海之韵无人综合船（消防救援系列）

一．无人消防船系统方案
伴随着海上船舶发生火灾难救援、搜寻难发现以及有人救援的高风险等特  点，无人消防船以其网格化搜寻、复杂海况适应性以及远程云端控制等功能，成 为了新一代消防船的绝佳选项，为未来海上救援提供了高科技支撑，降低了有人 消防船在救援中造成的人员伤亡和危险性。
完整的消防救援系统设计要考虑海上特殊的环境和特点，突出火灾救援的时 效性。无人消防船通过系统性，考虑到搜寻定位，人员救援，船舶灭火，油污监 测处理等方面需求，通过携带多传感器作业，开展协同作业。
考虑到消防艇能尽量靠近火源，为了保障救援人员自身安全，采用无人消防 船是理想选择，在进行灭火过程中，通过远程的指挥艇或者岸基云端控制平台， 实行远程操作控制，应该设计成完全无人驾驶，灭火单元由远程控制，在有条件 的前提下设置专业医疗救生艇和油污防控艇。与无人消防船共同组建还是救援、 处置体系，展开协同救援工作。
考虑到单个消防船的救援能力限制，应配置无人消防船至少 2 艘，无人消防 船应具备动力定位 (DP) 系统，为了满足快速机动性要求，其航速应不低于 25 节；无人艇主要设备的工作数据需要实时传送到指挥艇或岸基云端控制中心，并 接受指挥艇指令开展作业。船体做必要的耐高温处理；其通讯系统设计要考虑到 高温环境；为了实现全天候工作要求，夜间工作所需的探照灯和摄像头应考虑加 装
二、无人消防船船体设计

 

 

1. 船舶总体
1. 1 船型
本船采用全铝合金焊接结构，单甲板、单底，本船为尖舭，双舷内外机推进的 高速艇。  船舶具有高速航行、水/泡沫消防功能。
1.2 航区
本船航行于沿海航区。
1.3 船检
本船 (包括船体、轮机、电气及特殊设备等) 按 CCS、海事局最新的规范、规则
及相关标准进行设计、建造，并接受 CCS 检验。船舶设计、建造标准满足后续
法定检验的需求。
1.4 公约、规则、规范
本船的设计、建造、检验、试验、试航和交船应满足所有有效期内适用的相关的 规范、法规之要求，并满足中国人民共和国海事局《沿海小型船舶检验技术规则》 (2016) 、中国船级社《沿海小船建造规范》  (2005) 、中国船级社《材料与焊接规范》  (2018) 其修改通报的要求。
1.5 环境条件
绝对大气压力：0.1MPa
环境温度：45 ℃
相对湿度：60 %                               
海水温度：32 ℃
1.6 船舶主要设计参数
1) 主尺度

 

 

2) 乘员

 

 

3) 消防系统

 

 

 

