海底工程支持船駕駛室綜合布置設(shè)計與研究

金振楠，李苗苗，胡 勇

（大連中遠海運重工有限公司，遼寧大連 116113）

0 引言

縱觀船舶市場，海洋工程船越來越得海上作業(yè)團隊的青睞，而多功能復(fù)合船及動力定位船已成為海洋工程船的主力船型。同時，為了滿足不同作業(yè)的需要，船艙內(nèi)生活區(qū)的人數(shù)越來越多，有限的空間基本用作住艙，辦公區(qū)域、會議室等空間多被住艙擠占。因此，多功能化、集成化、高智能化的駕駛室設(shè)計問題亟待解決。

近年來，各大船級社也針對性地出具了相關(guān)船級符號要求，例如英國勞氏船級社（LR）的NAV1和IBS、挪威船級社（DNV GL）的NAUT (OSV)、中國船級社（CCS）的OMBO、美國船級社（ABS）的NIBS、法國船級社（BV）的SYS-NEQ-OSV等。這些船級符號旨在通過調(diào)節(jié)構(gòu)成整個橋樓系統(tǒng)的各種要素，減少船舶在惡劣天氣中產(chǎn)生碰撞、擱淺和破損的風(fēng)險，這些因素與海洋工程船所執(zhí)行的各種任務(wù)有關(guān)。為了在駕駛室操作中達到最佳的安全性和效率，需要綜合考慮技術(shù)、人機界面和程序等方面的問題，滿足一人橋樓以及綜合橋樓等的設(shè)計要求。

1 主要設(shè)計背景及規(guī)范要求

本文以大連中遠海運重工有限公司建造的深水海洋工程系列船舶為例，對該船的設(shè)計進行介紹。該超深水海工作業(yè)船配備DP3動力定位系統(tǒng)、具有波浪補償功能的400 t和100 t新型折臂海工吊各1臺，以及2臺工作級水下機器人，能滿足除南極、北極以外全球任何海域3 000 m水深、12級風(fēng)浪惡劣海況下365天無間斷的作業(yè)需求。該船配有120個單人間，全部按歐洲風(fēng)格設(shè)計和布局，滿足LR CAC(2)和DNV GL COMF C(2)V(2)船級符號的舒適度等級要求，且具有良好的操控性及機動性，駕駛室的布置同時滿足LR NAV1和IBS、DNV GL NAUT OSV(A)最高規(guī)范要求。

其中LR NAV1和IBS以及DNV GL NAUT OSV是針對駕駛室在視野方面的主要規(guī)范要求，詳情如下。

1）應(yīng)能從駕駛室內(nèi)向任何方向觀察航行的所有目標(biāo)，包括其他交通工具和航標(biāo)。在這方面，要求觀察者在駕駛室范圍內(nèi)走動時，能夠在船舶周圍有360°的視野。

2）不論船舶吃水、縱傾和甲板貨物的狀態(tài)如何，從駕駛指揮部位和航行工作站向船首兩舷各10°的前方進行海面觀察，兩個船長或500 m（取較小者）以外的視野應(yīng)不受任何阻礙，見圖1。

圖1 駕駛指揮部位和航行工作站正前方的視野

3）由船舶正橫前方駕駛室之外的貨物、起貨裝置及其他障礙物引起的盲區(qū)，極有可能妨礙駕駛指揮部位和航行工作站觀察海面。該盲區(qū)每舷不應(yīng)超過10°，總的盲區(qū)扇面不得超過20°，且在盲區(qū)之間的清晰觀察扇區(qū)應(yīng)至少為5°。結(jié)合上一段的描述，單個盲區(qū)不得超過5°。

