40m 鋁合金高速單體新型智能引航船介紹

中圖分類號： ∪674.24+1 文獻標志碼：A

Introduction of 40m Aluminum Alloy High-speed Monohull New Intelligent Pilot Ship

LI Shaohu， XIE Guangneng， HE Jie （Afai Southern Shipyard（Panyu Guangzhou）Ltd.，Guangzhou ，China）

Abstract： This paper introduces the innovative design of the first new type of intelligent high-speed pilot vessel in China，\"YONG GANG YIN 01 HAO\"， including the follow system and equipment： Intellgent systems integrating energy effciency management and navigation asstance，intelligent electric pilot boarding devices with dynamic holding and anti-colision functions，conference command systems with port emergency command functions， some simple rescue equipment，photovoltaic systems，as wellas cabin configurations that meet the requirements for crew accommodation， can provide references for the design of similar vessel.

Key words： high-speed pilot ship; intelligent systems; intelligent boarding device； energy efficiency management; photovoltaic system

1 引言

\"甬港引01號”是由為寧波大港引航有限公司建造的國內第一艘40m 鋁合金高性能引航船，配有先進的智能化和信息化設備，具備設計新穎、智能高效、低碳環保等特點。

該船日常作為引航船使用，兼顧“港口應急指揮船功能，能方便、安全靠離被引船和接送引航員登離輪；當港域范圍內的碼頭、航道、錨地或其它相關海域的設施、設備、人員發生緊急情況時，可以快速運送人員抵達現場，承擔海上指揮平臺任務，并實施簡單的現場救援作業（人員落水救援）；平時亦可承擔考察、巡視、交通等接待任務。

該船為單體全鋁合金高速船型，采用雙柴油機、雙齒輪箱和雙噴泵推進。船型設計充分考慮引航船頻繁靠離被引船的工作特性，局部結構適當增強，具有良好的操縱性，方便靠離大輪。

2 船舶主要參數

總長 /m 40.00（含尾部平臺及護舷）；

水線長 /m 38.00 ;

型寬 /m 8.30;

型深/m 3.80;

滿載吃水 /m 1.43;

船員／人 7；

乘客／人 12;

航速 /kn 28；

總噸 362;

續航力/nmile 約 350

人級符號：

? CSA Mono-Hull HSC;Pilot Boat;Coastal Service Restriction; i-Ship（E） CSM BRC

3 主要設計特點

作為高速引航船，該船具有以下幾個設計創新：

1）配置了船舶智能化系統，并取得了智能能效管理附加標志“i-Ship（E）”；2）配置了智能電動引航員登乘裝置；3）配置了會議指揮中心及簡易對外救援系統；4）配置船員住宿設施;5）配置了光伏系統。

3.1船舶智能化系統

該船船舶智能化系統是一套面向引航船安全航行與能效管控的智能信息分析系統，由智能信息集成平臺，智能能效管理系統，智能安全航行系統，綜合管理系統和衛星網絡通訊系統5個部分組成。通過船舶網絡系統，運用計算機管理軟件進行數據分析，圖像融合處理，實現船舶的航行安全輔助、能效精益監控、設備數據呈現等功能，并具備通過4G公網與衛星網絡通訊系統實現船上和岸端信息實時互通的能力，系統拓撲圖如圖2。

1）智能信息集成平臺是以實現數據的統一集成以及信息展示為自的，用于支持智能安全航行、智能能效管理等應用需求，實現對船舶的監控和智能化管理，具備數據收集、存儲、整合，船岸互通、信息展示等功能。并通過布置在駕駛室駕控臺上的3塊工業級顯示屏（如圖3），根據不同人員使用需求，從船長、輪機長、駕駛員等操船人員使用要求分別顯示操縱信息（主機轉速、艙角等信息）、航行信息（電子海圖、AIS、GPS、測深儀等）和機艙主要設備運行信息（主機、發電機組等運行工況信息）。

