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曹衛(wèi)東:缺乏應(yīng)急設(shè)備和裝備是艦船設(shè)計(jì)建造存在的共同問題

   2020-09-02 船舶經(jīng)濟(jì)貿(mào)易船海裝備網(wǎng)4400
核心提示:此次新冠肺炎疫情在全球暴發(fā)以來,在新聞網(wǎng)絡(luò)上多次出現(xiàn)國(guó)外豪華郵輪和航母等艦船出現(xiàn)疫情的相關(guān)報(bào)道,例如美國(guó)航母、潛艇上官兵

此次新冠肺炎疫情在全球暴發(fā)以來,在新聞網(wǎng)絡(luò)上多次出現(xiàn)國(guó)外豪華郵輪和航母等艦船出現(xiàn)疫情的相關(guān)報(bào)道,例如美國(guó)航母、潛艇上官兵因染病使艦艇“趴窩”,大型醫(yī)院船救治病人無能為力,疫情在豪華郵輪上的傳播無法遏制等。

曹衛(wèi)東:缺乏應(yīng)急設(shè)備和裝備是艦船設(shè)計(jì)建造存在的共同問題

此次突發(fā)的疫情導(dǎo)致有關(guān)艦船乘員患病,使得全球艦船難以正常航行,雖然出現(xiàn)的問題形式不同,但是帶來的后果卻相同。艦船發(fā)生故障時(shí),無法航行使用;乘員患病時(shí),艦船無人操作同樣無法航行使用。艦船發(fā)生故障時(shí)需要維修,乘員患病時(shí)需要治療,所以疫情帶來的問題是:因?yàn)榕灤蠜]有“特殊隔離艙室”,無法對(duì)傳染病患者進(jìn)行有效隔離、阻斷病源,所以傳染病毒在艦船上易于蔓延。


美法海軍“群體免疫”,中國(guó)海軍積極抗疫


冷戰(zhàn)結(jié)束以來,美國(guó)海軍的全球部署及威懾政策,從未因外界因素而發(fā)生無法部署和難于部署的情況。而這次疫情卻導(dǎo)致美海軍在太平洋地區(qū)的4艘航母難于行動(dòng)。美航母官兵在海上染病后,由于擔(dān)心相互間交叉?zhèn)魅臼沟靡咔槁?,航母指揮員要求緊急返港。而美海軍高層卻希望通過艦上官兵“群體免疫”的辦法,不同意立即返港。雖然“羅斯?!碧?hào)航母官兵最終回到美軍關(guān)島基地進(jìn)行檢查和治療,但是美國(guó)海軍仍然令他們盡快返艦出航,準(zhǔn)備參加下半年的環(huán)太平洋軍事演習(xí)。因?yàn)槊绹?guó)海軍的艦船不具備防疫條件,所以只能靠犧牲官兵健康和生命的方式去實(shí)施美軍前沿部署戰(zhàn)略。


法國(guó)海軍僅有1艘“戴高樂”號(hào)航母。盡管疫情已在法國(guó)暴發(fā),但是法海軍高層仍存僥幸心理,繼續(xù)在海外執(zhí)行軍事訪問及訓(xùn)練任務(wù),結(jié)果疫情在艦上快速蔓延,導(dǎo)致半數(shù)以上官兵染病,不得不提前返港。


在疫情期間,中國(guó)海軍采取了積極預(yù)防措施,登艦人員全部做核酸檢測(cè),每天檢查全體人員健康狀況,對(duì)于運(yùn)送上艦的物資進(jìn)行消毒后使用,取得良好的抗疫效果。


對(duì)目前艦船設(shè)計(jì)的一些反思


對(duì)上述問題進(jìn)行反思認(rèn)為,現(xiàn)代航母和豪華郵輪等艦船在設(shè)計(jì)上就沒有考慮留有管控傳染病的“特殊隔離艙室”,也沒有設(shè)置相應(yīng)的應(yīng)急設(shè)備和裝備,這是艦船設(shè)計(jì)建造上存在的共同問題。


01、艦船設(shè)計(jì)防“核生化”不防“疫情”


