此次新冠肺炎疫情在全球暴發以來,在新聞網絡上多次出現國外豪華郵輪和航母等艦船出現疫情的相關報道,例如美國航母、潛艇上官兵因染病使艦艇“趴窩”,大型醫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。
此次突發的疫情導致有關艦船乘員患病,使得全球艦船難以正常航行,雖然出現的問題形式不同,但是帶來的后果卻相同。艦船發生故障時,無法航行使用;乘員患病時,艦船無人操作同樣無法航行使用。艦船發生故障時需要維修,乘員患病時需要治療,所以疫情帶來的問題是:因為艦船上沒有“特殊隔離艙室”,無法對傳染病患者進行有效隔離、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”,中國海軍積極抗疫
冷戰結束以來,美國海軍的全球部署及威懾政策,從未因外界因素而發生無法部署和難于部署的情況。而這次疫情卻導致美海軍在太平洋地區的4艘航母難于行動。美航母官兵在海上染病后,由于擔心相互間交叉傳染使得疫情蔓延,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“羅斯福”號航母官兵最終回到美軍關島基地進行檢查和治療,但是美國海軍仍然令他們盡快返艦出航,準備參加下半年的環太平洋軍事演習。因為美國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施美軍前沿部署戰略。
法國海軍僅有1艘“戴高樂”號航母。盡管疫情已在法國暴發,但是法海軍高層仍存僥幸心理,繼續在海外執行軍事訪問及訓練任務,結果疫情在艦上快速蔓延,導致半數以上官兵染病,不得不提前返港。
在疫情期間,中國海軍采取了積極預防措施,登艦人員全部做核酸檢測,每天檢查全體人員健康狀況,對于運送上艦的物資進行消毒后使用,取得良好的抗疫效果。
對目前艦船設計的一些反思
對上述問題進行反思認為,現代航母和豪華郵輪等艦船在設計上就沒有考慮留有管控傳染病的“特殊隔離艙室”,也沒有設置相應的應急設備和裝備,這是艦船設計建造上存在的共同問題。
01、艦船設計防“核生化”不防“疫情”
航母結構設計建造大同小異,“防外不防內”,就是一旦遇到核輻射、生物及化學武器的攻擊,可以整體封閉艦船,形成與外界的隔斷。以法國“戴高樂”號航母為例,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,因為航母的內部環境決定了空氣會在艦體內部循環。當艦上有人患呼吸道傳染病時,由于乘員間的密切接觸,在同一個艙室值班,在同一個餐廳就餐、在同一個艙室就寢等,很容易形成疾病的快速感染傳播;而一旦發生艦上乘員感染,因為沒有隔離的艙室和空間,所以航母等艦船不堪“疫擊”。
02、急需改變單一的內部閉路循環
民用船舶規范對郵輪通風系統有嚴格的標準,足夠預防常見的公共衛生風險。新造豪華郵輪的客艙多采用獨立新風智能分散式空調系統,該系統對新風進行獨立集中處理,并由定風量閥單獨輸送至各個房間,以保證艙室處于正壓狀態;回風則通過房間中的分散式空調單元進行單獨處理,回風口設在房間內部,以保證各房間的回風互不相通,避免病毒在各艙室之間相互傳播。船上衛生間單元的排風與空調系統相隔絕,通過風機排至船外。此外,新風進口與排風出口,分別設置于郵輪的左、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”號等郵輪上持續蔓延,主要是餐廳等公共區域無法做到人員的安全隔離,此外船上也沒有設置負壓隔離艙室。
目前,在醫療救護船和特種船舶的傳染病房中,主要通過兩種方式實現病毒防護:一是利用負壓隔離,經過特殊處理后排放空氣;二是利用通風換氣的原理,稀釋隔離艙內的病原體。盡管郵輪客艙的空調系統達不到醫療救護船的病房標準,但乘客在自己房間內部相當于處于隔離防護狀態,如果郵輪上設有少量醫療救護船上的特殊艙室,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散,可以爭取到控制和救治的時間。艦船的通風系統不僅要首先考慮防“核生化”武器攻擊問題,現在也須考慮改變單一的內部閉路循環,解決病毒可能在各艙室間的傳播問題。
03、生物實驗室的啟示
“泰坦尼克”號巨輪的沉沒,可謂促成了《海上人命安全公約》的誕生;如今,新冠肺炎疫情的發生也必將推動船舶規范的修改完善。
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新冠肺炎疫情的主要原因。因此,船舶規范應關注乘客在船上的使用空間。目前中國船級社(CCS)頒布的《郵輪規范》已將休閑體驗設計指數和健康安全設計指數納入其中。在設計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,對滿足要求的郵輪授予CEDI附加標志。此外,該規范還提出食品、水源、通風和醫療設施的配備標準,這些要求在船舶規范中尚屬首次。