4) 甲板间高
主甲板-顶蓬甲板约 1700mm，需满足乘员舱高度大于 2000mm。
5) 梁拱
梁拱 ：  ~50mm
1.7 船舶总布置
1) 舱底
全船从艉至艏舱室依次划分为：
主机舱、乘员舱、空舱 (含泡沫舱) 、艏尖 舱 (存放锚及锚索，设舱口盖供人 员进出) 。
2) 主甲板舱室布置
全船从艉至艏依次划分为：艉甲板、乘员舱、艏甲板。艉甲板为敞开式活动平台， 设有满足使用要求的系泊设备，机舱舱口盖，救生筏等。艉甲板、艏甲板、舷侧 甲板均铺设防滑、耐水、耐晒的防滑沙。乘员舱前置一驾驶台，设 3 张减振座 椅，另设 3 只长沙发。乘员舱尾部设有 乘员舱安全出口通往尾甲板，安全出口 设有 1 扇风雨密铝质门。首甲板上布置消防炮、锚及系泊设备，满足规范要求， 首甲板处设有铝合金 风雨密舱口盖 (600×600×R80，H=250) ，通往艏尖舱。 3) 顶蓬甲板
顶蓬甲板中部中间设有铝质桅杆架。
1.8 船舶主要技术性能
1) 快速性
本船在船体光滑无污底，试航区为静水、开阔水域，风力不大于蒲氏三级，主机 最大功率的条件下，在静深水下本船的满载试航航速不小于 20kn。
2) 适航性本船主尺度和总布置设计充分考虑海南省渔港建设的需求， 能够满足沿海航区及渔港内的适航性。
3) 操纵性
本船采用两台舷对外机推进，可保证船舶具有优良的航向稳定性能和操纵性。本 船操舵试验及回转试验根据《船体系泊与航行试验大纲》的要求进行。本船回转 试验根据实际试验情况限制主机转速及航速下进行。
4) 稳性
本船航行于沿海航区,但本船完整稳性根据中华人民共和国海事局按《沿海小型
船舶检验技术规则》  (2016) 对沿海航区的要求进行核算。
5) 干舷
本船干舷满足中华人民共和国海事局《沿海小型船舶检验技术规则》  (2016)
有关规定的要求。
6) 吨位
本船吨位满足中华人民共和国海事局《沿海小型船舶检验技术规则》  (2016)
有关规定的要求。
2、船体部分
2. 1  结构概述

本船的结构按沿海航区计算按中华人民共和国海事局《沿海小型船舶检验 技术 规则》  (2016) 对铝合金结构的相关要求进行设计和核算。
本船为单底、单甲板， 采用纵骨架式全铝质焊接结构。全船强肋骨间距、纵 骨 间距的设计应满足船级社规范要求。
2.2  水密舱壁
主船体根据破舱稳性计算，在机舱前端、乘员舱前端设延伸至主甲板的水密舱壁。
2.3  船体材料
主船体和上层建筑均采用船检认可的铝合金材料，板材选用 5083 H116 ，型材选 用 6082 T6。
2.4  护舷材
全船两舷及首端设有 D100  铝质护舷材。
2.5  注入、透气、测量系统本船燃油、淡水、消防泡沫均可由主甲板上的注入头 进行注入。注入头处应 设有铭牌标识。
本船所有舱、柜均设置有透气管，  透气管的截面积和高度满足规范要求。燃油 箱、空舱的透气管引至开敞甲板。在燃油箱的透气管端设有带防火网的空气管帽。 露天甲板上的空气管均设有适当的关闭装置。
2.6  疏排水系统
顶甲板疏排水均通过重力自动排至主甲板后，从主甲板两侧排出舷外。
2.7  通风系统
机舱应有足够的通风，
以保证其中的机器在任何气候条件下全功率运转时机 舱内有足够的空气，从而 确保人员安全和机器的正常运转。通风系统必须符合如下两个主要条件：1) 发 动机必须获得充足的空气 (氧气) 以用于燃料燃烧。2) 发动机舱必须通风，确 保可保持可接受的机舱温度。
3、舾装装饰
3. 1 船舶标志
1) 船体和上层建筑标志建造方按船东着色、标志办法的相关规定制作。
2) 船名标志由船东提供图样，采用油漆涂制，船名标志在船侧。所有救生设备 应写上船名。
3) 载重线标志
载重线标志采用油漆涂制，制作在船侧左右舷，油漆颜色与船颜色成对比。 4) 水尺标志
吃水标志采用油漆涂制，制作在船体左右舷的首中尾。
5) 脱险通道发光标志
所有梯道和出口处应设置发光条显示标志。该显示标志应使船员能辨认出整个脱 险通道出口。
6) 油漆
本船船体外表面铝合金油漆保护，采用喷漆方式施工。根据油漆的性能，不同的部 位选用不同的油漆型号、配套、涂装度数和干膜厚度，需根据油漆工艺的要求由船 厂和油漆供应商共同编制，并最终经船东认可才可以实施。内装油漆选用环保家具 漆。
7) 装修
乘员舱天花及围壁均采用铝蜂窝板+PVC  膜，地面采用 PVC  地板。

