鄧東輝

摘? 要：電子海圖在船舶實(shí)際航行過(guò)程中的作用愈發(fā)凸顯，其未來(lái)的發(fā)展前景一片良好。因此文章主要對(duì)電子海圖在實(shí)際工作中發(fā)揮的效果進(jìn)行研究，并簡(jiǎn)析其在船舶航行過(guò)程中的功能，對(duì)于航線設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要影響因素進(jìn)行探究，以此對(duì)電子海圖的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)做出相應(yīng)的展望。期望通過(guò)文章的研究，能夠?yàn)楹罄m(xù)學(xué)者的研究提供參考與借鑒，并在此基礎(chǔ)之上有效促進(jìn)我國(guó)船舶領(lǐng)域的發(fā)展和建設(shè)。

關(guān)鍵詞：電子海圖;航線設(shè)計(jì);專業(yè)教學(xué)

中圖分類號(hào)：U675? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）06-0105-02

引言

自上世紀(jì)末，國(guó)際海道測(cè)量組織做出了相關(guān)規(guī)定之后，我國(guó)在電子海圖領(lǐng)域的發(fā)展就得到了顯著的提升，進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。電子海圖的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)，以及電子海圖系統(tǒng)的構(gòu)建都在一定程度上取得了突破性的進(jìn)展。電子海圖的顯示與信息系統(tǒng)（ECDIS）的革新促使了我國(guó)現(xiàn)代化船舶航行的發(fā)展，并在規(guī)定中對(duì)海員的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了明確的規(guī)定，對(duì)船舶駕駛員經(jīng)過(guò)了相應(yīng)的考試之后方可上任。

對(duì)于航線設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，其主要是基于專業(yè)性航海技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)于航行以及定位技術(shù)進(jìn)行全方面的指導(dǎo)和規(guī)劃，以此能夠?qū)崿F(xiàn)海員管理級(jí)別的航行職能，并基于此更好的做出航次計(jì)劃以及引導(dǎo)的工作。這種評(píng)估項(xiàng)目在當(dāng)前形勢(shì)下的發(fā)展，不僅有效促進(jìn)了我國(guó)現(xiàn)代化船舶航行的發(fā)展，同時(shí)對(duì)于我國(guó)電子海圖的建設(shè)也具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子海圖自身具有的巨大優(yōu)勢(shì)，也為我國(guó)的船舶航行事業(yè)提供了相應(yīng)的助力。駕駛員能夠直接通過(guò)電子海圖的輔助性設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)航線的規(guī)劃、監(jiān)視以及航線的記錄等工作，同時(shí)還能夠根據(jù)現(xiàn)代化船舶航行過(guò)程中自動(dòng)化控制方式實(shí)現(xiàn)航海通告的自動(dòng)改正，并將GPS技術(shù)合理的運(yùn)用到電子海圖中。這樣就能夠方便航海人員的實(shí)際操作，以此避免由于航線自身的偏離對(duì)航行產(chǎn)生一定的危險(xiǎn)。

1 電子海圖在船舶航行中的功能分析

1.1 設(shè)計(jì)航線

電子海圖相關(guān)設(shè)備的使用，不僅能夠更好的對(duì)當(dāng)前航線的設(shè)計(jì)和制定做出相應(yīng)的優(yōu)化，同時(shí)還能夠?qū)ΜF(xiàn)有的轉(zhuǎn)折點(diǎn)以及航線庫(kù)及時(shí)進(jìn)行修改和完善。在發(fā)生不可挽回的后果之前，還能夠及時(shí)對(duì)航線進(jìn)行更改和取消，以此有效防止后續(xù)更加嚴(yán)重的后果。航線的設(shè)定主要是依靠大圓海圖的方式或是墨卡托海圖的方式得出[1]。航線制定之后，就是將實(shí)際尺寸進(jìn)行縮放，以不同方式在海圖上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。同時(shí)在電子海圖的繪制之后，還可以根據(jù)其自動(dòng)推算的方式對(duì)現(xiàn)有的航程以及實(shí)際距離進(jìn)行估算。與此同時(shí)，系統(tǒng)還能夠在自動(dòng)化或是半自動(dòng)化的潮汐時(shí)刻表的幫助下進(jìn)行航程時(shí)間的精準(zhǔn)計(jì)算。基于矢量表形式下的電子海圖還能夠進(jìn)行航線的自動(dòng)繪制和檢測(cè)，對(duì)于其中出現(xiàn)的危險(xiǎn)區(qū)域和禁航區(qū)域要及時(shí)的進(jìn)行避免。例如經(jīng)常涉及到的軍事演習(xí)區(qū)、禁止拋錨區(qū)等相關(guān)區(qū)域范圍。同時(shí)電子海圖的相關(guān)設(shè)備還能夠及時(shí)對(duì)航線以及船舶的吃水線進(jìn)行控制，繼而保障航行過(guò)程的安全性和全面性。