2）智能能效管理系統通過對主要耗能設備能效狀態的實時監測與評估分析、對異常能耗狀態的報警及生產報告、為能效管理者提供輔助決策等功能。能效參數信息顯示：包括燃油總體消耗信息表、船舶燃油效率顯示信息表、海里油耗顯示信息表、船舶總功率顯示信息表、各耗能設備燃油瞬時消耗量、燃油累積消耗量等。該船智能能效管理系統對各設備的監控和能效分析具體功能如下：

（1）主機狀態分析：展示主機熱力參數、能效參數。主要有主機燃油系統、滑油系統、冷卻系統，主機燃油消耗、主機熱力參數等信息；（2）發電機組狀態分析：展示柴油機和發電機熱力參數、能效參數。主要有柴油機燃油系統、柴油機滑油系統、柴油機冷卻系統，柴油機燃油消耗、柴油機概覽、發電機熱力參數等信息；（3）主要用電設備耗能統計分析：通過接入船上配電系統電能統計信息，在系統內對主要耗電設備中央空調、熱水器等主要耗電設備耗電量進行統計，支持以不同時間維度統計各主要耗電設備電量消耗情況并自動報表。

智能能效管理系統將為上述設備提供能效報告，可查詢及添加燃油小時消耗量、燃油日消耗量、燃油月消耗量、燃油航次消耗量匯總等信息，也可以按設定周期定期形成評估報告并儲存與本地服務器中。該系統的能效報告支持報表導出功能，便于船東對船舶能效報告進行分析統計，發現異常耗能設備和系統，從而對其進行維護處理，以達到減少人為因素造成或設備自身的燃油消耗，保障船舶安全、提供船舶能效，減少碳排放的目的。

3）智能安全航行系統是利用人工智能技術和計算機控制技術，通過攝像頭、雷達、AIS、電子海圖、氣象等航海儀器設備的信號，根據精準的視頻識別匹配算法，對感知和獲得的航行態勢、海上目標等信息進行分析和處理，實現輔助瞭望等功能，幫助船舶駕駛員做出更安全、更高效航行決策，減輕駕駛員工作強度，提升船舶航行時的工作效率。

4）綜合管理系統能實現船隊化智慧航行管理、精益能效、健康船舶等功能，實現岸端管理、人員實時了解船隊船舶狀態及輔助決策，提升決策效率。船舶動態管理是由電子海圖數據、AIS數據、氣象數據組成，通過數據融合疊加，可以直觀查看船位、船舶及環境信息，結合電子海圖直觀呈現所管轄的所有船舶的位置信息，對船舶關鍵參數進行顯示包括船舶名稱、當前航速、當前時間等，隨時隨地獲得船舶動向信息。

5）衛星網絡通訊系統包括一套船用KU波段船載動中通天線系統，實現KU波段的衛星通訊功能，使船舶在動態狀況下實現船舶實時視頻監控、船舶寬帶上網、船舶遠程視頻會議、網絡衛星電話等功能需求。根據選擇跟蹤不同的衛星，滿足不同海域船舶作業要求。

3.2智能電動引航員登乘裝置

該船配置的智能電動引航員登乘裝置由寧波舟山港引航站中國船舶集團有限公司第704研究所強強聯合研發設計，如圖4所示。

該設備除了普通引航員登乘裝置的行走功能外，還具備智能防撞（回撤）和智能保持等智能功能，給引航員離開和返回引航船的安全提供了更好的保障，設備主要功能如下。

1）行走功能：為登乘裝置基本功能，登乘裝置可以在遙控器的控制下向左側或向右側行走。行走分為手動操作和一鍵操作兩種模式，其中一鍵操作分為一鍵左行和一鍵右行，可根據需求自行選擇。