4）駕駛指揮部位和航行工作站的水平視野應(yīng)是從一舷正橫后方多于22.5°處至另一舷的正橫后方多于22.5°的這一弧形范圍，如圖2所示。

5）主操舵部位的視野應(yīng)是從正前方至兩舷至少各有60°的弧形范圍處，見圖3。

6）每舷翼橋的視野應(yīng)是從對側(cè)船首方向至少45°起，通過正前方向后180°的弧形范圍，見圖4。

7）從左舷翼橋應(yīng)能通過駕駛室直接看到右舷翼橋。

8）從翼橋應(yīng)能看到船舷。

圖2 駕駛指揮部位和航行工作站的水平視野

圖3 主操舵部位的視野

圖4 每舷翼橋的視野

9）除航行工作站外，其他工作站的視野應(yīng)能保持有效的瞭望。其視野應(yīng)至少是從左舷90°，經(jīng)正前方至右舷正橫后22.5°的弧形，見圖5。

圖5 其他工作站的視野

其中，DNV GL NAUT OSV更加明確了對于通訊工作站的要求。為了使值班人員能在短時間內(nèi)使用通訊和額外的駕駛室功能工作站，這些工作站的視野至少應(yīng)從左舷船頭的90°方位向前延伸一個弧度，至船尾右舷船寬的22.5°，見圖6。

圖6 通訊工作站的視野

10）控制臺的高度應(yīng)不妨礙上文所規(guī)定的各個視野，且不應(yīng)高于1 350 mm（DNV GL NAUT OSV要求為1 300 mm）。

2 主要設(shè)計特點

本船駕駛室周圍的窗戶都是落地窗戶，滿足駕駛室360°的視野要求。駕駛室內(nèi)除了前駕控臺（負責(zé)航行）、后駕控臺（負責(zé)動力定位作業(yè)）、兩翼臺（負責(zé)系泊?？浚┮酝猓€設(shè)有辦公區(qū)、會議區(qū)、休息區(qū)等，駕駛室平面布置圖如圖7所示。

設(shè)計應(yīng)充分考慮駕駛室的可利用空間，在滿足規(guī)范的前提下，在駕駛室左舷中部設(shè)置辦公區(qū)、右舷中部設(shè)置會議區(qū)、左舷和右舷兩翼區(qū)域設(shè)置休息區(qū)。同時，將報務(wù)區(qū)集成設(shè)計在駕駛室內(nèi)，布置在右舷首部且滿足202.5°的視角要求，不單獨設(shè)置報務(wù)室。

圖7 駕駛室平面布置圖

由于該船首部安裝有直升機平臺，根據(jù)DNV GL NAUT OSV的要求，如果直升機甲板或其他平臺安裝在駕駛室上方和前方，阻礙垂直視野，則不論置于駕駛室頂部的直升機甲板或其他構(gòu)筑物，均須設(shè)置一個垂直視角不少于水平平面以上5°的垂直視角，該垂直視角須由眼高（1 500 mm）向前延伸。充分考慮規(guī)范要求后，本船設(shè)計向上垂直的最大角度可達10°，見圖8。

圖8 駕駛室艏部視野垂直角度示意圖

另外，由于駕駛室的結(jié)構(gòu)形式特殊，四周都是窗戶，相鄰兩窗戶之間的間距很小，且設(shè)有10根從頂部甲板到駕駛甲板的甲板泄水管。按照常規(guī)方案，可在室外沿著結(jié)構(gòu)布置，但因本船結(jié)構(gòu)特殊，無法進行室外布置。同時，考慮到避免遮擋視線、布置合理、外觀優(yōu)美等因素，最終將兩個窗戶之間的結(jié)構(gòu)框架和甲板泄放水管同步施工，將管子封裝在結(jié)構(gòu)框架內(nèi)，最后封裝結(jié)構(gòu)蓋板。從室內(nèi)表面看不到管路，從室外只能看到排水口。在滿足駕駛室視野總盲區(qū)的扇面不得超過20°、任意單個盲區(qū)不得超過5°的前提下，該方案可使駕駛室顯得更加簡潔，見圖9和圖10。

