新型航海技術(shù)對(duì)船舶避碰自動(dòng)化的影響研究

王仙水 江衍煊

福建船政交通學(xué)院 福建 福州 350007

在船舶運(yùn)行過(guò)程中,避碰事故的出現(xiàn)會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡問(wèn)題,同時(shí)還會(huì)對(duì)海洋造成嚴(yán)重污染。在對(duì)現(xiàn)有航海事故的研究中發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)的事故都是因?yàn)榇瑔T在航海運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格按照《國(guó)際海上避碰規(guī)則》進(jìn)行船舶駕駛。所以要想切實(shí)降低船舶碰撞事故,就需要認(rèn)識(shí)到船舶避碰自動(dòng)化技術(shù)提升的重要性問(wèn)題,從而在科學(xué)技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展背景下,為新型航海船舶避碰自動(dòng)化技術(shù)提供重要幫助。

一、船舶避碰自動(dòng)化研究現(xiàn)狀

在對(duì)船舶避碰自動(dòng)化工作進(jìn)行研究的環(huán)節(jié)中,需要對(duì)水上、水下的物標(biāo)信息源進(jìn)行準(zhǔn)確分析,從而為后續(xù)工作的開展提供有效的參考價(jià)值,確保船舶操作系統(tǒng)可以精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化決策分析[1]。在當(dāng)前的船舶避碰自動(dòng)化問(wèn)題的研究環(huán)節(jié)中,涉及的主要內(nèi)容就是對(duì)寬水域船舶航行信息進(jìn)行量化分析,為決策制定更為科學(xué)和全面的工作依據(jù),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化信息的分析。對(duì)避碰信息的量化內(nèi)容主要指的就是對(duì)安全距離進(jìn)行量化分析、對(duì)目標(biāo)船舶的航行情況進(jìn)行量化,按照工作中獲取的信息進(jìn)行避碰決策的構(gòu)建,在這項(xiàng)工作開展過(guò)程中通過(guò)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和專家智能技術(shù)等多種量化手段的應(yīng)用,更好的實(shí)現(xiàn)工作方向的調(diào)節(jié)和優(yōu)化。在船舶的航行過(guò)程中,人為因素也會(huì)造成船舶碰撞,所以在實(shí)際駕駛環(huán)節(jié)中,船員需要嚴(yán)格按照《國(guó)際海上避碰規(guī)則》進(jìn)行傳播操作,這不僅需要船員具備專業(yè)的綜合素質(zhì),同時(shí)還應(yīng)該具備豐富、全面的駕駛經(jīng)驗(yàn),只有這樣才能在遇到問(wèn)題的時(shí)候及時(shí)進(jìn)行處理,避免船舶碰撞事故的發(fā)生[2]。與此同時(shí),如果只能借助人為手段避免傳播碰撞事故的發(fā)生,必然會(huì)存在較為顯著的落后性,所以更應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)船舶避碰自動(dòng)化技術(shù)的有效研究,通過(guò)對(duì)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的研究和應(yīng)用,有效實(shí)現(xiàn)船舶避碰自動(dòng)化水平的提升,這也是避免船舶碰撞事故發(fā)生的重要手段。

二、船舶避碰自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

航海自動(dòng)化功能的實(shí)現(xiàn)需要借助多個(gè)系統(tǒng)的作用達(dá)成,比如編制和自動(dòng)定位系統(tǒng),航線的自動(dòng)控制和自動(dòng)避碰系統(tǒng)等等。航海編制系統(tǒng)主要就是按照運(yùn)輸任務(wù)和環(huán)境情況進(jìn)行運(yùn)行,從而借助最安全和最經(jīng)濟(jì)的方式進(jìn)行自動(dòng)控制,為確保船舶行駛的安全性,需要對(duì)子系統(tǒng)的信息進(jìn)行綜合分析。在對(duì)一條安全經(jīng)濟(jì)的航線進(jìn)行設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,工作人員更需要針對(duì)實(shí)際情況制定合理計(jì)劃,確保航行方向和速度的合理性,只有這樣才能為自動(dòng)航行提供更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息,保證船舶維護(hù)計(jì)劃的準(zhǔn)確性。在船舶行駛過(guò)程中,避碰系統(tǒng)的出現(xiàn)可以大大降低船舶碰撞或是觸礁意外[3]。