航母結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建造大同小異,“防外不防內(nèi)”,就是一旦遇到核輻射、生物及化學(xué)武器的攻擊,可以整體封閉艦船,形成與外界的隔斷。以法國(guó)“戴高樂”號(hào)航母為例,從艦底到艦橋頂部共約15層甲板,飛行甲板以下艙室絕大部分沒有舷窗。一旦艦上有一人染病,全艦乘員遲早都可能吸入他人所排出的病毒氣體,因?yàn)楹侥傅膬?nèi)部環(huán)境決定了空氣會(huì)在艦體內(nèi)部循環(huán)。當(dāng)艦上有人患呼吸道傳染病時(shí),由于乘員間的密切接觸,在同一個(gè)艙室值班,在同一個(gè)餐廳就餐、在同一個(gè)艙室就寢等,很容易形成疾病的快速感染傳播;而一旦發(fā)生艦上乘員感染,因?yàn)闆]有隔離的艙室和空間,所以航母等艦船不堪“疫擊”。


02、急需改變單一的內(nèi)部閉路循環(huán)


民用船舶規(guī)范對(duì)郵輪通風(fēng)系統(tǒng)有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),足夠預(yù)防常見的公共衛(wèi)生風(fēng)險(xiǎn)。新造豪華郵輪的客艙多采用獨(dú)立新風(fēng)智能分散式空調(diào)系統(tǒng),該系統(tǒng)對(duì)新風(fēng)進(jìn)行獨(dú)立集中處理,并由定風(fēng)量閥單獨(dú)輸送至各個(gè)房間,以保證艙室處于正壓狀態(tài);回風(fēng)則通過房間中的分散式空調(diào)單元進(jìn)行單獨(dú)處理,回風(fēng)口設(shè)在房間內(nèi)部,以保證各房間的回風(fēng)互不相通,避免病毒在各艙室之間相互傳播。船上衛(wèi)生間單元的排風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)相隔絕,通過風(fēng)機(jī)排至船外。此外,新風(fēng)進(jìn)口與排風(fēng)出口,分別設(shè)置于郵輪的左、右兩舷,以避免新鮮空氣和污濁空氣的交叉。疫情之所以在“鉆石公主”號(hào)等郵輪上持續(xù)蔓延,主要是餐廳等公共區(qū)域無法做到人員的安全隔離,此外船上也沒有設(shè)置負(fù)壓隔離艙室。


目前,在醫(yī)療救護(hù)船和特種船舶的傳染病房中,主要通過兩種方式實(shí)現(xiàn)病毒防護(hù):一是利用負(fù)壓隔離,經(jīng)過特殊處理后排放空氣;二是利用通風(fēng)換氣的原理,稀釋隔離艙內(nèi)的病原體。盡管郵輪客艙的空調(diào)系統(tǒng)達(dá)不到醫(yī)療救護(hù)船的病房標(biāo)準(zhǔn),但乘客在自己房間內(nèi)部相當(dāng)于處于隔離防護(hù)狀態(tài),如果郵輪上設(shè)有少量醫(yī)療救護(hù)船上的特殊艙室,解決感染人員的隔離問題,起碼可以大幅降低傳染速度和減少病毒擴(kuò)散,可以爭(zhēng)取到控制和救治的時(shí)間。艦船的通風(fēng)系統(tǒng)不僅要首先考慮防“核生化”武器攻擊問題,現(xiàn)在也須考慮改變單一的內(nèi)部閉路循環(huán),解決病毒可能在各艙室間的傳播問題。


03、生物實(shí)驗(yàn)室的啟示


“泰坦尼克”號(hào)巨輪的沉沒,可謂促成了《海上人命安全公約》的誕生;如今,新冠肺炎疫情的發(fā)生也必將推動(dòng)船舶規(guī)范的修改完善。


新冠病毒的主要傳播途徑是呼吸道飛沫和密切接觸,大量乘客聚集是郵輪上暴發(fā)新冠肺炎疫情的主要原因。因此,船舶規(guī)范應(yīng)關(guān)注乘客在船上的使用空間。目前中國(guó)船級(jí)社(CCS)頒布的《郵輪規(guī)范》已將休閑體驗(yàn)設(shè)計(jì)指數(shù)和健康安全設(shè)計(jì)指數(shù)納入其中。在設(shè)計(jì)階段就考慮到乘客享有的人均面積、人均噸位和乘客船員比,對(duì)滿足要求的郵輪授予CEDI附加標(biāo)志。此外,該規(guī)范還提出食品、水源、通風(fēng)和醫(yī)療設(shè)施的配備標(biāo)準(zhǔn),這些要求在船舶規(guī)范中尚屬首次。


