GB/T 39035-2020 冗余动力定位系统冗余设计和试验规程

GB∕T39035-2020冗余动力定位系统冗余设计和试验规程，本标准规定了船舶或海上设施冗余动力定位系统冗余设计、试验要求。本标准适用于在船舶或海上设施

（以下简称船舶）上的ＤＰ２和ＤＰ３动力定位系统的冗余设计和试验。

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犝１６

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犆狅犱犲狅犳狉犪犮狋犻犮犲犳狅狉狉犲犱狌狀犱犪狀狋犱犲狊犻狀犪狀犱狋犲狊狋狅犳狉犲犱狌狀犱犪狀狋犱狀犪犿犻犮

狆犵狔

狅狊犻狋犻狅狀犻狀狊狊狋犲犿

狆犵狔

２０２００７２１２０２１０２０１

GB∕T39035-2020冗余动力定位系统冗余设计和试验规程，本标准规定了船舶或海上设施冗余动力定位系统冗余设计、试验要求。本标准适用于在船舶或海上设施

（以下简称船舶）上的ＤＰ２和ＤＰ３动力定位系统的冗余设计和试验。

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（以下简称船舶）上的ＤＰ２和ＤＰ３动力定位系统的冗余设计和试验。

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目次

前言…………………………Ⅲ

１范围………………………１

２术语和定义………………１

３冗余动力定位系统的冗余设计…………３

３．１冗余设计理念………………………３

３．２冗余动力定位系统的配置要求……………………３

３．３推进器系统…………………………４

３．４动力系统……………４

３．５动力定位控制系统…………………５

３．６动力定位控制系统的布置…………５

３．７动力定位控制站……………………６

３．８控制面板的布置……………………６

３．９控制系统的信息显示………………６

３．１０推进器控制模式选择………………７

３．１１独立的联合操纵杆系统……………７

３．１２位置参考系统………………………８

３．１３传感器系统…………………………８

３．１４动力定位监测系统…………………９

３．１５动力定位在线结果分析…………１０

３．１６数据通信…………………………１０

３．１７应急停止系统……………………１０

３．１８双向语音通信……………………１１

３．１９辅助系统…………………………１１

３．２０不间断电源………………………１１

３．２１故障模式与影响分析（）…………………

ＦＭＥＡ１１

４试验规程…………………１２

４．１一般要求……………１２

４．２系泊试验……………１２

４．３航行试验……………１５

４．４ＦＭＥＡ试验………………………１７

附录（资料性附录）系泊试验记录表…………………

Ａ２１

附录（资料性附录）航行试验记录表…………………

Ｂ２５

Ⅰ

GB∕T39035-2020冗余动力定位系统冗余设计和试验规程，本标准规定了船舶或海上设施冗余动力定位系统冗余设计、试验要求。本标准适用于在船舶或海上设施

（以下简称船舶）上的ＤＰ２和ＤＰ３动力定位系统的冗余设计和试验。

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冗余动力定位系统冗余设计和试验规程

１范围

本标准规定了船舶或海上设施冗余动力定位系统冗余设计、试验要求。

本标准适用于在船舶或海上设施（以下简称船舶）上的和动力定位系统的冗余设计和

ＤＰ２ＤＰ３

试验。

注：：、。

动力定位系统的试验包括动力定位控制系统独立的联合操纵杆系统及动力定位系统故障模式和影响试验

２术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

２．１

动力定位犱狀犪犿犻犮狅狊犻狋犻狅狀犻狀

狔狆犵

犇犘

凭借自动和／或手动控制的水动力系统，使船舶在其作业时，能够在规定的作业范围和环境条件下

