國際海上人命安全公約(International Convention for Safety of Life at Sea,簡稱:SOLAS公約)對全球海上遇險與安全系統(tǒng)(Global Maritime Distress and Safety System,簡稱:GMDSS)強制要求,在橋樓入級中并無細節(jié)要求。
圖1 蘇伊士油船橋樓工作站分布
NBLES屬于ABS標(biāo)準(zhǔn)的一人橋樓符號,不同于 NBL符號,這個入級符號對各個工作站的設(shè)備配置有如下明確要求:
1)橋樓報警系統(tǒng)
橋樓報警回路能夠做到自檢測,當(dāng)報警回路本身故障仍然能提供報警信息。報警有2種形式:聲和光報警,且相互獨立,同時其內(nèi)置有報警測試功能。其系統(tǒng)主要針對駕控臺的各設(shè)備控制板的報警功能,導(dǎo)航和自動化設(shè)備廠家的控制板可以滿足該功能。需要關(guān)注由駕控臺廠家供貨的設(shè)備,如航行和信號燈控制板、水密門指示板、防火門指示板等。
橋樓的報警點需要有報警轉(zhuǎn)移功能:報警后30 s內(nèi)如果在橋樓區(qū)域沒有得到確認,將報警延伸到船長房間和備用駕駛室值班人員,如果在設(shè)定時間內(nèi)仍沒有得到確認,該報警再延伸到下一級的上層建筑的公共區(qū)域。
2)速度測量系統(tǒng)
船上需要配有測量對地、對水速度和距離的設(shè)備。根椐SOLAS公約對5萬總噸(與載重噸概念不同)及以上船舶的要求,對地測量需要包括艏、艉和側(cè)向速度。另根椐IMO的MSC.334 (90)要求,對水和對地測量需要獨立的設(shè)備。這就意味對于 5萬總噸及以上船舶,需要2套獨立測量系統(tǒng)。蘇伊士油船是在8萬總噸左右,考慮艏部空間有限,其船型大多配置1套多普勒雙軸計程儀(位于艏部專用艙室)和1套衛(wèi)星計程儀天線(位于羅經(jīng)甲板)。
3)聲音接收系統(tǒng)
除ABS以外,其他主流船級社只對全封閉橋樓的設(shè)計要求配置聲音接收系統(tǒng),開放橋樓可以接受駕駛室兩側(cè)開門來收聽其他船只的霧笛聲響。而在ABS NBLES入級則需要配一套聲音接收系統(tǒng),接收器位于羅經(jīng)甲板,收集外界船只的聲響,收聽板位于駕控臺上播放聲響。此套系統(tǒng)成本較高,會影響羅經(jīng)甲板天線和駕控臺布置,需要引起關(guān)注。
4)其他設(shè)備配置
除1)~3)外,還有導(dǎo)航、推進、操舵、內(nèi)部通信、室外照明、大氣和海水溫度、橋樓通風(fēng)等設(shè)備配置需考慮。蘇伊士油船各個工作站具體設(shè)備配置見表1,其中對于NBLES或更高級別的符號,航行警告(Navigational Telex,簡稱:NAVTEX)需訂貨為嵌入式,放在航行操縱站,在其他情況下NAVTEX常放在海圖桌區(qū)域。
表1 蘇伊士油船NBLES各工作站設(shè)備
NBLES+是ABS在2019年5月發(fā)布的最新橋樓入級符號。此入級要求是在NBLES的基礎(chǔ)上增加了兩翼的工作站要求,其目的是滿足進出港操作。新造蘇伊士油船基本上都會經(jīng)過巴拿馬運河,需滿足該運河組織對船舶兩翼設(shè)備的配置要求。NBLES+下的兩翼工作站的位置與巴拿馬運河規(guī)范定義區(qū)域相近,但其設(shè)備配置比巴拿馬運河的要求有所增加,包括主推進遙控、風(fēng)向和風(fēng)速復(fù)示器、回轉(zhuǎn)速率儀復(fù)示器、自動電話等設(shè)備。
對于沒有NBLES+符號的船舶,比較節(jié)省的方案是將相關(guān)設(shè)備散裝在兩翼的舷墻下邊,用鋼板作為保護罩在上方。但在NBLES+入級下,設(shè)備配置多,需要配備1個集成控制臺(兩翼臺),方便船員管理和操作。由于兩翼臺放在室外且需要夜間操作,應(yīng)配有防潮加熱器和調(diào)光燈等輔助設(shè)備,這些都會影響設(shè)計和成本。結(jié)合NBLES+和巴拿馬運河的2個要求,得出蘇伊士油船的兩翼工作站設(shè)備配置表,見表2。
表2 蘇伊士油船兩翼工作站
綜合橋樓NIBS符號作為橋樓入級的最高配置,前提是已滿足NBLES+符號的所有配置要求,且要考慮這幾個方面的影響。