1.2 監(jiān)測(cè)航線

沿著當(dāng)前計(jì)劃航線進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并不斷對(duì)航行狀況以及船舶位置進(jìn)行反饋也是電子海圖的主要特點(diǎn)之一。傳統(tǒng)航行過(guò)程中使用GPS以及羅蘭臺(tái)卡的方式對(duì)船舶進(jìn)行定位，只是能夠?qū)Υ暗臍v史位置進(jìn)行記錄。而電子海圖上的位置顯示是建立在實(shí)時(shí)設(shè)備更新的基礎(chǔ)上進(jìn)行完善，并基于此能夠全面的對(duì)電子海圖的實(shí)時(shí)位置以及歷史位置進(jìn)行綜合性顯示。不僅如此，利用矢量圖標(biāo)的方法還能夠?qū)Υ爱?dāng)前的行駛速度進(jìn)行合理規(guī)劃和監(jiān)測(cè)。在此過(guò)程中，矢量系統(tǒng)還能夠?qū)Υ笆欠裼薪絽^(qū)域或是較為特殊的航行區(qū)域進(jìn)行預(yù)先的報(bào)警和標(biāo)準(zhǔn)。在船舶駕駛的過(guò)程中，對(duì)航線以及當(dāng)前船舶的現(xiàn)有位置有疑問(wèn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即呼叫船長(zhǎng)對(duì)當(dāng)前的疑問(wèn)進(jìn)行解決。在遇到緊急狀況時(shí)，還可以通過(guò)各種聯(lián)系方式尋求其他方面的幫助，為船舶的整體安全采取各種有效的行動(dòng)措施。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)在航線開(kāi)始之前，或是在進(jìn)入到危險(xiǎn)水域之前的時(shí)間段內(nèi)，定期對(duì)航海相關(guān)裝置以及設(shè)備進(jìn)行檢查，以此能夠在遇到危險(xiǎn)事件的過(guò)程中，保障各設(shè)備正常運(yùn)行的狀況下及時(shí)擺脫困境。同時(shí)還需要利用雷達(dá)平行指標(biāo)線對(duì)船只位置進(jìn)行實(shí)時(shí)性的監(jiān)測(cè)。

1.3 記錄航次

在航海日志的記錄過(guò)程中，對(duì)于海圖上相關(guān)的位置標(biāo)記以及航海過(guò)程中發(fā)生的各類事件都需要進(jìn)行詳細(xì)的航次記錄。一旦發(fā)生海上事故，這些記錄信息對(duì)于后續(xù)的事故原因探究具有十分重要的作用。這也能夠?yàn)榇白陨肀Ｗo(hù)提供法律上的依據(jù)。ECDIS提供了這種功能，從事故前的一分鐘到事故前的8個(gè)小時(shí)的位置、前進(jìn)方向都將被存儲(chǔ)，而且系統(tǒng)的存儲(chǔ)內(nèi)容是不允許修改的[2]。