要想對(duì)船舶間的碰撞和船舶擱淺觸礁問(wèn)題進(jìn)行顯著劃分,一般會(huì)將其劃分為避礁系統(tǒng)和避碰系統(tǒng),但是在某種程度而言,這兩個(gè)系統(tǒng)有屬于不可分割的有機(jī)整體,船舶航行是否能保證順利和安全都與這兩個(gè)系統(tǒng)的平穩(wěn)性有著直接聯(lián)系。當(dāng)前在寬水域航行中,船舶避碰決策問(wèn)題已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了有效解決,但是仍然需要對(duì)其性能進(jìn)行完善。在水上物標(biāo)信息源的問(wèn)題上分析,船舶在航行過(guò)程中獲取信息的主要方式就是導(dǎo)航雷達(dá),但是在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)中,船舶應(yīng)用的導(dǎo)航仍然存在明顯局限性,無(wú)法精準(zhǔn)進(jìn)行水上物標(biāo)信息源的確定,此種方式必然會(huì)大大降低可靠性。在上世紀(jì)八十年代開始,為了更好的水下物標(biāo)信息源進(jìn)行收集,航海工作人員逐漸開始在海上暗礁聲納探測(cè)儀系統(tǒng)應(yīng)用于船舶上。在船舶的航行過(guò)程中,水中雷達(dá)可以更準(zhǔn)確的對(duì)船舶和水上障礙物位置進(jìn)行分析,從而在系統(tǒng)運(yùn)算中進(jìn)行事故預(yù)警或是危險(xiǎn)評(píng)估。但是研究中發(fā)現(xiàn),這一系統(tǒng)目前只被應(yīng)用在了少數(shù)船舶中,這一系統(tǒng)的最遠(yuǎn)探測(cè)距離也只有1000米,在應(yīng)用中仍然需要對(duì)其局限性問(wèn)題進(jìn)行解決[4]。

三、船舶避碰自動(dòng)化的實(shí)際應(yīng)用

(一)船舶避碰自動(dòng)化中對(duì)AIS的應(yīng)用?；谀壳叭藗儗?duì)船舶避碰自動(dòng)化技術(shù)的研究逐漸深入,人們對(duì)船舶識(shí)別和信息交換等重要性問(wèn)題也有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí),因此也認(rèn)識(shí)到了當(dāng)前船舶通信導(dǎo)航及時(shí)中的問(wèn)題和不足。在此種情況下,AIS技術(shù)逐漸興起。AIS本身具備近距離的傳播優(yōu)勢(shì),受到天氣和環(huán)境的影響較小,可以繞過(guò)障礙物進(jìn)行信息傳播,但是這一技術(shù)作用下所提供的信息量龐大,必然會(huì)大大增加值班人員工作量。AIS中最關(guān)鍵的信息參數(shù)就是目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù),這類參數(shù)主要就是在雷達(dá)探測(cè)中的應(yīng)用。雷達(dá)探測(cè)在實(shí)際工作中很容易出現(xiàn)信息混亂的問(wèn)題,并且雷達(dá)探測(cè)獲取的信息需要駕駛員借助自身豐富的駕駛技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析,造成工作的局限性明顯。而AIS的優(yōu)勢(shì)在于可以及時(shí)改進(jìn)雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)中的缺陷,作為一種雷達(dá)導(dǎo)航的輔助信息源,不僅能對(duì)雷達(dá)探測(cè)信息的準(zhǔn)確性和有效性進(jìn)行提升,還可以為相關(guān)的船舶提供避讓信息,此種方式可以進(jìn)一步強(qiáng)化船舶之間的協(xié)調(diào)合作,在船舶安全避讓危險(xiǎn)的同時(shí),還能大大降低事故的發(fā)生概率[5]。

(二)海圖信息數(shù)字化。在近年來(lái)專業(yè)工作人員的努力研究和探索下,當(dāng)前寬水域船舶自動(dòng)避碰決策技術(shù)也獲得了較為顯著的成績(jī),這也是當(dāng)前船舶避碰自動(dòng)化系統(tǒng)的重要技術(shù)支撐。在之前的工作中,水域范圍有限,所以船舶運(yùn)行中為了互相避讓,很可能引發(fā)其他的避碰事故,所以在船舶避碰事故的解決過(guò)程中,我們也應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)相關(guān)問(wèn)題的研究和分析。其一,保證靜態(tài)信息獲取的正確性和及時(shí)性,其二,保證靜態(tài)和動(dòng)態(tài)避碰信息之間的緊密結(jié)合。在對(duì)海圖信息數(shù)字化的應(yīng)用過(guò)程中,可以在電子海圖顯示系統(tǒng)、信息系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中,為船舶避碰問(wèn)題的解決提供了更多研究的方向和思路[6]。海圖信息數(shù)字化在航海股從衡中的應(yīng)用可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)避碰問(wèn)題的解決,之后利用海上航行數(shù)據(jù)可以對(duì)更好的實(shí)現(xiàn)信息之間的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)交換,這也是解決船舶避碰問(wèn)題的重要環(huán)節(jié)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,在我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平全面提升和發(fā)展背景下,航海領(lǐng)域中對(duì)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用也更為全面和廣泛。在新型航海技術(shù)中,船舶避碰自動(dòng)化的出現(xiàn)更是為船舶航行的安全性提供了不可忽視的重要保障。在這一工作中,工作人員更應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)船舶避碰自動(dòng)化技術(shù)的研究,只有這樣才能保證船舶在航行中更準(zhǔn)確和有效的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,從而制定更具針對(duì)性的問(wèn)題解決方案,確保船舶航行中對(duì)避碰事故的最大化控制,為國(guó)家安全發(fā)展和工作人員的生命安全進(jìn)行有效保障。雖然目前這項(xiàng)工作的開展仍然存在一定問(wèn)題,但是希望在研究和創(chuàng)新中能更好改進(jìn)問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展。