生物實(shí)驗(yàn)室也稱生物安全實(shí)驗(yàn)室,是進(jìn)行生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的場(chǎng)所。按照研究對(duì)象的不同,一共分為四級(jí)。其中一級(jí)對(duì)生物安全隔離的要求最低,四級(jí)要求最高。例如一級(jí)實(shí)驗(yàn)室自然通風(fēng)即可,溫度在16~28攝氏度,潔凈度級(jí)別為一級(jí)。而四級(jí)實(shí)驗(yàn)室要求每小時(shí)必須通風(fēng)10~15次,室內(nèi)外要保持-20至-30帕的壓差,溫度在20~25攝氏度,潔凈度級(jí)別為7~8級(jí)。所以將來要根據(jù)實(shí)際情況,按照生物安全實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)為艦船和郵輪設(shè)計(jì)建造少量“特殊隔離艙室”,一旦發(fā)生傳染病疫情,立即啟用。這就相于艦船上的“救生艇”,以防萬(wàn)一情況的發(fā)生,例如航母及其他水面艦船的艦員艙室可以維持現(xiàn)狀,但是必須改建少數(shù)艙室的通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)和方式,應(yīng)該有少量“特殊隔離艙室”,應(yīng)對(duì)傳染病員和特殊需要。


當(dāng)然,郵輪的空調(diào)系統(tǒng)也應(yīng)進(jìn)一步完善。郵輪的客房空調(diào)實(shí)現(xiàn)了單獨(dú)通風(fēng),具有較高的安全性。但公共區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)大多采取區(qū)域中央空調(diào)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)和布置,這種方式不能完全隔離經(jīng)空氣傳播的病毒,病原體可能通過空調(diào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至公共區(qū)域的其他艙室,對(duì)人員健康造成威脅。


疫情對(duì)艦船帶來的挑戰(zhàn)與機(jī)遇


從這次突發(fā)的新冠肺炎疫情所產(chǎn)生的影響看,各國(guó)海軍艦船都沒有類似陸地生物實(shí)驗(yàn)室那樣的“特殊隔離艙室”。如果當(dāng)時(shí)有這樣的艙室,對(duì)于最初個(gè)別感染者采取隔離措施,就可為其他乘員帶來安全的工作、生活空間,降低非戰(zhàn)斗減員,在完成軍事任務(wù)后正常返港。試想未來萬(wàn)一再發(fā)生類似的疫情,甚至在戰(zhàn)爭(zhēng)期間發(fā)生疫情怎么辦?應(yīng)該從現(xiàn)在開始“未雨綢繆,亡羊補(bǔ)牢”,對(duì)于艦船上應(yīng)對(duì)疫情的預(yù)防,既是挑戰(zhàn),也是機(jī)遇。


01、改裝現(xiàn)役艦船,重新設(shè)計(jì)未來艦船


改裝艦船是應(yīng)對(duì)新冠疫情的當(dāng)務(wù)之急,是提升海軍戰(zhàn)斗力的當(dāng)務(wù)之急,是未來軍事行動(dòng)中應(yīng)對(duì)突發(fā)傳染病疫情的有效措施。一是著手對(duì)現(xiàn)有平臺(tái)進(jìn)行改進(jìn)能起到立竿見影的效果。按照模塊化方式設(shè)計(jì)建造一批“方艙隔離室”,放置在大型艦船的機(jī)庫(kù)內(nèi),既可解決“患病人員”的隔離與治療空間,而且快速、經(jīng)濟(jì)。二是對(duì)于新造艦船,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮設(shè)置“特殊隔離艙室”,特別是解決潛艇內(nèi)部的疫情防控這一可以說是世界性的難題。