2 影響航線設(shè)計(jì)的因素分析

航線設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性對(duì)于航行結(jié)果的安全性起到了十分重要的保障作用。因此在航線設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要進(jìn)行全方位的評(píng)估和評(píng)價(jià)工作。對(duì)于計(jì)劃航線的預(yù)計(jì)工作，要考慮到其中的各方面實(shí)際條件，并據(jù)此制定出更加合理的航線規(guī)劃。同時(shí)還要在航行的過(guò)程中不斷對(duì)監(jiān)控工作進(jìn)行履行，以此有效保障航海過(guò)程的安全性和穩(wěn)定性。

2.1 航線設(shè)計(jì)的原則分析

航線設(shè)計(jì)主要分為四個(gè)階段，對(duì)于現(xiàn)有航行狀況的評(píng)估，航線的實(shí)際設(shè)計(jì)，最終的航線制定以及航海過(guò)程中的監(jiān)測(cè)工作。對(duì)于各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)的收集以及當(dāng)前航海狀況的評(píng)估主要是建立在航線設(shè)計(jì)之前，并且在制定航線之前必須要具有一個(gè)十分完善的航線計(jì)劃和設(shè)計(jì)結(jié)算。在此之后，一旦制定和計(jì)劃的航線被使用到實(shí)際操作過(guò)程中，就需要從一而終，要將監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)貫穿于航行的各個(gè)階段[3]。

2.2 航線設(shè)計(jì)的信息風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析

在航線設(shè)計(jì)過(guò)程中的信息風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要是對(duì)預(yù)計(jì)航線的現(xiàn)有信息進(jìn)行更新和完善的過(guò)程。通過(guò)對(duì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部的危險(xiǎn)物進(jìn)行探究，并針對(duì)范圍邊緣以及臨街區(qū)域進(jìn)行綜合性探查來(lái)更好的進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)因素和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的評(píng)定。在相關(guān)信息被及時(shí)收集之后，計(jì)劃航線的實(shí)時(shí)評(píng)估工作就需要建立在船長(zhǎng)以及駕駛員共同工作的過(guò)程中，最終的決策內(nèi)容也是由船長(zhǎng)進(jìn)行制定。此評(píng)估主要是為船長(zhǎng)以及駕駛員提供一個(gè)更加清晰和明確的航海危險(xiǎn)預(yù)警圖，對(duì)于航海危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行明確的指示，并對(duì)船舶最終的吃水和富余水深等問(wèn)題進(jìn)行合理規(guī)劃，同時(shí)還要根據(jù)當(dāng)前實(shí)際的船舶航行狀況進(jìn)行計(jì)劃航線的航段安全邊距的判斷，以此對(duì)航海專業(yè)人員起到一定的輔助性的作用。在航線設(shè)計(jì)的過(guò)程中，船長(zhǎng)還應(yīng)當(dāng)對(duì)航海過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的各種危險(xiǎn)和實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行考量，并在此基礎(chǔ)上制定出航線計(jì)劃性的更改，或是重新制定，以此來(lái)有效實(shí)現(xiàn)特殊情況的應(yīng)對(duì)和完善[4]。

3 電子海圖的發(fā)展趨勢(shì)分析

當(dāng)前，大部分的航海類院校進(jìn)行海圖制作的過(guò)程中，主要是采用紙質(zhì)海圖的繪制方式，在海圖實(shí)訓(xùn)室內(nèi)進(jìn)行訓(xùn)練和操作。這種傳統(tǒng)教學(xué)方式下，就會(huì)導(dǎo)致海圖消耗量加大，教學(xué)時(shí)間較長(zhǎng)，因此難以在短時(shí)間內(nèi)就顯示出更加全面的教學(xué)效果。隨著現(xiàn)代化電子海圖形式的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)積極做好教育教學(xué)方面的改革。改變傳統(tǒng)模式下枯燥的教學(xué)方式，而是使用實(shí)驗(yàn)手段的方式將其提升到日常上來(lái)。航海類院校需要根據(jù)現(xiàn)代化航海事業(yè)的實(shí)際發(fā)展需求進(jìn)行電子海圖的開(kāi)發(fā)新教學(xué)訓(xùn)練，使得電子海圖在逐漸發(fā)展的過(guò)程中成為一種發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)前天津計(jì)算機(jī)研究所已經(jīng)開(kāi)始與相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作，共同研發(fā)基于電子海圖的航線設(shè)計(jì)項(xiàng)目。此項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)和完善對(duì)于后續(xù)航海院校的實(shí)際教學(xué)工作具有巨大的意義[5]。