8) 其它
在驾驶台上贴有义波高与航速对照表。
3.2  甲板舾装
1) 栏杆和舷墙
本船主甲板室外设置铝质栏杆， 栏杆高度满足使用要求 (主甲板栏杆高 0.9m) 。
2) 锚泊、系泊设备
根据规范进行配置。
3) 桅杆
本船桅杆的结构和尺寸应满足航行灯具、信号及其它附属设备的安装要求，其安 装高度 、数量等应满足规范、规则的要求。
主要甲板舾装设备如下：

 

 

3.3  座椅及门窗盖
本船门、窗、盖均为优质铝合金船用标准产品。
本船设铝质小型舱口盖，分布在主甲板上、乘员舱，用于出入和物品的进出；所 有舱口盖均在需要的处所设置直梯或斜梯及拉手。全船梯系均采用铝质。油舱、 水舱等配油(水)密腰圆形人孔盖。主甲板上分别设有 1  个水密可拆式 吊机口
盖，  以便于设备出舱维修。
主要设备配置如下：

 

 

3.4  内装装饰
1) 结构防火和隔热
机舱风道、机舱天花、前、后壁、两舷轻载水线以下 300mm  以上加设 CCS  认 可的防 火棉作为防火分隔。乘员舱顶部及围壁装设隔热棉。燃油舱四周 (含顶 部及舱口盖) 按照规范要求采用防火隔热措施。
2) 地板                                           
本船地板采用塑胶地板。
3) 顶部和侧壁
采用铝蜂窝板和铝龙骨。
4) 卫生间
设置独立的卫生间，配有冲水马桶和洗手池。
内装设备主要如下：

 

 

4、轮机

4.1 轮机概述
本船为双舷内外机驱动的铝合金船体消防艇，配 2 台舷内外机布置在机舱尾 部，舷内外机自带动力柴油机，推进螺旋桨以及液压操舵装置。
推进装置采用电液遥控方式，在驾驶室控制主机转速及离合器接脱排，艉机 转向。
全船直流设备由蓄电池组提供 DC12V 直流电用于主机、发电机的起动和船 上直流用电 设备的电源。柴油发电机组提供 220V，50Hz 交流电源。可以采用 发 电机组和岸电为蓄电池充电。在机舱布置和建造过程中，  注意留有足够的空 间，以便对管系、机械设备和其他装置进行维护和保养。机舱中各相关联的设备 应尽可能集中优化布置，以减少管道长度，方便操作。
主机、发电机组均燃用柴油。
本船主要机电设备应根据规范要求取得相应的船检证书。防污染设施满足法
规的相关要
求。
4.2  轮机主要设备
1) 舷内外机
主推进采用 2  台舷内外机，选用 Volvo 、水星或同等品牌。主要规格如下： (1) 主机
数量：2  台
型式：四冲程、水冷、 4  缸柴油机，右机自由端带 PTO  输出，驱动消防
泵。
单台额定功率： ~450HP
额定转速：  3400~3800r/min
最大油耗： ≤55.0L/h
起动方式： DC 12V  或 DC24V 柴油机应满足 IMO  有关 NOx、SOx 排放 规定并取得 C1  或 C2  排放证书 (按交船时的排放法规要求) 。舷内外机的柴 油机为弹性安装， 自带弹性机脚，采用铝垫片安装。
(2) 艉机
数量：2  台
型号：按设备标准配置
减速比： ~2.00:1    (按设备厂选型方案)
(3) 操纵手柄
本船设置一个遥控控制站。操纵设备的功能满足双机操纵和单机分别操纵的 需要。
(4) 操舵装置
包括操舵模块和方向盘、液压油缸。
2) 消防系统
本船对外消防系统从消防海底门抽吸海水，向布置在艏甲板的对外消防炮供 水。可将泡沫箱中的泡沫和海水经比例混合器混合后用于扑灭油类火灾。
.对外消防系统包括机带泵组 (舷内外机自由端驱动) 、消防炮、泡沫比例混合
器、泡 沫箱 (1000L) 。  主要设备规格如下：
(1) 机带泵组