2）智能保持：根據距離傳感器測量的兩船距離實時調整登乘裝置的位置，使母船跟隨自標船舶隨動。

3）智能防撞（回撤）：根據距離傳感器測量的兩船距離實時控制母船與目標船舶之間的距離不能小于設定好的安全登乘距離（ 100mm～350mm 可調），防止發生碰撞。

3.3會議指揮及簡易對外救援系統

該船兼顧“港口應急指揮船”功能，在主甲板的中前部設有相應的指揮中心、衛星網絡通訊系統、會議系統，會議室設計噪音不大于65分貝，滿足現場指揮或遠程視頻會議需求，主要功能如下：

1）船速、船位、海況、氣象、周圍船舶AIS信息等重要航行信息均可在98寸會議平板上集中顯示，電子海圖可任意縮放、切換；

2）可調用、顯示該船所有視頻信號，可控制云臺攝像頭及智能視覺感知系統；

3）配置視頻會議系統，可召開遠程視頻會議。

同時，該船還配備有簡易對外救助設備，如AED自動體外除顫儀、水上救援飛翼、多功能救援打撈桿、3×5m 救生攀爬網、軟質救援擔架、防護速差式安全帶、保暖衣物等，可以對落水人員實施簡單的現場救援作業。

3.4船員艙室設計

自2015年8月的十二屆全國人大常委會第十六次會議表決通過決定，批準加入《2006年海事勞工公約》，并在2016年11月12日對中國正式生效后，中國海事局在《船舶與海上設施法定檢驗規則－國內航行海船法定檢驗技術規則》（以下簡稱《法規》）中要求2016年11月12日以后建造的從事商業活動，船長為 20m 及以上的新建海船，必須滿足《法規》第7篇的B部分的要求。

一般的引航船根據《法規》第7篇第1.1.3條申請在國內航行海船安全與環保證書中備注“短途航行，不安排船員在船上住宿。”來免除《法規》第7篇B部分對臥室、餐廳、洗衣設施、娛樂設施和辦公室設施的要求。但本船為方便船員在船上的工作和生活，沒有申請免除上述相應的要求，而是根據《法規》按船員住宿的標準進行船員艙室的設計和配置，成為國內第1艘可以安排船員住宿的高速引航船。

根據該船的配員要求，船員艙室配置如下：

1）在底艙（主甲板以下）配備了4個獨立普通船員單人間供水手和輪機員使用和1個高級船員套間供高級船員（三管輪）使用，并配有淋浴間、洗手間和洗衣間及相應的設備；

2）在主甲板布置船長室和輪機長室2間高級船員房間，以及配餐間、洗手間、淋浴間、餐廳以及會議室，其中船長室和輪機長室為 7.5m² 的套間;

3）在上甲板布置辦公室、閱覽室、駕駛室及室外船員休息用的露天平臺。

3.5光伏系統

該船船長 40m 、船寬 8.3m ，具有較大的頂甲板露天面積。為響應國務院“十四五”節能減排綜合工作方案，助力實現碳達峰、碳中和的目標，配置了光伏系統，以減少碳排放。

該光伏系統由光伏板、匯流箱、逆變器和磷酸鐵鋰免維護蓄電池組成，系統原理如圖6所示，其中光伏板采用CCS型式認可的可彎曲單晶硅太陽能電池板，共鋪設了48片組件，光伏板面積為 26.45m² ；匯流箱箱體材質為鋁合金，電壓范圍為 0～129.6V ，并配有防雷器、過流和防反保護等裝置；2臺 5kW 離網逆變器，額定電壓為 48V ；儲能部分為2組 12.096kWh 的磷酸鐵鋰蓄電池，柜體防護等級為 1P66

參考寧波地區太陽能輻射值，該船光伏系統的年均發電量約為 1752kWh ，主要為該船的空調和日常照明提供補充用電。

4 結語

“甬港引01號”船以其優異的舒適性、多功能性、智能安全、綠色環保等設計特點，贏得了船東和業界的高度好評。該船的投入使用，給寧波港的引航工作提供了有力的支持。