巫清華

摘 要：隨著科學(xué)的進(jìn)步我國(guó)的航海領(lǐng)域有了質(zhì)的飛躍，但是在近些年航海貿(mào)易中依舊存在著很多安全問(wèn)題?，F(xiàn)在的航行過(guò)程中船舶的觸礁事故屢屢發(fā)生。本文就新航海技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了深入研究，闡述了船舶避碰自動(dòng)化的當(dāng)前研究現(xiàn)狀。結(jié)合當(dāng)下船舶避碰自動(dòng)化技術(shù)狀況，就船舶避碰自動(dòng)化技術(shù)的有關(guān)問(wèn)題展開(kāi)深入探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：新航海技術(shù);自動(dòng)化;船舶避碰;影響

近些年我國(guó)航海領(lǐng)域發(fā)展飛快，但是在實(shí)際應(yīng)用中仍舊存在著很多危險(xiǎn)問(wèn)題，船舶撞擊事件不斷發(fā)生，船舶避碰技術(shù)得不到有效發(fā)揮，導(dǎo)致很多人身安全受到傷害。面對(duì)現(xiàn)在的情況，用更先進(jìn)的技術(shù)去完善船舶自動(dòng)化是很有必要的，同時(shí)將海圖信息數(shù)字化技術(shù)、AIS技術(shù)、檢測(cè)報(bào)警全面應(yīng)用到其中使其充分發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)船舶避碰自動(dòng)化技術(shù)的總體目標(biāo)，保證航海人員能夠順利前進(jìn)，使我國(guó)貿(mào)易效率有所提升。

1 船舶自動(dòng)化技術(shù)使用情況

為了推進(jìn)航海領(lǐng)域的發(fā)展，我國(guó)研發(fā)了諸多專業(yè)航海技術(shù)，以傳感器技術(shù)為例，大大地推進(jìn)了船舶自動(dòng)化的技術(shù)提升?，F(xiàn)如今在避碰自動(dòng)化技術(shù)研究中，主要是基于對(duì)水目標(biāo)信息源的采集，以信息為中心進(jìn)行解決和提出策略，并利用操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)施處理方法。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查，在航行避碰的過(guò)程中人為因素影響較大，這也就對(duì)航行水手的駕駛技術(shù)有了嚴(yán)格的要求，要有豐富的作業(yè)經(jīng)驗(yàn)和敏銳的應(yīng)急能力，可以應(yīng)對(duì)突發(fā)的緊急事件。也可以將智能化技術(shù)帶入其中，會(huì)最大限度地避免船舶的安全事故發(fā)生。以寬海域航行為例，航行信息的量化處理、自動(dòng)化控制等方面成為了避碰自動(dòng)化的核心，以量化來(lái)解決并判定與目標(biāo)傳播較為安全的間距，為航海人員的避碰決策提出強(qiáng)有力的支持，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能等在信息量化處理中得到良好的應(yīng)用。同時(shí)可以應(yīng)用多船避碰決策方式來(lái)避免航行時(shí)發(fā)生碰撞事故，對(duì)避碰自動(dòng)化的技術(shù)改革也提供了幫助。

從最根本上講，船舶擱淺與碰撞是不一樣的，所以我們需要對(duì)兩者展開(kāi)來(lái)看。該系統(tǒng)主要是要防止船舶之間發(fā)生碰撞情況，而礁石避碰系統(tǒng)是要防止船舶與礁石碰撞與擱淺。在整個(gè)導(dǎo)航運(yùn)行期間，這兩個(gè)功能都必須同時(shí)具備，一定要妥善處置它們之間的問(wèn)題。因此，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行研究與探索的過(guò)程中，一般將這兩個(gè)系統(tǒng)放在一起一同探索。比如，在行駛期間海域較為寬闊的條件下，探索功能時(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合分析性能的優(yōu)化問(wèn)題，因?yàn)樵诤Ｉ稀⑺斜O(jiān)測(cè)目標(biāo)信息不夠準(zhǔn)確，導(dǎo)致一些海域全自動(dòng)避碰依舊具有滯后性。對(duì)于海上目標(biāo)信息來(lái)說(shuō)，導(dǎo)航雷達(dá)探測(cè)系統(tǒng)是以往船舶航行搜索該類信息的主要依據(jù)，然而在當(dāng)今諸多因素會(huì)影響甚至限制航行中的雷達(dá)探測(cè)，使其不能精準(zhǔn)地取得海上目標(biāo)的完整信息。自二十世紀(jì)八十年代起，我國(guó)為了使雷達(dá)探測(cè)到更詳細(xì)的海上目標(biāo)信息做了很多的實(shí)踐，一些海域的專業(yè)人員會(huì)在船上安裝礁石聲納系統(tǒng)，也就是水下雷達(dá)技術(shù)，這樣可以提高信息采集的準(zhǔn)確性，精準(zhǔn)的預(yù)判物體與船之間的距離、最小擱淺觸碰礁石也會(huì)計(jì)算出來(lái)，以獲取的數(shù)值設(shè)立安全水位值，觸及安全風(fēng)險(xiǎn)會(huì)馬上發(fā)出警報(bào)?，F(xiàn)在水下雷達(dá)為航行安全做了貢獻(xiàn)，能精準(zhǔn)探測(cè)1000m內(nèi)的目標(biāo)物。但是水下雷達(dá)設(shè)備開(kāi)發(fā)價(jià)格較高，在探測(cè)距離方面產(chǎn)生一定限制，并沒(méi)有進(jìn)行應(yīng)用推廣，在水下目標(biāo)物探測(cè)方面仍然需要深入研究。