包括高弹性联轴器、离合器、消防水泵。消防泵吸口如位于水线下，则应具 有自吸能力。泵组主要参数初步如下 (以投标方设计为准) ：
数量：  1  套/船 (右主机自由端驱动)
额定转速：  ~3200rpm
水泵流量：  ≥ 100m3/h
水泵扬程： ≥80m
轴功率： ≥40kW
(2) 消防炮
本船设置一套独立的两用对外消防炮，具有喷水/泡沫功能，带手动操纵功能，其主要技术规格如下：
数量：  1 套/船
型式：手动
.射程：≥70m     (消防水射程)
(3) 比例混合器
1  套/船，具有三档比例调节功能。
(4) 泡沫箱
1  只/船，容量 1000L ，不锈钢材质，带液位报警。
(5) 管路及阀件
根据消防系统原理及设备布置进行配置。
4.3  燃油系统                                       
本船舷内外机使用柴油作燃料。燃油箱容量应满足 4h 全速航行及 2h 消防的 用油容量。燃油系统由燃油箱及相关阀件附件组成。燃油箱设有独立的注入、透 气管，注入口及透气口均设在主甲板上，透气头带有防火网；燃油箱舱装有电子 液位计，可远程在驾驶室观察油位。燃油箱供油口设置有快关阀，快关阀的控制 拉绳通至 主甲板上，遇急时能迅速切断燃油供给，以确保安全。
舷内外机燃油供给的主要流程为：
燃油箱→燃油粗滤器→机带燃油滤器→机带燃油泵→ 喷油泵→舷内外机。 (按舷 内外机厂家的配置) 舷内外机喷油泵回油至进油口或燃油箱顶部。对快关阀、燃 油滤器等设备，均应设置油盘

 

 

4.4  冷却水系统
舷内外机采用淡、海水双循环冷却系统，其中淡水为闭式循环，  海水则为 开式循环。其开式循环海水由海底阀及过滤器吸入，经机带水泵压至淡水冷却器 后 接到排气管，海水、废气一起混合从尾部排出。
4.5  舱底、油污水系统
本船油污水系统为零排放。
本船机舱舱室设置舱底水泵，  可将机舱舱底水抽出排到污油水舱。在燃油 舱 舱底设置手摇泵一台，可用来抽吸舱底积水。各舱设有舱底水高位报警，可在驾驶台监控舱内液位。
4.6  生活水系统

 

 

本船生活水系统包括自动加压水泵、淡水箱、污水箱、阀门及管路系统。船体设 置加水口、排污口。
4.7  排气系统
舷内外机由机带独立的排气管从尾部排至大气。舷内外机的排气系统由排气管、膨胀接头等组成，内置于舷内外机机身上。柴发机组的排气口，通过排气软 管排出船外。
4.8  管路
1) 管路概述
本船管系材料及阀件等(设备自带除外)均应由船级社认可的制造厂生产，某些重 要阀件需要有船级社证书。管路或通风穿过水密舱壁或甲板时，应保证该舱壁或 甲板的水密完整性。

 

2) 管子材料

 

 

3) 油漆
本船机器及设备应油漆成适当的颜色，管路颜色按照国家标准。
4.9  轮机自动化系统
1) 舷内外机遥控系统
本船在驾驶室的控制台上装有舷内外机的操控及监测仪表。舷内外机的柴油机及 离合器操纵采用电控远距离操纵，在驾驶台设有遥控操作装置，通过控制手柄， 经遥控线对柴油机进行调速、换向；停止开关对主机进 行遥控启动、停车。艉 机采用电动倾斜液压升降，在驾驶控制台上设有倾斜角度 表及转速表，可对舷内外机运行状态进行监视，通过转动船首驾驶台上的手轮操 控台左右摆动控制 船艉的液压油缸可改变船舶航向。
主机应设有下列报警装置： 滑油低压报警装置、冷却水高温报警装置、滑油 低压报警装置。
2) 水泵系统控制在驾驶室设置控制面板或按钮，远程控制消防水泵液压离合器。