為了滿足規(guī)范駕駛室兩翼之間視線無遮擋的要求，特將駕駛室內(nèi)的辦公區(qū)、會議區(qū)設(shè)計為下沉式，且會議區(qū)采用玻璃圍蔽，如圖11所示。同時，規(guī)范要求駕駛室甲板表面覆蓋物至天花板下側(cè)之間的凈高應(yīng)至少為2 250 mm。在開敞區(qū)、通道內(nèi)及站立的工作站處，天花板上安裝的設(shè)備下緣凈高應(yīng)至少為2 100 m。下沉設(shè)計主要為了增加駕駛甲板的層高，甲板高度設(shè)計為3 900 mm。在駕駛室凈空間需滿足規(guī)范要求的2 250 mm的前提條件下，首先設(shè)計高度為 1 000 mm的地板架，在其上方鋪設(shè)防火材料地板。其中，下沉區(qū)域地板架高度降為600 mm，下方鋪設(shè)電纜及管系，同時增加適當(dāng)數(shù)量的檢修口，見圖12；會議區(qū)采用玻璃圍蔽，透光性能好，無視線遮擋，實際效果見圖13。

圖9 駕駛室視野盲區(qū)扇面圖

圖10 甲板泄水管布置示意圖

圖11 下沉辦公區(qū)/會議區(qū)示意圖

圖12 駕駛室抬升甲板示意圖

圖13 下沉?xí)h區(qū)實際效果圖

根據(jù)國際海上人命安全公約（International Convention for Safety of Life at Sea，SOLAS）第II-2章第23條的要求，客船應(yīng)配備一個專門的用于應(yīng)急狀況下操作的安全中心。由于本船需滿足SPS Code要求，且船員及特種工作人員的人數(shù)大于60人，故需要配備滿足客船標(biāo)準(zhǔn)的安全中心。安全中心應(yīng)為駕駛室的一部分，以便處理應(yīng)急情況時不會轉(zhuǎn)移值班員的航行職責(zé)。通常安全中心都集中在駕駛室前的駕控臺或一個單獨的控制臺，但本船的前駕控臺區(qū)域空間十分有限，不能滿足所有相關(guān)安全設(shè)備布置在一個專門區(qū)域的要求，同時還需要考慮從駕駛位置能十分方便地接近安全中心控制站，因此將駕駛室內(nèi)安全中心設(shè)計為“安全墻”，省去獨立操作臺，如圖14所示。

為了滿足規(guī)范對駕駛室兩翼船舷側(cè)的可視要求，在駕駛室兩翼地面設(shè)置了用于船舷觀測的觀察窗，方便靠港系泊作業(yè)，如圖15所示。同時，觀察窗采用上小下大的筒狀型式，以增加觀測角度及面積。

圖14 駕駛室內(nèi)安全中心

3 結(jié)論

設(shè)計本船駕駛室時將報務(wù)區(qū)、辦公區(qū)、會議區(qū)等集成在駕駛室內(nèi)，節(jié)省了一定的生活區(qū)空間，并在一定程度上增加了住艙人數(shù)，滿足了船東的特殊需求，增加了駕駛室的休息區(qū)域，避免人員在工作時頻繁走動，增加了船員工作的舒適度。“安全墻”的設(shè)計省去了獨立操作臺，在節(jié)省空間的同時也省去了一定的設(shè)備采購成本，其設(shè)計簡潔、布置合理，有效增加了駕駛室的空間利用率。

圖15 駕駛室兩翼地面觀察窗

綜上所述，該海洋工程船駕駛室的綜合布置方案，簡潔、合理，可節(jié)省空間及采購成本，可滿足客戶個性化的需求，使駕駛室功能更加多元化、集成化。方案同時滿足了LR NAV1 & IBS、DNV GL NAUT OSV(A)等船級社相關(guān)船級符號的要求，有效增加了駕駛室的空間利用率，同時可減少因操作失誤引起的碰撞，保證了船舶的作業(yè)安全，提高了船員工作及生活的舒適度。