2 新航海技術(shù)對(duì)避碰自動(dòng)化的影響

2.1避碰造成影響的原因

從以往的船舶安裝案例可以發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)船舶出現(xiàn)事故的原因都與人為因素相關(guān)聯(lián)。因?yàn)榇瑔T長(zhǎng)期生活在水上，條件比較艱苦，在航行過(guò)程中很容易碰到突發(fā)情況，所以船員流動(dòng)性很大，而很多船員的航行次數(shù)有限，專業(yè)能力不夠，經(jīng)驗(yàn)不足，會(huì)在一定程度上影響航行安全。為了避免航行安全事故發(fā)生，應(yīng)當(dāng)普及相關(guān)工作人員在安全方面的意識(shí)和專業(yè)的操控技術(shù)，進(jìn)而使相關(guān)人員在形式中更具責(zé)任感及綜合素質(zhì)，管理人員應(yīng)當(dāng)監(jiān)督專業(yè)人員定期維修船舶自動(dòng)化，確保系統(tǒng)的整體完好。另外，它可以與新的航海技術(shù)相結(jié)合，提高船舶整體的自動(dòng)化水平和船舶發(fā)生碰撞情況時(shí)的防御功能。能最大程度降低人為原因造成碰撞事故發(fā)生的情況，提高船舶在航行時(shí)導(dǎo)航功能更加自動(dòng)化，保證船舶在行駛中安全前進(jìn)，避免船上人員受到傷害。

2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

船舶自動(dòng)化技術(shù)由很多結(jié)構(gòu)共同組成，按使用效果不一樣可以將其分為航行方向控制、整體控制、自動(dòng)定位技術(shù)、防止碰撞等。其中，防止碰撞具有控制調(diào)轉(zhuǎn)方向的功能，能夠精準(zhǔn)判定船舶的行駛方向和所在位置，以防船舶在運(yùn)行中與航向發(fā)生偏離。在船舶的行使過(guò)程中可以迅速獲取其他正在行駛的船舶航行信息，根據(jù)碰撞后的風(fēng)險(xiǎn)程度，制定科學(xué)有效的應(yīng)急方案。航向控制是根據(jù)船舶的航行環(huán)境，為船舶擬定一條高質(zhì)量的航行線路，對(duì)原本擬定的航線進(jìn)行優(yōu)化，確保航行期間的安全性，提高航行的速度，綜合分析船舶的航行速度、航行方向、船舶位置及航行狀態(tài)，確保船舶在航行中能夠一直處于穩(wěn)定的狀態(tài)，按照航行路線穩(wěn)步前行，綜合控制可以把子系統(tǒng)中的信息進(jìn)行匯總與分類。根據(jù)安全規(guī)則和通信情況，擬定最適合的行進(jìn)方案，避開(kāi)危險(xiǎn)目標(biāo)，保證航行過(guò)程的平穩(wěn)、安全。為了有效促進(jìn)中控系統(tǒng)的科學(xué)策略，船舶管理人員可以借助科學(xué)的自動(dòng)化技術(shù)，將策略信息傳送給有關(guān)調(diào)度部門，提高船舶運(yùn)行的安全性，創(chuàng)建良好的安全航行環(huán)境。

