知易行難的航線設(shè)計(jì)

本刊記者 劉 蕭

伴隨著助航設(shè)備的不斷豐富，船舶航線的設(shè)計(jì)與選擇邁入了自動化時(shí)代。采訪中一位業(yè)內(nèi)人士告訴記者，如今只要二副動動手指在助航設(shè)備上設(shè)定好相關(guān)信息，助航儀器就能自動生成航線輔助設(shè)計(jì)、航向監(jiān)視、航次記錄等一系列內(nèi)容，簡單、直觀、易操作。不可否認(rèn)，航線設(shè)計(jì)已被大大簡化，但單純依靠這種“無腦”式的航線設(shè)計(jì)是否就能八面玲瓏、一勞永逸了呢？答案自然是否定的。當(dāng)下航線設(shè)計(jì)力求經(jīng)濟(jì)、周密、高效三方面與安全捆綁。如何在高要求前提下，甄選出安全航線成為了知易行難的抉擇。

高緯度誘惑

在保證船舶安全的前提下尋求經(jīng)濟(jì)、高效的航線并非易事，有時(shí)兩者甚至背道相馳。采訪中一位經(jīng)驗(yàn)豐富的船長向記者說起了自己多年以來對設(shè)計(jì)安全航道的理解。他用美東航線設(shè)計(jì)中的一些實(shí)例解釋說，眾所周知，美東航線是太平洋貨運(yùn)量最大的航線之一，不僅要橫渡北太平洋，還要越過巴拿馬運(yùn)河。因此服務(wù)于美東航線取道巴拿馬運(yùn)河的船舶，想要保證抵達(dá)運(yùn)河的時(shí)間，很關(guān)鍵一點(diǎn)便要在航路選擇上下功夫。如何才能做到經(jīng)濟(jì)、高效？船長一語道破：選擇中高緯度的航線，這些問題便能迎刃而解。

為了更有說服力，他為記者算了一筆賬。以其公司一艘大型集裝箱船為例，從香港出發(fā)途徑日本取道巴拿馬運(yùn)河赴美國紐約等港口，如以43°N為限制緯度走大圓航線至巴拿馬運(yùn)河的里程約為9250n mile，這一距離要比一般恒向線航程約少280n mile，按主機(jī)72r/min，平均航速18.5kn計(jì)算，可節(jié)約15小時(shí)左右。由此可見，中高緯度大圓航線的選擇不僅使得該船舶航行時(shí)間縮短，與此同時(shí)也衍生出了節(jié)能與高效的良性循環(huán)。

聽了船長的闡述，記者不禁反問。既然已有最優(yōu)航線為何還會拋出“有時(shí)安全無法與經(jīng)濟(jì)、高效共存于航線設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)”的言論呢？船長指著該船的航行記錄告訴記者：“因?yàn)樵摯魏叫锌紤]到北太平洋較為安靜的季節(jié)，所以航線選擇了以中高緯度的大圓航線，既安全又節(jié)油省時(shí)，同時(shí)也可以規(guī)避北太平洋頻發(fā)的夏季臺風(fēng)。但是，這種航線的設(shè)定具有一定的季節(jié)性限制。如果11月到次年3月依然采用高緯度的大圓航線，那么結(jié)果將會截然相反?！彼蛴浾呓忉屨f，北太平洋海區(qū)是美西航線橫跨整個(gè)大洋的必經(jīng)之路，也是美東航線取道巴拿馬運(yùn)河的唯一捷徑。由于地理位置的原因，在中高緯度海區(qū)的北太平洋冬季是低壓氣團(tuán)活動異常頻繁的季節(jié)，經(jīng)常引發(fā)長時(shí)間大范圍的惡劣天氣和海況，使航行此區(qū)域的船舶經(jīng)常遭受災(zāi)害性天氣的威脅。如果此時(shí)選擇該航線，船舶將會遭受冬季頻發(fā)的西伯利亞冷高和深度低氣壓團(tuán)東移的襲擊，使得船舶陷入大范圍的惡劣氣象及海況之中。當(dāng)船舶處于浪高5米以上狀況時(shí)，失速是不可避免的，且面臨船體結(jié)構(gòu)受損，耗油大幅度上升。

為了更好地理解高緯度航線風(fēng)險(xiǎn)，記者進(jìn)一步請教了專家。專家告訴記者，這并非特例，遠(yuǎn)洋船舶在橫渡大洋時(shí)都希望能夠選擇出一條既安全又經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)航線，以便贏得較好的航行條件，而這則與最優(yōu)氣象航線的選擇密不可分。她說道：“最優(yōu)氣象航線的選擇與確定受到自然環(huán)境因素和船舶本身硬件參數(shù)影響，同時(shí)還要參考船舶各種運(yùn)動參數(shù)因素在氣象海洋環(huán)境的影響下的特征曲線，只有根據(jù)未來的天氣預(yù)報(bào)統(tǒng)計(jì)船舶在不同參數(shù)下的運(yùn)動姿態(tài)和速度，才能計(jì)算出最優(yōu)氣象航線?！蹦敲矗男┮蛩啬茏笥易顑?yōu)氣象航線的選擇呢？記者在采訪中了解到，大體影響船舶的氣象海洋環(huán)境參數(shù)有風(fēng)浪、海流、海冰、海霧幾項(xiàng)。

