張玉來

船舶避碰自動化能有效的保證船舶航行安全，降低安全事故的發(fā)生幾率，從根本上降低船舶的航行風(fēng)險。新型航海技術(shù)的應(yīng)用，能加快船舶避碰自動化的發(fā)展，最終實現(xiàn)航海自動化的目的，基于此，作者結(jié)合自身的工作經(jīng)驗，對新型航海技術(shù)對船舶避碰自動化影響進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，以供相關(guān)工作人員參考。

隨著時代不斷發(fā)展，我國的航運業(yè)逐漸興起，導(dǎo)致我國的海上交通日益復(fù)雜，船舶擱淺、碰撞、觸礁事故頻發(fā)，嚴(yán)重影響我國的航海事業(yè)發(fā)展。當(dāng)前，船舶的避碰問題是當(dāng)代航海研究人員首要解決的問題，也是新世紀(jì)航海自動化的基礎(chǔ)要求，因此，本文重點分析我國船舶避碰自動化的發(fā)展、研究以及當(dāng)前的問題。

一、航海自動化間簡介

航海自動化是指，結(jié)合當(dāng)前時代的先進(jìn)技術(shù)，經(jīng)過發(fā)展研究而形成的自動化控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)船舶的自動行駛、自動定位以及自動?？康?。在我國的船舶自動化研究發(fā)展歷程中，主要包含五個階段，當(dāng)代研究正處于第五階段，并由此發(fā)展歷程可以將船舶的自動化系統(tǒng)分為三部分，一部分是船舶機(jī)場自動化；另一部分是船舶的船體自動化；最后一部分是船舶航海自動化。

二、航海自動化的功能與構(gòu)成

（一）功能

航海自動化的功能是保證船舶行駛安全，在船舶實際運輸過程中，相關(guān)工作人員對子系統(tǒng)的相關(guān)信息進(jìn)行判斷分析，利用航海自動化制定安全經(jīng)濟(jì)的航行線路，并設(shè)計有效的航速與航向計劃。在實際設(shè)計過程中，應(yīng)將船舶操作自動化的輸入作為參考依據(jù)，同時在實際運行過程中，制定相應(yīng)的船舶維護(hù)計劃，從而避免船舶在行駛過程中發(fā)生安全事故。

（二）構(gòu)成

航海自動化的實現(xiàn)是以各系統(tǒng)組合協(xié)調(diào)為基礎(chǔ)，由自動定位系統(tǒng)、最佳編制系統(tǒng)、自動碰壁系統(tǒng)、船舶綜合管理系統(tǒng)以及航線自動控制系統(tǒng)構(gòu)成，其中，最佳編制系統(tǒng)是指，結(jié)合實際的運輸環(huán)境、任務(wù)以及其他因素等，編制最便捷、安全和經(jīng)濟(jì)的運輸路徑。

三、新型航海技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與問題

（一）發(fā)展現(xiàn)狀

在船舶避碰自動化技術(shù)發(fā)展過程中，主要涉及到水面與水下的信息采集分析，并對相關(guān)信息進(jìn)行處理，以此來實現(xiàn)船舶避碰自動化。當(dāng)前，我國研究的船舶避碰自動化技術(shù)主要是對是寬水域中船舶航行信息的量化處理，從而在寬水域中實現(xiàn)船舶避碰自動化。航行信息的量化處理是指，對船舶航行情況進(jìn)行量化處理以及判斷安全距離，以此為基礎(chǔ)，形成有效的避碰控制。當(dāng)代，智能化技術(shù)在船舶中的應(yīng)用，可以有效降低船舶航行時發(fā)生的碰撞幾率，保證船員的自身安全，從而減少經(jīng)濟(jì)損失。