保持其船位和艏向。

２．２

动力定位船舶犱狀犪犿犻犮犪犾犾狅狊犻狋犻狅狀犲犱狏犲狊狊犲犾

狔狔狆

通过推进器推力能够自动保持位置和艏向（固定的位置、相对的位置或预设航迹）的船舶。

２．３

动力定位系统犱狀犪犿犻犮狅狊犻狋犻狅狀犻狀狊狊狋犲犿

狔狆犵狔

动力定位船舶实现动力定位必需的一整套系统。

注：包括推进器系统、动力系统、动力定位控制系统、独立的联合操纵杆系统。

２．４

推进器系统狋犺狉狌狊狋犲狉狊狊狋犲犿

狔

用于动力定位的推进器及其控制装置。

注：包括具有驱动设备和必要的附属系统（包括管路）的推进器、在动力定位系统控制下的主推进器和舵、推进器控

制设备、手动推进器控制器以及相关的电缆和电缆布线。

２．５

动力系统狅狑犲狉狊狊狋犲犿

狆狔

向动力定位系统提供动力的所有部件和系统。

注：包括原动机、发电机、配电板、不间断电源（）和蓄电池、配电系统（包括电缆敷设及线路选择）、功率管理系

ＵＰＳ

统以及支持上述系统的辅助系统。

２．６

动力定位控制系统犱狀犪犿犻犮狅狊犻狋犻狅狀犻狀犮狅狀狋狉狅犾狊狊狋犲犿

狔狆犵狔

动力定位船舶必需的所有控制元件和／或系统、硬件和软件。

注：包括计算机系统、显示及操作面板（工作站）、位置参考系统、传感器系统、相关的电缆和电缆布线、网络。

２．７

联合操纵杆系统狅狊狋犻犮犽狊狊狋犲犿

犼狔狔

具有集中的手动船位控制和手动或自动艏向控制的系统。

１

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２．８

冗余狉犲犱狌狀犱犪狀犮

狔

当发生单一故障时，单元或系统保持或恢复其功能的能力。

注：它可通过设置多重单元、系统或其他实现同一功能的装置来实现。

２．９

冗余分组狉犲犱狌狀犱犪狀狋犮狅犿狅狀犲狀狋狉狅狌狊

狆犵狆

由于单一故障的发生而导致同时受到影响的系统，通常以推进器组、发电机组或配电板进行划分。

２．１０

冗余设计狉犲犱狌狀犱犪狀狋犱犲狊犻狀

犵

系统为实现冗余意图而需满足的技术配置和物理布置的要求。

２．１１

故障犳犪犻犾狌狉犲

／。

执行某个功能的系统和或设备失去所具备的能力

２．１２

单一故障狊犻狀犾犲犳犪犻犾狌狉犲

犵

部件或系统出现的单个故障，可能会造成下列影响中的一个或两个：

ａ）部件或系统的功能损失；

ｂ）功能的退化达到了明显降低船舶、人员或环境的安全的程度。

２．１３

最大单一故障狑狅狉狊狋犮犪狊犲狊犻狀犾犲犳犪犻犾狌狉犲

犵

通过故障模式与影响分析确定的、导致对动力定位能力产生最大有害作用的动力定位系统所标识

的单一故障。

２．１４

隐性故障犺犻犱犱犲狀犳犪犻犾狌狉犲

对操作或维修人员而言不是显而易见的故障，且其具有导致设备功能失效的可能性。

２．１５

公共故障犮狅犿犿狅狀犳犪犻犾狌狉犲

因为单个原因引起的不同冗余分组的部件故障。

２．１６

动力定位系统分级犇犘狉犪狋犻狀

犵

根据动力定位系统不同的冗余度以及单一故障可能造成的最大影响划分的级别。

注：

动力定位系统分为以下三个等级：

）：安装有动力定位系统的船舶，可在规定的环境条件下，自动保持船舶的位置和艏向。单一故障后，可能出

ａＤＰ１

现丢失船位。

）：安装有动力定位系统的船舶，在出现单一故障（不包括一个舱室或几个舱室的损失）后，可在规定的环境

ｂＤＰ２

条件下，在规定的作业范围内自动保持船舶的位置和艏向。

）：，（），

ｃＤＰ３安装有动力定位系统的船舶在出现单一故障包括由于失火或进水造成一个舱室的完全损失后可在

规定的环境条件下，在规定的作业范围内自动保持船舶的位置和艏向。

２．１７

冗余动力定位系统狉犲犱狌狀犱犪狀狋犱狀犪犿犻犮狅狊犻狋犻狅狀犻狀狊狊狋犲犿

狔狆犵狔

ＤＰ２／ＤＰ３动力定位系统。

２

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２．１８