3)  报警信号

 

 

5、 电气部分
5. 1  电气概述                                         
本艇电气设计以中华人民共和国海事局《船舶与海上设施法定检验规则》(沿 海小型船舶法定检验技术规则)  (2016) 和有关船舶电气设计手册为依据。
本艇航行于沿海航区，  具有夜航能力，满足夜航船舶相关规定。电气设备 应能在下表的电压和频率偏离额定值的波动情况下可靠工作。

 

 

1)  供电系统
本艇配电系统采用直流 12V  和交流 220V  双线绝缘系统，岸电采用交流 220V  双线绝缘系统。接地形式，除仪表互感器次级绕组接地，抑制无线电干扰的电容 接地，以及特制设备要求接地之外，全船所有系统都对地绝缘。
2)  电制
发电机 AC220V3Φ50Hz
直流系统 DC12V
5.2  主要电气设备
发电机组、空调、通风系统的容量需考虑海南省常年高温的气候条件和设备对舱 室运行环境的要求。
1)  柴油发电机组
在机舱，  设置一台静音柴油发电机组 (功率≮10kW) ，可用于向船用空调、交 流照明等交流用电设备供电，并可自对蓄电池组充电，发电机防护等级为 IP23。 2) 水冷空调
本船设置水冷空调，用于为乘员舱提供制冷功能。空调系统中设有高压保护、过 热保护，压缩机和水泵具有过载保护，以保护设备安全运行。空调主要规格如下：

 

 

3) 蓄电池组
在机舱，设有 4  块 12V 150Ah  型铅酸蓄电池，组成两组 DC12V 300Ah  型蓄 电 池组，作为全艇直流设备主用电源并兼作左、右主机、柴油发电机组起动电 源，主机起动完成正常运转时可自行对蓄电池组充电，也可由发电机组或岸电对 其充电。
4) 配电箱
本艇设置配电箱一只，安装在干燥、容易接近和通风良好的位置，配电箱的前面 即开关和熔断器的操作面易于接近，  应具有用以标识电路、组件和导线的接线 图。配电箱的前后均应铺有防滑和耐油的绝缘地毯或经绝缘处理的格栅。配电箱 至少设置如下仪表及指示灯等：
电压测量仪表
电流测量仪表
频率测量仪表
岸电
/发电机指示灯
供电指示灯
各负载开关
5) 充电机驾控台设有 1  台 (AC220V/DC12V40A)型充电机，可通过船用发电机 或船舶 靠岸时通过岸电对蓄电池组充电。
6) 充放电板
本艇驾驶室设有一块 DC12V  充放电板，防护等级≥IP20,可对全艇各直流用电设 备进行接通、断开控制，并对其进行电气保护。DC12V 充放电板设有直流电压 表、电流表、指示灯和绝缘测试等。
7) 岸电接口
设岸电插座一只，规格：AC220V32A ，带插头 ,并配有 40m  岸电线。
配置插座若干，  如果安装在经受雨淋、喷水或溅水部位的插座当其不使用时应 能被封闭在至少为 IP55  的外壳中。插入相应插头后的插座也应相应密封。
9) 照明
甲板以及供乘员出入、使用的处所设有照明，  除主照明外在乘员经常出入的处 所还需设置应急照明，应急照明应由蓄电池组供电。照明设备包括在乘员舱设 6 盏 DC12V LED  筒灯、驾控台下设有 1  盏 DC12V 15W  检修灯、机舱及空舱共 设有 3  盏 DC12V5W  舱顶灯。本艇主要电气设备如下：

 

 