（二）問題

當(dāng)前，船舶寬水域航行的避碰決策問題還需進(jìn)一步完善，將性能中存在的不足之處不斷更新，同時加快研究水上與水下物體信息的探測技術(shù)，使我國的船舶避碰技術(shù)逐漸趨于成熟。并且，在船舶航行過程中，對于水域的信息主要通過導(dǎo)航雷達(dá)系統(tǒng)獲取，但當(dāng)前的導(dǎo)航雷達(dá)在實際使用過程中還存在一定的局限性，因此，應(yīng)加快對聲納探測系統(tǒng)的研究，以保證我國船舶航行安全。

四、新型航海技術(shù)加快船舶避碰自動化研究

（一）ECDIS技術(shù)的應(yīng)用

隨著不斷的研究發(fā)展，ECDIS技術(shù)在我國船舶避碰自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，為船舶避碰自動化系統(tǒng)的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。ECDIS是指，電子海圖顯示與信息系統(tǒng)，在船舶避碰自動化中被廣泛應(yīng)用，例如，ECDIS能有效為船舶提供相關(guān)的船舶位置、航向以及航速等航行信息，還可以提供海底危險物的實際情況、相關(guān)的水深數(shù)據(jù)以及船舶離岸距離等，在船舶的避碰自動化系統(tǒng)制定時，能有效的檢測避碰方案的可行性，從而顯示出船舶是否在可航行海域中。例如，在某次海上搜救過程中，當(dāng)時水流速度大約為2.6m/s，救援船順?biāo)贋?5km/h，逆水船速為9km/h，兩條救援船與被困人員距離相同，但一條船裝有ECDIS系統(tǒng)，結(jié)果達(dá)到救援地點的花費時間僅為未裝有該系統(tǒng)船舶所花費時間的一半，從根本上提升了搜救效率。ECDIS技術(shù)的應(yīng)用，使船舶的交通服務(wù)系統(tǒng)逐漸向數(shù)字化的導(dǎo)航廣播服務(wù)方向快速發(fā)展，利用該技術(shù)，能有效顯示出其他船舶的運動情況與位置，從而避免在狹小水域中出現(xiàn)通信目標(biāo)混亂現(xiàn)象。ECDIS還可以應(yīng)用在港口引航與船舶調(diào)度管理中，例如，利用電子海圖顯示，相關(guān)工作人員能快速的查詢船舶的動態(tài)信息，并進(jìn)行有效的船舶調(diào)度，提升工作效率。當(dāng)前ECDIS的性能標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、海圖顯示規(guī)范以及相關(guān)的硬件標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)均已確立，自身的標(biāo)準(zhǔn)化問題得到有效的解決，將全面取代紙質(zhì)海圖，從根本上提升船舶的航行安全。例如，下圖是我國安裝有電子海圖的船舶，如圖1所示。

（一）AIS技術(shù)的應(yīng)用

AIS是指，通用船舶識別系統(tǒng)，該技術(shù)在船舶避碰自動化中的應(yīng)用，能有效提升船舶在航海過程中，獲取相關(guān)海域信息的能力，以此來保證船舶航行安全。在實際應(yīng)用過程中，AIS技術(shù)在船舶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍較廣，當(dāng)船舶航行時，需要與相關(guān)的港口、附近的其它船舶保持良好的數(shù)據(jù)通訊聯(lián)系，以此來提升運行安全。但受海域影響，港口與船舶、船舶與船舶之間的距離較大，并且存在一定的信號盲區(qū)，基于此，為保證相關(guān)的數(shù)據(jù)信息順利通訊，必須構(gòu)建船舶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，而在傳輸系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，AIS技術(shù)起到至關(guān)重要的作用。利用AIS技術(shù)，從根本上實現(xiàn)了遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)接收以及數(shù)據(jù)發(fā)射等功能，極大程度的提升了船舶自身的通訊質(zhì)量。同時，AIS技術(shù)還被充分應(yīng)用在船舶智能控制系統(tǒng)中，在船舶運行過程中，智能控制系統(tǒng)發(fā)揮著危險預(yù)警、保證船舶航行安全以及降低船舶安全事故幾率的作用，從而保證船舶正常運行，AIS技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化了船舶智能控制系統(tǒng)的自身功能，提升了系統(tǒng)的工作效率。并且，AIS技術(shù)還應(yīng)用在船舶避碰控制系統(tǒng)中，幫助系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)定位，從而保證船舶獲取準(zhǔn)確信息，安全行駛。