2.3技術(shù)應(yīng)用

2.3.1 AIS技術(shù)

船舶避碰自動(dòng)化在發(fā)展與研究深入探討的背景下，船岸間信息交互、船與船信息互換和船舶識(shí)別的意義更加重要，另外，相關(guān)科研人員對(duì)船舶導(dǎo)航通訊技術(shù)的問(wèn)題也有了一些了解。當(dāng)下AIS的優(yōu)點(diǎn)逐漸被發(fā)掘出來(lái)，AIS的應(yīng)用也得到了一定的推廣。當(dāng)近距離有障礙物時(shí)，AIS可以精準(zhǔn)地繞過(guò)其進(jìn)行信息傳遞，傳遞的信息內(nèi)容也較大，也就是因?yàn)锳IS可以傳遞大量信息，應(yīng)用它需要配合許多工作人員。當(dāng)目標(biāo)距離很近時(shí)，AIS可以清楚地將其顯現(xiàn)出來(lái)，并且基本不受天氣變化影響。其中目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)作為AIS信息參數(shù)很重要的一部分，然而雷達(dá)探測(cè)是該參數(shù)的重要來(lái)源。在雷達(dá)探測(cè)的過(guò)程中，傳遞信息時(shí)很可能出現(xiàn)錯(cuò)誤和混亂的，在大部分情況是需要駕駛員憑借多年駕駛經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)來(lái)分析傳遞的信息，所以局限性是一定存在的。當(dāng)然，這也就凸顯了AIS的優(yōu)點(diǎn)，這種雷達(dá)導(dǎo)航可以輔助雷達(dá)探測(cè)，使其信息更精準(zhǔn)、可靠，而且還能夠?qū)⒈芘鲂畔鬏數(shù)侥繕?biāo)船只上，提升船舶行駛的安全性、協(xié)調(diào)性，使其有效地規(guī)避碰撞事故。

2.3.2海圖信息數(shù)字化

經(jīng)過(guò)相關(guān)技術(shù)人員的不懈探索與研究，寬海域船舶自動(dòng)避碰技術(shù)取得了很大的成果。以往船舶出海行使經(jīng)常會(huì)受水域的影響，很多的船舶在避讓過(guò)程中都會(huì)造成碰撞事故。將最新的導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用后，采取了以下幾個(gè)對(duì)策：①采集與之有關(guān)靜態(tài)數(shù)據(jù)信息。②采集冬季避讓的信息，采用動(dòng)靜相結(jié)合的方法來(lái)提高信息采集的整體效率，讓數(shù)字海圖信息的使用更加科學(xué)有效。這項(xiàng)技術(shù)將電子海圖、信息系統(tǒng)和聲吶探測(cè)相結(jié)合，開(kāi)啟了船舶避碰的新篇章。在電子海圖顯示系統(tǒng)（ECDIS）中，增加了一個(gè)新的避碰決策板，通過(guò)該決策板可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜信息的交換，減少了碰撞問(wèn)題的發(fā)生。

2.3.3監(jiān)測(cè)報(bào)警

通過(guò)局域網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線去實(shí)現(xiàn)在檢測(cè)報(bào)警子系統(tǒng)中的信號(hào)采集，是最高效、簡(jiǎn)單、安全的。管理微機(jī)設(shè)定為進(jìn)口工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，此界面應(yīng)用便利、反應(yīng)敏捷且友好，收到船只避碰信息可以迅速做出響應(yīng)，減少碰撞事故的發(fā)生：在參數(shù)的顯示與測(cè)量方面，每一個(gè)測(cè)量值和測(cè)量點(diǎn)的名稱如果在大屏幕上分頁(yè)顯示超過(guò)上下兩個(gè)限值就會(huì)發(fā)出聲響，紅燈閃動(dòng)發(fā)出警報(bào)，大屏幕會(huì)不斷刷新實(shí)測(cè)值;當(dāng)大屏幕顯示傳感器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，對(duì)傳感器異常情況開(kāi)展提示檢測(cè)，并對(duì)相關(guān)技術(shù)人員發(fā)出整改信號(hào)。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)啟時(shí)，有關(guān)船舶監(jiān)控整個(gè)界面都會(huì)顯示在大屏幕上。查看巡回測(cè)量參數(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)，翻開(kāi)測(cè)量參數(shù)要點(diǎn)測(cè)電表格的頁(yè)面，打開(kāi)標(biāo)題欄上的功能按鍵，就可以彈出對(duì)話框;當(dāng)測(cè)量值超出設(shè)置的范圍時(shí)，就會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警功能。點(diǎn)擊“靜音”按鈕才可以返回正常界面。在數(shù)據(jù)方面，可以定期測(cè)量和記錄船舶與障礙物之間的距離，并實(shí)時(shí)存盤。

3 結(jié)論

從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展角度來(lái)講，新航海技術(shù)提升了船舶避碰自動(dòng)化探索的難易程度，為了可以將航海行駛的安全和穩(wěn)定進(jìn)行提升，近年來(lái)研發(fā)出很多高精度的安全系統(tǒng)、定位系統(tǒng)和海上遇險(xiǎn)等等，包括迄今為止，最先進(jìn)的AIS船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，這些技術(shù)確實(shí)提高了船舶航行的安全性，但也讓船舶自動(dòng)化研究更具挑戰(zhàn)性。

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