5.3  电缆
1)
本艇电缆采用船用电缆 (随机电缆除外) 。电缆、电线的选择应根据敷设的环境 条件、敷设方法、电流定额、工作定额、需用系数和允许电压降等因素来确定。 在机舱中的电缆或电线的导体绝缘工作温度应至少为 70℃ , 并为耐油型或者以
绝缘的导管或套筒予以防护，其载流量应减少至额定载流量的 0.75  倍。在机舱 之外的电缆或电线的导体绝缘工作温度应至少为 60℃。
2) 全艇电缆应拉敷整齐，平直，易于检修。
3) 电气系统的每一电气导线均应具有识别方法以标识出其在该系统中的功能。 4) 电缆的穿舱件应确保水密性。
5) 载流导线应避免在舱底水区域或可能积聚水的其他区域的预期水位线以上走 线，如果必须在舱底水区域走线ꎬ则应采取适当的防水措施。
6、舾装装饰助航、信号及通导
本艇助航、信号及通导设备的配置应满足中华人民共和国海事局《船舶与海上设 施法定检验规则》 (沿海小型船舶法定检验技术规则) (2016) 和有关船舶电气 设计手册、船级社规范的要求。
6. 1 助航设备
本艇助航设备应满足相关法规、规范的要求。助航设备主要如下：

 

 

6.2  信号设备本艇信号设备的配置应满足相关法规、规范关于夜航船舶的要求。 在驾控台设有 1  只航行信号灯控制板，可控制全艇的航行信号灯。当发生故障 时，控制箱发出声光报警，提醒值班人员采取措施排除故障。当故障排除后，声 光报警结束，恢复正常。
主要信号设备如下：
6.3  通导设备
本艇助航设备的配置以中华人民共和国海事局《船舶与海上设施法定检验规则》     (沿海小型船舶法定检验技术规则)  (2016) 和有关船舶电气设计手册为依据。 无线电通信设备应由两套电源供电 (便携式无线电通信设备除外) ，一套为船舶
电源，另一套为备用电源。
1) 多功能雷达
驾驶台上设雷达、测深、  GPS  三合一多功能显示器 1  套，在顶棚甲板安装雷 达天线一套，定位天线一根，配 15  米电缆；舱底中前部安装测深探头一只。 2)  磁罗经
本艇驾控台配有磁罗经 1 个。
3) 船用甚高频无线电话
本艇配有 1  部甚高频无线电话,带有 DSC  功能。具有电话功能，以便船与岸、 船与船进行通信，甚高频无线电话装置应安装在驾驶室。
4) 双向甚高频无线电话
配有 1  部双向甚高频无线电话。
5) 搜救雷达应答器
配有 1  只搜救雷达应答器。
6)  舵角指示器
本船设有舵角指示器一套，舷内外机配套提供。
7)  AIS
本船配置 AIS ，用于船只识别
8) 北斗设备接口
本船提供北斗设备接口，便于船东后期安装北斗定位设备；
主要设备规格及数量如下：

 

 

7、舾装装饰 消防、救生设备等
本船消防设备按中国人民共和国海事局《沿海小型船舶检验技术规则》相关要求 配备。全船配备船检认可的 5kg  干粉灭火器若干：其中至少每舱 1 具。所有消
防救生装置应按有关规定设有明显标志。

 

 

遇险信号应储存在可携带的水密容器中并置于船舶操纵位置；每具遇险信号应标 识制造日期和有效期；
船上配备的每只救生圈应满足如下要求：
1)  易于取用并且以能迅速抛投的方式存放；
2)  橙色；
3)  标记船名和船籍港。
4)  救生绳的长度应不小于 18m。
5) 救生衣应存放在易于获取的场所，并清楚标识存放位置。救生设备在一切有 助于探测的表面应具有鲜明易见的颜色，并装贴经船舶检 验机构认可的逆向反 光材料。本船设有 3 只 10L  的垃圾桶，用于分类收集本船的垃圾，收集的垃圾 在船靠 岸时送至规定的垃圾处理站。