（二）LRIT技術(shù)的應(yīng)用

LRIT是指，遠(yuǎn)程識別跟蹤系統(tǒng)，對船舶進(jìn)行全球識別與跟蹤，其根本目的是識別全球海域航道中的船舶身份，并進(jìn)行快速追蹤，以此來保證船舶安全。當(dāng)前，LRIT技術(shù)被廣泛應(yīng)用在國際海事衛(wèi)星系統(tǒng)中，用于搜救、環(huán)保、反恐以及航行安全等方面。在船舶避碰自動化系統(tǒng)中，LRIT技術(shù)可以與其它系統(tǒng)相結(jié)合，進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)，從而提升系統(tǒng)的自身功能。例如，LRIT技術(shù)與船舶識別系統(tǒng)AIS相互配合，進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)，可以使船舶得到全面的動態(tài)數(shù)據(jù)信息，甚至形成覆蓋全球的船舶動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。并且，AIS具有無費用特點，但通常情況下，該技術(shù)只能應(yīng)用在A1海區(qū)，超出海區(qū)時，系統(tǒng)的覆蓋面積會不足，導(dǎo)致相關(guān)數(shù)據(jù)不全面，而與LRIT技術(shù)相結(jié)合，能有效擴(kuò)大海區(qū)的覆蓋范圍，獲取全面的數(shù)據(jù)信息，同時降低通信系統(tǒng)的成本支出，提升經(jīng)濟(jì)效益。LRIT技術(shù)還可以與船舶報告系統(tǒng)相結(jié)合，利用該技術(shù)的精度，提升船舶的船位監(jiān)控精度。當(dāng)LRIT技術(shù)與海上遇險安全系統(tǒng)相結(jié)合時，將傳統(tǒng)的通信盲點進(jìn)行更新，覆蓋全球所有的航海區(qū)域，從根本上保證了船舶的航行安全。例如，下圖是安裝LIRT的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的船舶，如圖2所示。

（三）DVR技術(shù)的應(yīng)用

DVR是指，船載航行數(shù)據(jù)記錄儀，其自身的作用是記錄收集船舶航行時的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并進(jìn)行保存，當(dāng)船舶發(fā)生安全事故時，為事故的分析提供信息。當(dāng)前，DVR技術(shù)在傳播避碰自動化中的應(yīng)用主要分為三個方面：第一點，為相關(guān)的海事調(diào)查提供準(zhǔn)確的法律依據(jù)；第二點，監(jiān)控船舶主機(jī)的狀況和節(jié)能情況，從而提升船舶管理水平；第三點，監(jiān)控相關(guān)船員的技術(shù)操作情況，判斷技術(shù)水平是否符合標(biāo)準(zhǔn)，甚至為船員提供技術(shù)培訓(xùn)。在實際應(yīng)用過程中，DVR技術(shù)能有效優(yōu)化船舶主機(jī)的運行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行更詳細(xì)的記錄，同時對主機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，保證船舶安全。例如，在船舶遇險時，要求DVR產(chǎn)品質(zhì)量符合相關(guān)要求：能承受260℃火災(zāi)10小時，承受1100℃的火災(zāi)1小時，承受壓力相當(dāng)水下6000米的水壓，承重300公斤的測試物品從3.5米高處落下的沖擊力，并且記錄時間滿足12小時。

五、結(jié)論

綜上所述，新型航海技術(shù)在船舶避碰自動化中的應(yīng)用，能有效提升船舶航行的安全，從而保證船舶正常航行，降低安全事故的發(fā)生幾率。因此，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)加大力度對船舶避碰自動化技術(shù)的研究與應(yīng)用，使船舶在航行過程中，能及時發(fā)現(xiàn)海域中存在的安全隱患，同時采取有效的安全措施，保證船舶航行安全。

（作者單位：舟山航海學(xué)校）