(南通中遠川崎船舶工程有限公司，江蘇 南通 226005)

隨著航運事業(yè)的飛速發(fā)展，船舶自動化程度的不斷提高，如何高效的操船，如何減輕船員的負擔，如何減少人為操作失誤導致的事故等，越來越多的受到業(yè)界和船東的關(guān)注。航跡導航系統(tǒng)(track control system， TCS)越來越多地受到船東的青睞。

1 規(guī)范要求及配置現(xiàn)狀

在國際海事組織下屬的海上安全委員會(海安會)第73界會議上，通過了MSC.99(73)決議，對SOLAS進行了修正。修正后的SOLAS第5章第19條2.8.2要求，1萬總t以上的船需要配置1套艏向或航跡控制系統(tǒng)，或其它裝置，用于自動控制和保持艏向和/或直航跡。

船廠設(shè)計標準，僅要求配置艏向控制系統(tǒng)(heading control system,HCS)，船上都通過自動舵來實現(xiàn)該功能。但近來越來越多的船東為減輕船員負擔、提高船舶自動航行功能，會要求船廠在配置HCS的基礎(chǔ)上增加航跡控制系統(tǒng)(TCS)。

要實現(xiàn)TCS功能，船上除了自動舵等SOLAS必須配置的導航設(shè)備外，還必須加裝非SOLAS強制要求安裝的電子海圖(ECDIS)。配置了TCS功能后，一般在大洋上的開闊水域，船員可以在ECDIS上設(shè)置航跡點，通過ECDIS接收到的艏向、船位、船速、風速風向等信號，得出目前航跡和預(yù)設(shè)航跡之間的偏差，在ECDIS內(nèi)部進行計算，然后由ECDIS向自動舵(即艏向控制系統(tǒng))發(fā)出調(diào)整艏向的信號，控制船舶在各航跡點之間的自動航行?？梢钥闯?，TCS功能可以有效減輕船員負擔，不用安排船員持續(xù)控制自動舵，實現(xiàn)了自動調(diào)整航向保證航跡的功能，有效提高船舶航行的自動化程度。

國際海事組織下屬的海上安全委員會(海安會)第69界會議通過了決議MSC.74(69)，其中附件2是航跡控制系統(tǒng)性能標準建議案，明確了航跡控制系統(tǒng)(TCS)的具體要達到的性能標準。與之配套的，IEC頒布了IEC 62065：2002航跡控制系統(tǒng)的檢驗標準。

2 具體分類及特點

2.1 具體分類

在TCS檢驗標準中，對航跡控制系統(tǒng)分為三類：Category A、Category B、Category C。

1)Category A。僅實現(xiàn)兩個航跡點間及多個處于同一條直線上的航跡點之間的航跡導航，簡言之就是只實現(xiàn)直線上的導航，理論航線就是一條直線，不存在拐點，在航線上會對船舶偏移預(yù)計航線距離進行監(jiān)測，如超出，會發(fā)出警報，如需轉(zhuǎn)向，必須切換到手動操舵或HCS，具體見圖1。

圖1 TCS Category A航跡示意

2)Category B。在完全滿足Category A的基礎(chǔ)上，可以實現(xiàn)多個航跡點之間折線航線的半自動導航，但在拐點處的拐彎需要人工輔助，且拐彎僅基于預(yù)設(shè)好的拐彎半徑或轉(zhuǎn)向速率，而不考慮船位、船速、風速、艏向等因素的影響，見圖2。

圖2 TCS Category B航跡示意

3)Category C。 在完全滿足Category A的基礎(chǔ)上，可以實現(xiàn)多個航跡點之間折線航線的全自動導航，在拐點處的拐彎全自動完成，不需要人工輔助，系統(tǒng)會通過對各輸入?yún)?shù)(如船位、船速、風速、艏向等)的計算，自動調(diào)整舵角，實現(xiàn)平滑拐彎，全航線對船舶偏移預(yù)計航線距離進行監(jiān)測，如超出，會發(fā)出警報，見圖3。

圖3 TCS Category C航跡示意

3 常用廠家配置情況

具體配置哪種Category，需要ECDIS及HCS(自動舵)廠家聯(lián)合研制、開發(fā)、申請、取證。從常用的廠家配置來看(見表1)，目前主流廠家一般按照Category C來配置；也有一些廠家按照Category B來配置；對Category A，由于局限性太強，實際使用意義不大，且Category B、C均已包含Category A的所有功能，所以一般廠家都不考慮僅配置Category A型的TCS。

表1 航跡導航系統(tǒng)常用廠家配置

4 實船試驗

由于TCS功能涉及船舶的航行安全，船級社均要求船舶在海試時對TCS功能進行演示報驗。以某船(TCS CATEGORY C，船級NK，ECDIS廠家JRC，HCS廠家TOKYO KEIKI)為例，介紹主要的驗證要點。

1)預(yù)設(shè)航跡，見圖4。

圖4 海試試驗預(yù)設(shè)航跡

2)在第一段轉(zhuǎn)向區(qū)間(first wheel-over line)驗證。

①在船舶開始轉(zhuǎn)向至少1 min前，ECDIS發(fā)出“early course change indication”報警。

②在開始轉(zhuǎn)向時，ECDIS 發(fā)出“actual course change alarm”報警。

3)在第二段轉(zhuǎn)向區(qū)間(second wheel-over line)驗證。

在開始轉(zhuǎn)向接到ECDIS 發(fā)出“actual course change alarm”報警后，如果30 s內(nèi)不進行確認操作，確認一下設(shè)置在船長房間的“back-up naviga tor alarm”報警是否發(fā)出。

4)確認在每個轉(zhuǎn)向區(qū)間內(nèi)船舶偏離理論航線距離最大的點和理論航線的垂線間距，即最大偏航距離(maximum cross track distance)。

5)在第二段轉(zhuǎn)向區(qū)間后，切斷送至ECDIS的GPS信號，確認TCS系統(tǒng)是否自動切換至HCS系統(tǒng)，同時確認船舶是否按之前HCS系統(tǒng)設(shè)定的艏向保持航行。

6)結(jié)果記入表2。

表2 航跡導航試驗記錄

5 結(jié)束語

國際海事組織下屬的海上安全委員會(海安會)第86界會議通過了MSC.282(86)決議，對SOLAS進行了修正。修正后的SOLAS第5章第19條2.10要求，從2012年7月1日開始(不同類型、總噸的船舶要求的時間不同)，各種類型的新船均要求安裝ECDIS，對舊船也有追溯安裝ECDIS的要求。從該要求來看，安裝ECDIS也被業(yè)界公認，今后船舶營運也會越來越多地依賴電子海圖這類電子信息，電子化、自動化程度要求會越來越高。而TCS的必要前提就是船上必須配置ECDIS和HCS，現(xiàn)在兩者都已強制安裝了，也就是說船上要實現(xiàn)TCS功能的基礎(chǔ)已完備，預(yù)計今后會有越來越多的船東要求配置TCS，而且IMO也很可能強制要求配置TCS，TCS的配備將是大勢所趨。而對于TCS的三種分類，考慮自動化程度及便利性，應(yīng)該按照CATEGORY C來配置。