這種電子海圖的設(shè)計(jì)能夠在教學(xué)訓(xùn)練的過(guò)程中，由教師主控臺(tái)、大屏幕投影設(shè)備以及學(xué)生操作器等部分構(gòu)成。在理論知識(shí)以及實(shí)踐實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，教師可以在教學(xué)系統(tǒng)中相應(yīng)的布置教學(xué)作業(yè)，學(xué)生根據(jù)教師的要求進(jìn)行海圖的繪制和訓(xùn)練。教師就可以及時(shí)通過(guò)顯示器對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行掌握和指導(dǎo)，以此來(lái)更好的對(duì)學(xué)生的各方面進(jìn)行綜合性提升。此訓(xùn)練系統(tǒng)還可以直接與雷達(dá)系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，使得學(xué)生在實(shí)踐訓(xùn)練的過(guò)程中對(duì)于航海涉及到的相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行熟練操作和掌握。同時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還能夠及時(shí)對(duì)學(xué)生的海圖作業(yè)進(jìn)行當(dāng)場(chǎng)考核，并綜合性的形成一種更加完善的評(píng)價(jià)體系，這樣對(duì)于學(xué)生的專業(yè)性學(xué)習(xí)也起到了一定的促進(jìn)和發(fā)展的作用。不僅能夠有效提升學(xué)生的專業(yè)技術(shù)水平，同時(shí)還能夠更好的促進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)崗位的適應(yīng)能力[6]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，ECDIS在當(dāng)前發(fā)展階段主要是作為一種電子海圖以及信息系統(tǒng)之間結(jié)合的航海輔助形式，其發(fā)展態(tài)勢(shì)能夠有效促進(jìn)我國(guó)航海事業(yè)的自動(dòng)化和智能化建設(shè)。同時(shí)將電子海圖的系統(tǒng)性建設(shè)與高級(jí)航海設(shè)備之間的緊密結(jié)合，從理論上能夠更好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)航行的意義，但是在實(shí)際實(shí)踐的過(guò)程中還涉及到各種問(wèn)題亟待解決。從我國(guó)航海事業(yè)長(zhǎng)久發(fā)展的角度進(jìn)行分析來(lái)看，電子海圖在我國(guó)未來(lái)航海事業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，一定會(huì)成為船舶自動(dòng)化建設(shè)以及安全航行不可分割的一部分。因此各大航海院校要積極進(jìn)行電子海圖系統(tǒng)的創(chuàng)新和完善，加強(qiáng)對(duì)訓(xùn)練和教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)，在提升教師教學(xué)水平以及學(xué)生專業(yè)技術(shù)水平的同時(shí)，更好的促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代化航海事業(yè)的發(fā)展。這對(duì)于我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)以及綜合國(guó)力的提升具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]白曉勇，趙甲文，潘念.船舶計(jì)劃航線航路段自動(dòng)解算算法研究[J].艦船電子工程，2016（11）.

[2]馬力.卡爾曼濾波算法在船舶航行軌跡異常行為檢測(cè)中的應(yīng)用[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2017（12）：144-146.

[3]王濤，張立華，彭認(rèn)燦，等.考慮轉(zhuǎn)向限制的電子海圖最短距離航線自動(dòng)生成方法[J].哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，37（07）：923-929.

[4]韓佳彤.基于大數(shù)據(jù)分析的海上智能航線設(shè)計(jì)[J].珠江水運(yùn)，2016（1）：78-79.

[5]邱亮，曹興飛，孫健.電子海圖安全參數(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)水運(yùn)月刊，2016，16（12）：66-68.

[6]彭認(rèn)燦，張立華，王濤，等.顧及航道寬度的最短距離航線自動(dòng)生成方法[J].海洋測(cè)繪，2016，36（3）：29-31.