功率管理系统狅狑犲狉犿犪狀犪犲犿犲狀狋狊狊狋犲犿

狆犵狔

在所有操作条件下确保连续供电的系统。

２．１９

故障模式与影响分析犳犪犻犾狌狉犲犿狅犱犲犪狀犱犲犳犳犲犮狋犪狀犪犾狊犻狊

狔

犉犕犈犃

对船舶动力定位系统可能的故障模式及故障影响进行分析和评估，以确定船舶动力定位系统的可

靠性。

３冗余动力定位系统的冗余设计

３．１冗余设计理念

３．１．１在动力定位船舶设计初期，应确定冗余设计理念和最大单一故障后预期的船舶动力定位能力，

并确认是否满足动力定位船舶动力定位作业／安全撤离作业需求。

３．１．２冗余分组的划分应描述属于每个冗余分组的主要部件、物理位置、水密和防火分隔等，主要

包括：

ａ）动力定位控制系统；

ｂ）推进器、桨和舵（简称推进器系统）；

）主机、发电机组；

ｃ

ｄ）主配电板的布置；

）显示不同冗余组区域划分的总布置图（）。

ｅＤＰ３

动力定位工况下系统结构至少说明

３．１．３，：

ａ）在不同的操作模式下，配电板汇流排断路器的状态；

），；

ｂ在不同的操作模式下最少运行的发电机的数量

）：。

ｃ发电机操作模式下垂模式或者同步模式

３．１．４最大单一故障的冗余设计理念至少包括：

ａ）船舶的设计特性。

ｂ）动力定位作业工况。

）最大单一故障，对于船舶，典型最大单一故障是失去一个机舱和／或主配电板间；对于

ｃＤＰ３

ＤＰ２船舶，典型最大单一故障是失去一段汇流排或者失去一台主机等。

ｄ）动力定位工况下采用的系统结构，典型的是配电系统和推进器系统的系统结构。若动力定位

工况可以采用多种系统结构，则对每一个系统结构，应说明其最大单一故障后的预期动力定位

能力。

）若采用双路供电以提高最大单一故障发生后船舶的定位能力，应说明。

ｅ

）若动力系统是基于不同冗余分组之间汇流排断路器闭合，应说明。

ｆ

３．２冗余动力定位系统的配置要求

冗余动力定位系统的配置要求见表１。

３

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表１冗余动力定位系统的配置要求

系统和设备ＤＰ２ＤＰ３

推进器布置有冗余有冗余，

舱室分开

推进器系统

（）

推进器的手动控制有有主动力定位控制站

发动机和原动机有冗余有冗余，舱室分开

动力系统配电板１２，舱室分开

功率管理系统有冗余有冗余，舱室分开

自动控制，计算机系统２３（其中之一位于备用控制站）

位置参考系统３２＋１

运动传感器系统３２＋１其中之一位于

动力定位控制系统

艏向传感器系统３２＋１备用控制站

风速风向传感器系统２１＋１

ＵＰＳ电源２２＋１，舱室分开

独立的联合操纵杆系统１１

备用控制站无要求有

报警打印机１１

３．３推进器系统

，。

３．３．１动力定位系统的每个推进器应能单独遥控并独立于动力定位控制系统

，。

３．３．２推进器系统应提供足够的纵向和横向推力并提供艏向控制的转向力矩在有冗余的推进器布

置中，任意一个推进器发生故障后，仍应有足够的横向和纵向推力以及控制艏向的转向力矩。

３．３．３推进器系统与动力系统的连接方式应在组成的动力系统和与其相连的推进器发生故障后，仍应

有足够的横向和纵向推力以及控制艏向的转向力矩。

３．３．４用于动力定位能力分析的推进器的推力值，应考虑推进器间的干扰以及其他可能降低有效推力

的因素并加以修正，包括：

ａ）推进器位置应尽可能减小推进器与船壳之间、推进器与推进器之间的干扰；

ｂ）推进器的浸没深度应足以降低吸入漂浮物或形成旋涡的可能性。

３．３．５推进器系统的故障（包括螺距、方位和／或速度控制），不应造成推力值的升高或推力方向的

变化。

应在动力定位控制站布置各推进器应急停车系统。对于／，推进器应急停车系统应设

３．３．６ＤＰ２ＤＰ３

有回路监测；，。

对于ＤＰ３应考虑火灾和进水的后果

３．４动力系统

３．４．１动力系统对动力需求变化应有足够的响应时间。

３．４．２对于ＤＰ２，动力系统可分为两个或多个系统，当一个系统发生故障后，至少另一系统仍能工作，