生物實驗室也稱生物安全實驗室,是進行生物科學實驗相關的場所。按照研究對象的不同,一共分為四級。其中一級對生物安全隔離的要求最低,四級要求最高。例如一級實驗室自然通風即可,溫度在16~28攝氏度,潔凈度級別為一級。而四級實驗室要求每小時必須通風10~15次,室內外要保持-20至-30帕的壓差,溫度在20~25攝氏度,潔凈度級別為7~8級。所以將來要根據實際情況,按照生物安全實驗室的標準為艦船和郵輪設計建造少量“特殊隔離艙室”,一旦發生傳染病疫情,立即啟用。這就相于艦船上的“救生艇”,以防萬一情況的發生,例如航母及其他水面艦船的艦員艙室可以維持現狀,但是必須改建少數艙室的通風標準和方式,應該有少量“特殊隔離艙室”,應對傳染病員和特殊需要。
當然,郵輪的空調系統也應進一步完善。郵輪的客房空調實現了單獨通風,具有較高的安全性。但公共區域的空調系統大多采取區域中央空調方式進行設計和布置,這種方式不能完全隔離經空氣傳播的病毒,病原體可能通過空調系統轉移至公共區域的其他艙室,對人員健康造成威脅。
疫情對艦船帶來的挑戰與機遇
從這次突發的新冠肺炎疫情所產生的影響看,各國海軍艦船都沒有類似陸地生物實驗室那樣的“特殊隔離艙室”。如果當時有這樣的艙室,對于最初個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,降低非戰斗減員,在完成軍事任務后正常返港。試想未來萬一再發生類似的疫情,甚至在戰爭期間發生疫情怎么辦?應該從現在開始“未雨綢繆,亡羊補牢”,對于艦船上應對疫情的預防,既是挑戰,也是機遇。
01、改裝現役艦船,重新設計未來艦船
改裝艦船是應對新冠疫情的當務之急,是提升海軍戰斗力的當務之急,是未來軍事行動中應對突發傳染病疫情的有效措施。一是著手對現有平臺進行改進能起到立竿見影的效果。按照模塊化方式設計建造一批“方艙隔離室”,放置在大型艦船的機庫內,既可解決“患病人員”的隔離與治療空間,而且快速、經濟。二是對于新造艦船,在設計時應考慮設置“特殊隔離艙室”,特別是解決潛艇內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換氣設備的原理是相同的,但具體要求是不同的。在出口船舶上,是否需要進行類似的改進?如果我們走在前面,就成為規則的制定者,而非被動的執行者。應納入體系化設計建造,不能臨時“打補丁”,應從長計議,整體規劃。需求是什么?標準是什么?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服,配備相應治療藥品,檢測設備等。
03、智能化是“金鑰匙”
在此次疫情對艦船帶來打擊的同時,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,對艦員數量和訓練水平的依賴程度就會越低,等同于提高了戰斗力。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重要突破口,有效減少乘員的工作強度和增強艦船航行安全性。
對豪華郵輪而言,AI技術和人工智能的出現,可以幫助郵輪減少員工,從而降低船艙內的人員密集度,減少游客和船員的接觸,提高郵輪內部空間的健康和安全性。AI技術在郵輪上的應用,主要是為了提高郵輪體驗以及后臺運營效率,例如郵輪智能預訂、智能艙房應用、客服應用、旅游翻譯服務、安全系統等。另一方面,可考慮使用人工智能技術來打造智能艙房。屆時,游客利用智能語音識別、計算機控制、嵌入式控制、通信、管理等技術,就可以實現對艙房的門禁、電視、空調、窗簾、背景音樂系統、服務系統等智能化管理與控制,降低對人工的依賴,減少一些不必要的接觸。船東通過使用人工智能技術,也能及時收集基礎數據進行分析,以做出更好的經營決策,來創造效益。
在推進人工智能化的同時,還應考慮維修。基于金屬顆粒、塑料粒子、高分子材料為核心的3D打印,是一項顛覆生產模式和原材料的技術。同時,3D打印的逆向操作也在持續研發中,該技術可實現打印產品的回爐重造,再塑新品,達到可循環、綠色、環保的效果。未來,一旦3D打印技術更趨成熟化、靈活化、高端化,人們僅依靠3D打印就能在有限空間內實現小型物品的成型、大型物品的鍛造,這將極大降低各類貨物的運輸需求。在艦船設計建造中,如果能夠大量使用3D打印技術,其維修能力將會得到大幅度提升,也預示著艦船的在航率會大幅度提升。
隨著5G時代的到來,艦船的信息化程度將會更高。智能船舶的最大優勢在于改變了傳統的操控模式,大幅減少了乘員數量和對經驗的依賴。數字操控是對傳統格局的顛覆,人們借助高速通信網絡技術,通過岸上指揮控制中心即可隨時掌握船舶動態,從而有效降低人員損傷風險。從發展趨勢看,智能化艦船以及相關智能化系統、規則規范、運行模型有望在不遠的將來進一步完善。美國國防部長辦公室內部評估報告也提出要增加無人艦艇數量。因此在未來艦船研發建造中,只有緊抓智能化等高科技應用,才能在激烈的競爭發展中贏得先機。