風(fēng)對船舶運(yùn)動的影響可以概括為下風(fēng)漂移和船體偏轉(zhuǎn)。并取決于船舶的種類、裝載情況、干舷高度、上層建筑的幾何形狀等因素。在大風(fēng)中無論順風(fēng)和逆風(fēng)，既影響航速又影響航向。海浪導(dǎo)致船舶減速，并使船舶產(chǎn)生縱搖、橫搖、垂蕩等運(yùn)動，如果船舶的搖擺周期與波浪周期趨于一致，還會形成諧振進(jìn)而導(dǎo)致船舶傾覆。嚴(yán)重的縱搖會造成車葉出水，降低舵效并傷害推進(jìn)主機(jī)和主軸，還可導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)因受到過度的彎矩剪力作用而變形損壞、洋流影響船舶的航速，不同季節(jié)海霧和海冰容易集中出現(xiàn)在某一海區(qū)，也對船舶安全航行造成威脅。

魯莽的代價(jià)

采訪中，專家向記者提起了一起事故。2010年4月3日17時(shí)左右，某輪在澳大利亞昆士蘭Gladstone港西北方約150km處觸礁擱淺，數(shù)噸燃油泄漏入海，大堡礁受損面積長3000m，寬250m，船底脫落的油漆也給這一代的海生物造成傷害。最后該輪船長和相關(guān)駕駛員受到了澳大利亞極為嚴(yán)厲的司法處置?；仡欉@起事故，二副在16：00時(shí)僅在AUS819圖上定位，沒有及時(shí)把船位轉(zhuǎn)移到AU820上，而AUS819海圖又沒有顯示出淺灘位置，是造成大副未能及早意識到前方存在危險(xiǎn)物的潛在因素。大副在接班后直至擱淺的一個(gè)小時(shí)內(nèi)，未測定船位，違背駕駛員值班職責(zé)，是事故的直接原因。

乍看起來，這起事故似乎和本期要談?wù)摰陌踩骄€設(shè)計(jì)并無關(guān)聯(lián)，但實(shí)際上，事故背后卻隱藏著一個(gè)魯莽且草率的決定。該船在13：06時(shí)引航員離船，由船長操縱船舶。轉(zhuǎn)入自動舵操舵后，二副建議船長將航線略微調(diào)整以縮短航程，船長未作仔細(xì)考慮就接受了建議。專家指著這起事故報(bào)告的相關(guān)章節(jié)對記者說：“這才是事故最致命的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。首先，船長輕易同意對航線進(jìn)行修改，這缺乏有效的風(fēng)險(xiǎn)評估。其次，船長也未采取任何航行監(jiān)控措施，這使得修改后的航線直接駛向道格拉斯淺灘。此外，航線變更后盡管設(shè)定了轉(zhuǎn)向點(diǎn)，但轉(zhuǎn)向點(diǎn)距離淺灘太近，沒有充分估計(jì)到駕駛員在操縱船舶時(shí)轉(zhuǎn)向時(shí)機(jī)的把握程度，增加了轉(zhuǎn)向不及時(shí)，易觸礁的風(fēng)險(xiǎn)?！?/p>

如果給上述事故一個(gè)借口，將其歸結(jié)為馬虎，那么下面這起事故則將充分說明，為確保船舶安全，航線設(shè)計(jì)容不得絲毫懈怠。某輪滿載148600t鋁礬土，吃水F16.95m/A17.32m，于2011年6月25日15：00時(shí)自印尼DABO港開航，20：51時(shí)按照計(jì)劃航線由010°轉(zhuǎn)向068°，因轉(zhuǎn)向角度接近60°，轉(zhuǎn)向結(jié)束后船舶向左偏離航線近0.3n mile。值班駕駛員未及時(shí)將船位調(diào)整至計(jì)劃航線，卻按照偏離后的位置設(shè)置新航向070°駛往下一轉(zhuǎn)向點(diǎn)。船舶航行過了20m的淺點(diǎn)后發(fā)現(xiàn)船舶出現(xiàn)左傾，之后拋錨。21：00時(shí)經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，船舶觸及圖標(biāo)20m水深點(diǎn)造成NO.1 ～NO.5雙層底破損進(jìn)水使船舶左傾；因船舶繼續(xù)進(jìn)水左傾至15°，最終船長于22：00時(shí)宣布棄船。