船舶航行時為避免照明光線反射的影響,常需要調(diào)整駕駛室內(nèi)的燈光設(shè)備。駕駛室內(nèi)有各類監(jiān)測的顯示器和控制儀表,集中安裝在駕控臺和頂儀表板上。夜晚時需要將燈光的亮度調(diào)暗,到了白天又要根椐光線強度再次調(diào)整。對于沒有橋樓入級的船舶,儀表少,可以逐個調(diào)整,但對于設(shè)備眾多的綜合橋樓,會存在重復(fù)調(diào)光工作,還因設(shè)備眾多很難做到亮度調(diào)整一致,集中調(diào)光系統(tǒng)就很有必要。橋樓大部分設(shè)備為通信和導(dǎo)航設(shè)備,包括雷達、電子海圖、計程儀、測深儀、全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,簡稱:GPS)、船舶自動識別系統(tǒng)(Automatic Identification System,簡稱:AIS)、
綜合顯示系統(tǒng)(conning display)和橋樓集中報警管理系統(tǒng)(Bridge Alter Management System,簡稱:BAMS)等儀表,通過船用電子設(shè)備通信協(xié)議(National Marine Electronics Association,簡稱:NMEA)的接口進行調(diào)光指令統(tǒng)一發(fā)送,實現(xiàn)集中調(diào)光。
BAMS匯總了橋樓區(qū)域報警信息,包括導(dǎo)航設(shè)備、無線電設(shè)備、照明、航行信號燈、橋樓電源分配箱等所有法定報警項目。駕駛?cè)藛T可根椐BAMS顯示器報警點重要程度先進行報警確認,后解決故障報警。無論從BAMS顯示器還是各系統(tǒng)本地儀表板均可以實現(xiàn)消聲操作,減少人為多處重復(fù)工作。
綜合顯示系統(tǒng)用于監(jiān)測航行和進出港等工況數(shù)據(jù),包括通信導(dǎo)航設(shè)備、主機轉(zhuǎn)速、舵角指示、海水溫度等參數(shù)。該顯示器位于駕控臺的中間,背靠巴拿馬運河規(guī)范的1號conning位,且與駕控臺上主機遙控面板、手動和自動操舵面板、雷達和電子海圖顯示器等設(shè)備接近。不同廠家對綜合顯示系統(tǒng)和BAMS的方案是不同的,廠商JRC公司可以將這2個系統(tǒng)集成在同一個顯示器上,而 FURUNO公司則需要配2個獨立的顯示器,這就需要加大駕控臺的尺寸。
在NBLES或NBLES+的要求下只有1套電羅經(jīng),而在NIBS下需要增加1套電羅經(jīng),即共有1套磁羅經(jīng)和2套獨立的電羅經(jīng),為船舶準(zhǔn)確的艏向信息提供了三重保證。除了設(shè)備成本有影響外,同時需要考慮安裝空間,電羅經(jīng)的前、后、左、右、上等5個方向有維護空間的要求,需要考慮駕控臺和電氣設(shè)備間的大小。同時船上的通信導(dǎo)航要增加2號電羅經(jīng)接口功能,會帶來設(shè)備接口的費用增加。
航跡規(guī)劃工作站位于不干擾船舶正常航行或操縱、能進行航線規(guī)劃的區(qū)域,且從空間上能容納 2份同時使用的紙版海圖。從功能和空間上看,該工作站必須與駕控臺分開,常定位在海圖桌區(qū)域。工作站的航線規(guī)劃功能需借助電子海圖部分功能來實現(xiàn),為了滿足NIBS符號入級要求,2臺電子海圖是可接受的,其中1臺位于駕控臺,另1臺位于海圖桌區(qū)域。但在該蘇伊士油船項目上,船東提出在實際操作中需要在航行和監(jiān)控2個工作站上同時進行電子海圖操作,這樣就需要配備2套完整電子海圖位于駕控臺,再多配1臺具有航跡規(guī)劃功能的顯示器(簡配的電子海圖)位于航跡規(guī)劃站。該工作站還應(yīng)配有定位設(shè)備、母鐘、測深儀和計程儀分顯、自動電話等設(shè)備和航海測圖輔助工具等,具體設(shè)備配置見表3和布置見圖2。
表3 蘇伊士油船航跡規(guī)劃工作站
圖2 蘇伊士油船航跡工作站布置方案
通過對4個橋樓入級符號的研究,將表1~表3匯總起來的5大工作站方案就是綜合橋樓完整的設(shè)備配置方案。
進一步對比分析各橋樓入級符號和各工作站的要求,可以得出不同橋樓符號的設(shè)備配置的差異見表4,表中數(shù)字表示所需數(shù)量。通過差異比較,可以看出橋樓符號間設(shè)備配置是逐步升級的,直觀反映了綜合橋樓符號相比其他入級符號所需增加的設(shè)備以及由此帶來的設(shè)計和訂貨成本的變動。
表4 蘇伊士油船不同橋樓符號設(shè)備配置差異表
本文結(jié)合蘇伊士油船項目對 ABS船級社的各個橋樓符號的要求進行分析,考慮了船員實際操作方面的需求,細致地將綜合橋樓所需設(shè)備配置呈現(xiàn)出來;同時也加入不同入級符號間的差異分析,加深對綜合橋樓設(shè)備配置的認識。本文研究為船舶設(shè)計人員提供較為全面的橋樓技術(shù)方案方面的知識,也對同類船舶的綜合橋樓設(shè)計和設(shè)備訂貨提供參考。