为定位提供足够的动力。在动力定位操作时，动力系统可以作为一个系统运行，但应设有母联断路器，

以便当有诸如短路等引起部分系统故障时，能够自动分断，避免故障从一个系统扩散到另一个系统。

３．４．３对于ＤＰ３，动力系统可分成两个或多个系统，当一个系统发生故障后，至少另一系统仍能工作，

４

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。。

为定位提供足够的动力分开的动力系统应位于由Ａ６０级分隔的不同处所如动力系统位于破损水

线以下，分隔也应水密。在ＤＰ３操作时，母联断路器应断开，除非能够达到等效完整性。

，。

３．４．４应有足够的用于船位保持的动力以维持发生最大单一故障后船舶的位置

，。

３．４．５应设有至少一套功率管理系统并满足相应冗余

，

３．４．６因一台或几台发电机的停止而引起的突然过载不应造成电源的全部中断在起动一台备用的发

／。

电机并使其开始发电的过程中应减小螺距和或降低转速以减小推进器的负载如动力定位系统的计

算机系统能完成这一功能，则应与功率管理系统相协调。

、，（

３．４．７若符合相关动力定位系统分级所有相关冗余独立性和分隔要求可以使用其他动力储备如电

）。，

池和飞轮作为推进器的能源若能为计算提供可靠的能量测量可以将这类可用的能源包括在结果分

析内。

３．４．８由单一故障或设备故障造成的突然的负载变化不应造成不同冗余分组汇流排同时失电。

，，

３．４．９在动力定位控制站应连续显示发电机的在线功率储备即在线发电机的容量与消耗的功率之

差。对于分段式汇流排，每一分段要设置这种指示器。若推进器的操作不会引起电站的过载，可不要求

设置储备功率指示器。

３．５动力定位控制系统

３．５．１控制系统应包括自动和手动控制两种方式，自动控制模式应包括船位和艏向控制，应能独立地

选择船位和艏向的设置点；／，

手动控制模式包括用单独的控制器来控制各个推进器的螺距转速和方向

以及使用联合操纵杆进行组合推力遥控。

３．５．２当计算机停止时，系统应能自动将推进器转速和螺距归零，也可以通过手动方式将推进器转速

和螺距归零。

３．５．３对于ＤＰ２，在计算机系统或其辅助设备出现任何单一故障后，执行推进自动控制的计算机系统

应能控制推进器，该要求可通过两个或两个以上并行工作的计算机系统来完成，可选择一个计算机系统

，。

在线工作其他的计算机系统作为热备用

，，。

３．５．４对于ＤＰ３至少应有一个位置参考系统和一台罗经与备用系统相连接并独立于主控制系统

，

备用系统应由操作者在主动力定位控制站或备用控制站起动该转换应确保任何单一故障不会造成主

控制系统和备用控制系统同时失效。

３．５．５当一套计算机系统失效时，应能自动转换至冗余计算机系统控制。当控制位置从一套计算机系

统向另一套计算机系统切换时，动力定位操作应保持平稳，其变化应保持在可接受的操作范围内。

３．５．６若同时使用两个及以上的定位控制系统，应设有自检和系统之间的比较功能，以便在探测到推

进器或船位或艏向指令出现明显差别时，发出运行报警。该技术应不危及每个系统的独立性或引起公

共故障的风险。

３．５．７操作之间的转换应方便，而且应清楚地显示目前操作方式以及不同分系统的操作状态。

３．５．８操作员控制装置应设计成任何误操作都不会导致极限状况的发生。

３．６动力定位控制系统的布置

３．６．１对于ＤＰ２，应设置两个独立的动力定位控制系统和一个自动艏向控制的联合操纵杆系统。一个

自动控制系统故障，。，

控制应能自动转换到另一系统若自动控制系统失效可通过联合操纵杆系统手动

集中控制。

对于，在基础上增加一套备用动力定位控制系统，布置在备用动力定位控制站。

３．６．２ＤＰ３ＤＰ２

３．６．３可采用手动方式从动力定位控制站切换至备用动力定位控制站，切换开关应布置在备用动力定

５

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。，