02、改裝豪華郵輪和商船


民船與軍船一樣都面臨疫情的困擾,所以隔離艙室和通風(fēng)換氣設(shè)備的原理是相同的,但具體要求是不同的。在出口船舶上,是否需要進(jìn)行類似的改進(jìn)?如果我們走在前面,就成為規(guī)則的制定者,而非被動(dòng)的執(zhí)行者。應(yīng)納入體系化設(shè)計(jì)建造,不能臨時(shí)“打補(bǔ)丁”,應(yīng)從長(zhǎng)計(jì)議,整體規(guī)劃。需求是什么?標(biāo)準(zhǔn)是什么?除了“特殊隔離艙”,還有其他什么方法?比如是否像配備救生衣那樣配備口罩與防護(hù)服,配備相應(yīng)治療藥品,檢測(cè)設(shè)備等。


03、智能化是“金鑰匙”


在此次疫情對(duì)艦船帶來打擊的同時(shí),我們感到加速引入艦船智能化裝備的迫切性。如果航母等艦船的智能化程度越高,對(duì)艦員數(shù)量和訓(xùn)練水平的依賴程度就會(huì)越低,等同于提高了戰(zhàn)斗力。作為軍事用途的艦船,可以將水、電、油、氣等閥門人工智能化作為一個(gè)重要突破口,有效減少乘員的工作強(qiáng)度和增強(qiáng)艦船航行安全性。


對(duì)豪華郵輪而言,AI技術(shù)和人工智能的出現(xiàn),可以幫助郵輪減少員工,從而降低船艙內(nèi)的人員密集度,減少游客和船員的接觸,提高郵輪內(nèi)部空間的健康和安全性。AI技術(shù)在郵輪上的應(yīng)用,主要是為了提高郵輪體驗(yàn)以及后臺(tái)運(yùn)營(yíng)效率,例如郵輪智能預(yù)訂、智能艙房應(yīng)用、客服應(yīng)用、旅游翻譯服務(wù)、安全系統(tǒng)等。另一方面,可考慮使用人工智能技術(shù)來打造智能艙房。屆時(shí),游客利用智能語(yǔ)音識(shí)別、計(jì)算機(jī)控制、嵌入式控制、通信、管理等技術(shù),就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)艙房的門禁、電視、空調(diào)、窗簾、背景音樂系統(tǒng)、服務(wù)系統(tǒng)等智能化管理與控制,降低對(duì)人工的依賴,減少一些不必要的接觸。船東通過使用人工智能技術(shù),也能及時(shí)收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以做出更好的經(jīng)營(yíng)決策,來創(chuàng)造效益。


在推進(jìn)人工智能化的同時(shí),還應(yīng)考慮維修?;诮饘兕w粒、塑料粒子、高分子材料為核心的3D打印,是一項(xiàng)顛覆生產(chǎn)模式和原材料的技術(shù)。同時(shí),3D打印的逆向操作也在持續(xù)研發(fā)中,該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)打印產(chǎn)品的回爐重造,再塑新品,達(dá)到可循環(huán)、綠色、環(huán)保的效果。未來,一旦3D打印技術(shù)更趨成熟化、靈活化、高端化,人們僅依靠3D打印就能在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)小型物品的成型、大型物品的鍛造,這將極大降低各類貨物的運(yùn)輸需求。在艦船設(shè)計(jì)建造中,如果能夠大量使用3D打印技術(shù),其維修能力將會(huì)得到大幅度提升,也預(yù)示著艦船的在航率會(huì)大幅度提升。


隨著5G時(shí)代的到來,艦船的信息化程度將會(huì)更高。智能船舶的最大優(yōu)勢(shì)在于改變了傳統(tǒng)的操控模式,大幅減少了乘員數(shù)量和對(duì)經(jīng)驗(yàn)的依賴。數(shù)字操控是對(duì)傳統(tǒng)格局的顛覆,人們借助高速通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),通過岸上指揮控制中心即可隨時(shí)掌握船舶動(dòng)態(tài),從而有效降低人員損傷風(fēng)險(xiǎn)。從發(fā)展趨勢(shì)看,智能化艦船以及相關(guān)智能化系統(tǒng)、規(guī)則規(guī)范、運(yùn)行模型有望在不遠(yuǎn)的將來進(jìn)一步完善。美國(guó)國(guó)防部長(zhǎng)辦公室內(nèi)部評(píng)估報(bào)告也提出要增加無人艦艇數(shù)量。因此在未來艦船研發(fā)建造中,只有緊抓智能化等高科技應(yīng)用,才能在激烈的競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展中贏得先機(jī)。


 
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