為了能夠更為直觀看到這起事故在臨時(shí)航線更改上的失誤，專家特意找出了相關(guān)海圖為記者作出詳細(xì)講解。在專家為記者在海圖上畫出了原本的設(shè)定航線和更改后的實(shí)際航線兩條路線后，記者看出了端倪。在記者眼中，臨時(shí)更改的航線在起初確實(shí)與計(jì)劃相差不多，但就是這一臨時(shí)決定釀成了船舶的重大事故。專家向記者解釋：“這次航線的更改，最致命的錯(cuò)誤是魯莽地選擇了在危險(xiǎn)物附近轉(zhuǎn)向。行內(nèi)人都清楚，船舶在航行中的轉(zhuǎn)向時(shí)機(jī)很難把握準(zhǔn)確。這也導(dǎo)致了船舶在航行中的轉(zhuǎn)向大部分情況不是轉(zhuǎn)稍早就是稍遲，而在定向航行中修正風(fēng)流壓保持在計(jì)劃航線上就相對容易得多。所以正確的航線應(yīng)該是在更改航線后，應(yīng)增加一個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)以確保船舶在離左右淺點(diǎn)有一定安全距離后平安駛過?！?/p>

僥幸心理容不得

采訪中，一位經(jīng)驗(yàn)豐富的老船長說出了自己對于航線設(shè)計(jì)的理解。他告訴記者，保證船舶在海上的安全航行，其首要的任務(wù)就是要能夠制定出一條正確合理的航線，它是航海中一項(xiàng)非常重要而且十分復(fù)雜的任務(wù)。另外，航線設(shè)計(jì)完畢后在航行過程中可能還需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行一定的修改，才能夠更好地確保船舶安全。

老船長的經(jīng)驗(yàn)十分中肯，但在實(shí)際操作中有一些船長與二副往往存在僥幸心理。某輪2012年6月在澳大利亞NEWCASTLE港接受PSC檢查，被檢察官開具了3項(xiàng)缺陷，其中一項(xiàng)為代碼“17”（離港前糾正）的缺陷項(xiàng)目：“LARGE SCALE CHARTS FOR NEXT VOYAGE，N O T A L L A V A I L A B L E ONBOARD”。缺陷緣何而來？PSC檢察官的一段陳述解釋了該問題。據(jù)了解，PSC檢查官在駕駛臺核查船舶航次計(jì)劃時(shí)，發(fā)現(xiàn)原計(jì)劃航線中的某一小段航線在沿岸大比例尺海圖AUS 811右下角范圍內(nèi)。隨機(jī)PSC檢察官要求船方出示 AUS 811海圖，但竟然船上沒有配備，也未在該港申請?jiān)摯蟊壤吆D，因此該船被開具缺陷。

針對這一案例，某航運(yùn)公司安全總監(jiān)告訴記者，釀成重大海損事故的起因往往源自船長對自己的船藝過度自信。“原則上未配齊航線海圖風(fēng)險(xiǎn)極高?！彼忉尩?。歷史在案，因沒有海圖，無法了解周圍環(huán)境存在的危險(xiǎn)，為節(jié)省幾張海圖的費(fèi)用而發(fā)生的海損事故不在少數(shù)。如今港口國檢查越來越注重航海資料的配備和更新，運(yùn)營船舶必須將航用海圖要求配備最大比例尺并保持最新。

此外，還有一件事情不得不提。雖然目前已開辟航線的營運(yùn)愈來愈成熟，但對于每一艘船舶而言其航線的選擇卻不盡相同。“量力而為、量身制定”對于船舶的航線設(shè)計(jì)意義重大。為了能夠更好地理解這八個(gè)字，專家為記者作出了詳細(xì)介紹。首先在制定航線時(shí)要考慮本船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，老船銹蝕嚴(yán)重，抗風(fēng)能力差。冬季北太平洋的40°N以北海域常有10級偏北大風(fēng)，如本船為低速老船，在擬定大洋航線時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮低緯海區(qū)，在高緯度航行時(shí)通常選用混合航線。其次，還要考慮吃水，空船吃水淺，受風(fēng)面積大，船舶搖擺大，不利于發(fā)揮車效舵效，滿載遇強(qiáng)頂風(fēng)嚴(yán)重上浪會損傷船體。因此，空船一般都會壓載航行。最后還要顧及航速，航速對航線選擇影響較大。因?yàn)榇昂剿倥c其頂風(fēng)浪的能力有關(guān)，所以不同航速的船舶應(yīng)選擇不同的推薦航線。

最后有必要說一說因海盜而引發(fā)出的航線設(shè)定問題。如今比較高危的區(qū)域包括GOA--亞丁灣，somalia東部大片區(qū)域。從馬達(dá)加斯加，肯尼亞以北到亞丁灣外海從岸延伸1000海里的印度洋西部海域。不可否認(rèn)，鑒于海盜的攻擊特性，船舶航行軌跡離高危區(qū)域越遠(yuǎn)越能保證船舶安全。如今，如何盡量節(jié)約成本對海盜高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域采取繞航或是提前請求軍艦護(hù)航，成為了航線設(shè)定時(shí)不得不重點(diǎn)考慮的問題。