位控制站如在动力定位控制站也设有功能相同的开关则动力定位控制站受损时不应影响备用动力

定位控制站的切换功能。

３．７动力定位控制站

３．７．１位于动力定位控制站的设备应包括但不限于：

）／（）；

ａ动力定位自动手动控制的人机界面动力定位操作站

ｂ）推进器控制手柄；

）独立的联合操纵杆；

ｃ

ｄ）模式转换系统；

）推进器应急停车；

ｅ

）内部通信；

ｆ

ｇ）位置参考系统人机界面。

３．７．２动力定位控制站的布置应使动力定位操作人员有良好的船舶外围视线和环境区域。

３．７．３推进器的遥控操纵手柄、独立的操纵杆应从动力定位操作站易于接近。推进器的应急停止和模

式切换应布置在动力定位操作人员易于到达的区域。

３．７．４ＤＰ２船舶应设有两套相互独立的动力定位操作站；

，：

３．７．５ＤＰ３船舶还应设有一套备用动力定位控制站备用动力定位控制站的设备应包括但不限于

ａ）动力定位自动／手动控制的人机界面（动力定位操作站）；

ｂ）内部通信。

３．７．６备用动力定位控制站与动力定位控制站之间应设有Ａ６０防火分隔。

，

３．７．７备用动力定位控制站的设置应与动力定位控制站有类似的船舶外围视线和环境区域可通过电

（）。

视监控系统ＣＣＴＶ来实现

３．８控制面板的布置

３．８．１动力定位控制站的指示器和操作面板，应符合人体工程学原理。对不同的指示器和控制面板应

进行逻辑分组，，，

当这些指示器和控制面板与其相关的设备在船上的相对位置有关时应与之相协调显

示器上的指示也应满足同等要求。

３．８．２操作模式之间的转换应方便，而且应清楚地显示目前操作模式。不同分系统的操作状态也应显

示一致。

３．８．３若系统及其分系统的控制可从其他控制站上进行，每个控制站应指示正在实施控制的控制站。

３．８．４显示器和指示器的信息应便于使用，操作者应能立即获得动作后的信息。一般情况下，既要显

示发出的指令，还应显示反馈信息或动作的确认信息。

３．８．５若操作面板的误操作可能导致危险状态，则应采取预防措施来避免该控制操作。这些预防措施

可以是将手柄等置于适当位置、采用凹进的或有盖的开关、或按一定的逻辑进行操作。

３．８．６若操作次序的错误会导致危险状态或设备损坏，则应采取连锁措施。

３．８．７安装在驾驶室内的控制面板和指示器应有充分的照明，并可调光，报警指示不准许调至零。

３．９控制系统的信息显示

３．９．１典型的信息显示内容应包括但不限于：

ａ）船舶的位置图（包含位置、速度、艏向）；

ｂ）推进器命令及反馈显示［方向、转速、螺距（若有）］；

６

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／—

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）（、）；

ｃ电站的状态显示在线负荷可用功率

ｄ）位置参考系统显示；

）传感器系统显示；

ｅ

）、；

ｆ在线能力结果分析显示

ｇ）状态和报警显示。

、，

３．９．２动力定位控制站应显示从动力系统推进器系统和动力定位控制系统传来的信息典型的信息

指示包括：

）“”；

ａ运行状态

）“”；

ｂ可以用于动力定位状态

）“正在参与动力定位”状态。

ｃ

３．９．３显示系统，尤其是位于动力定位控制站的显示系统，应符合人体工程学原理。动力定位控制系

（、），。

统应易于选择控制模式如手动自动等并能清晰显示运行中的控制模式

显示系统应符合下列原则：

ａ）隔离冗余设备以降低公共故障产生的可能性；

ｂ）易于维护；

）防止来自环境和电磁干扰的负面影响。

ｃ

３．９．４如果动力定位控制站的报警是其他报警系统的延伸信号，应有本地的消声和确认装置。消声装

置不应抑制新的报警。

３．１０推进器控制模式选择

３．１０．１动力定位典型的控制模式包括：

ａ）手动控制；

ｂ）动力定位控制；

）独立的操纵杆控制。

ｃ

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