新型航海技術對船舶避碰自動化的影響

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險。新型航海技術的應用，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，對新型航海技術對船舶避碰自動化影響進行詳細的分析研究，以供相關工作人員參考。

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

一、航海自動化間簡介

航海自動化是指，結(jié)合當前時代的先進技術，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?？康取Ｔ谖覈拇白詣踊芯堪l(fā)展歷程中，主要包含五個階段，當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，相關工作人員對子系統(tǒng)的相關信息進行判斷分析，利用航海自動化制定安全經(jīng)濟的航行線路，并設計有效的航速與航向計劃。在實際設計過程中，應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，制定相應的船舶維護計劃，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，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、任務以及其他因素等，編制最便捷、安全和經(jīng)濟的運輸路徑。

三、新型航海技術的發(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，并對相關信息進行處理，以此來實現(xiàn)船舶避碰自動化。當前，我國研究的船舶避碰自動化技術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，對船舶航行情況進行量化處理以及判斷安全距離，以此為基礎，形成有效的避碰控制。當代，智能化技術在船舶中的應用，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)濟損失。

（二）問題

當前，船舶寬水域航行的避碰決策問題還需進一步完善，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，使我國的船舶避碰技術逐漸趨于成熟。并且，在船舶航行過程中，對于水域的信息主要通過導航雷達系統(tǒng)獲取，但當前的導航雷達在實際使用過程中還存在一定的局限性，因此，應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、新型航海技術加快船舶避碰自動化研究

（一）ECDIS技術的應用

隨著不斷的研究發(fā)展，ECDIS技術在我國船舶避碰自動化系統(tǒng)中的應用范圍不斷擴大，為船舶避碰自動化系統(tǒng)的發(fā)展奠定堅實的基礎。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用，例如，ECDIS能有效為船舶提供相關的船舶位置、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，當時水流速度大約為2.6m/s，救援船順水船速為15km/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技術的應用，使船舶的交通服務系統(tǒng)逐漸向數(shù)字化的導航廣播服務方向快速發(fā)展，利用該技術，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)通信目標混亂現(xiàn)象。ECDIS還可以應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，相關工作人員能快速的查詢船舶的動態(tài)信息，并進行有效的船舶調(diào)度，提升工作效率。當前ECDIS的性能標準、數(shù)據(jù)標準、海圖顯示規(guī)范以及相關的硬件標準設備標準均已確立，自身的標準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技術的應用

AIS是指，通用船舶識別系統(tǒng)，該技術在船舶避碰自動化中的應用，能有效提升船舶在航海過程中，獲取相關海域信息的能力，以此來保證船舶航行安全。在實際應用過程中，AIS技術在船舶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的應用范圍較廣，當船舶航行時，需要與相關的港口、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技術起到至關重要的作用。利用AIS技術，從根本上實現(xiàn)了遠距離的數(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技術還被充分應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技術的應用，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技術還應用在船舶避碰控制系統(tǒng)中，幫助系統(tǒng)進行精準定位，從而保證船舶獲取準確信息，安全行駛。

（二）LRIT技術的應用

LRIT是指，遠程識別跟蹤系統(tǒng)，對船舶進行全球識別與跟蹤，其根本目的是識別全球海域航道中的船舶身份，并進行快速追蹤，以此來保證船舶安全。當前，LRIT技術被廣泛應用在國際海事衛(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技術可以與其它系統(tǒng)相結(jié)合，進行優(yōu)勢互補，從而提升系統(tǒng)的自身功能。例如，LRIT技術與船舶識別系統(tǒng)AIS相互配合，進行優(yōu)勢互補，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，該技術只能應用在A1海區(qū)，超出海區(qū)時，系統(tǒng)的覆蓋面積會不足，導致相關數(shù)據(jù)不全面，而與LRIT技術相結(jié)合，能有效擴大海區(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)濟效益。LRIT技術還可以與船舶報告系統(tǒng)相結(jié)合，利用該技術的精度，提升船舶的船位監(jiān)控精度。當LRIT技術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技術的應用

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鍵數(shù)據(jù)，并進行保存，當船舶發(fā)生安全事故時，為事故的分析提供信息。當前，DVR技術在傳播避碰自動化中的應用主要分為三個方面：第一點，為相關的海事調(diào)查提供準確的法律依據(jù)；第二點，監(jiān)控船舶主機的狀況和節(jié)能情況，從而提升船舶管理水平；第三點，監(jiān)控相關船員的技術操作情況，判斷技術水平是否符合標準，甚至為船員提供技術培訓。在實際應用過程中，DVR技術能有效優(yōu)化船舶主機的運行數(shù)據(jù)，并進行更詳細的記錄，同時對主機進行監(jiān)控，保證船舶安全。例如，在船舶遇險時，要求DVR產(chǎn)品質(zhì)量符合相關要求：能承受260℃火災10小時，承受1100℃的火災1小時，承受壓力相當水下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，新型航海技術在船舶避碰自動化中的應用，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，相關技術人員應加大力度對船舶避碰自動化技術的研究與應用，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：舟山航海學校）