張秋涌，陳長(zhǎng)明

（海南引航站，海南 ?？?570125）

現(xiàn)代航海中，雷達(dá)是船舶引航基本工具之一，它可以在不良的氣象條件下提供關(guān)鍵的船舶航行信息，幫助船舶避免碰撞等事故發(fā)生。然而，雷達(dá)在實(shí)際應(yīng)用中也存在著一些局限性，比如盲區(qū)、多普勒效應(yīng)、反射率和人為失誤等，這些局限性可能會(huì)對(duì)船舶引航的安全產(chǎn)生影響。因此，了解雷達(dá)局限性對(duì)船舶引航安全的影響，探討相應(yīng)的解決辦法，對(duì)于保障船舶引航的安全具有重要意義。目前，國(guó)內(nèi)外專業(yè)人士對(duì)此進(jìn)行了相關(guān)的研究，但對(duì)于不同的局限性、采取的解決措施以及實(shí)際情況的適用性，還需要進(jìn)一步探討和研究。

1 船舶引航的重要性

船舶引航不僅是港口經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，也是現(xiàn)代貿(mào)易國(guó)際化的重要物流環(huán)節(jié)之一，它不僅關(guān)系到船舶和人員的安全，也關(guān)系到整個(gè)海運(yùn)業(yè)和國(guó)際貿(mào)易的發(fā)展。

1.1 保障船舶安全

船舶引航有助于避免船舶在狹窄的水道、港口和水文復(fù)雜的海域中發(fā)生碰撞、擱淺等意外事故，確保船舶和船員的安全。

1.2 促進(jìn)國(guó)際貿(mào)易

船舶引航作為物流重要環(huán)節(jié)之一，提高了船舶的運(yùn)輸效率，有助于促進(jìn)國(guó)際貿(mào)易的發(fā)展。

2 雷達(dá)在船舶引航中的作用

雷達(dá)在船舶引航中發(fā)揮著重要的作用，它是引航員進(jìn)行船舶引航操作的重要工具之一，為引航員提供了全面、準(zhǔn)確的航行信息和導(dǎo)航指引，為保障船舶引航的安全和順暢提供了重要的支持和保障，主要有以下幾個(gè)作用。

2.1 監(jiān)測(cè)船舶位置

引航員使用雷達(dá)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)船舶的位置、速度和方向等信息，通過(guò)顯示屏幕上的雷達(dá)圖像，能夠看到周圍水域內(nèi)其他船只、島嶼和地形等情況，從而更好地掌握船舶的位置和環(huán)境狀況。

2.2 檢測(cè)障礙物

引航員借助雷達(dá)可以檢測(cè)到周圍環(huán)境中的障礙物，比如巖石、淺灘、航標(biāo)等，從而引導(dǎo)船舶避開風(fēng)險(xiǎn)，確保船舶安全。

2.3 提高航行精度

雷達(dá)可以提供比目視觀察更加精準(zhǔn)的位置和移動(dòng)速度信息，從而提高引航員引領(lǐng)船舶的航行精度。

2.4 提高船舶的可視性

在惡劣天氣、夜間或能見(jiàn)度較低的情況下，雷達(dá)可以補(bǔ)充船舶引航員的視覺(jué)，提高附近船舶的可視性。

2.5 時(shí)效性

雷達(dá)產(chǎn)生的信息在瞬間就可以顯示出來(lái)，實(shí)時(shí)反映目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，比其他手段的反應(yīng)速度更快，對(duì)于保障船舶安全具有關(guān)鍵意義。

3 雷達(dá)局限性的出現(xiàn)

雷達(dá)在船舶引航中有其局限性，這些局限性可能對(duì)船舶航行安全造成潛在的風(fēng)險(xiǎn)和威脅。以下是在船舶引航工作中雷達(dá)出現(xiàn)局限性的一些情況。

3.1 盲區(qū)問(wèn)題

雷達(dá)發(fā)射出來(lái)的信號(hào)會(huì)被地物或其他障礙物阻擋或反射，從而導(dǎo)致船舶在某些地方存在盲區(qū)，無(wú)法檢測(cè)到目標(biāo)的信息。

3.2 多普勒效應(yīng)

在強(qiáng)風(fēng)、大浪等惡劣氣象條件下，使用多普勒效應(yīng)所測(cè)得的雷達(dá)信號(hào)與目標(biāo)物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度會(huì)產(chǎn)生誤差。

3.3 反射率問(wèn)題

一些特殊物體的物理特性，諸如方向反射率很低等原因，會(huì)降低雷達(dá)的檢測(cè)性能，導(dǎo)致目標(biāo)信息檢測(cè)不準(zhǔn)確。

3.4 人為失誤

人員操作差錯(cuò)或過(guò)度信任雷達(dá)，可能導(dǎo)致判斷失誤和操作失誤。

綜上所述，雷達(dá)在船舶引航中的局限性是無(wú)法避免的，但在實(shí)際應(yīng)用中，合理地認(rèn)知和處理這些局限性，采取相應(yīng)的措施和技術(shù)手段可以最大限度地減小其對(duì)船舶引航安全的影響。

4 雷達(dá)局限性及其對(duì)船舶引航的影響

4.1 雷達(dá)盲區(qū)

通常雷達(dá)觀測(cè)盲區(qū)指的是，當(dāng)雷達(dá)天線與物標(biāo)高度相差較大時(shí)，由于雷達(dá)電磁波束垂直寬度而在天線輻射角下緣產(chǎn)生的雷達(dá)波不能覆蓋的區(qū)域[1]。雷達(dá)信號(hào)的傳輸受到周圍環(huán)境的影響，在某些地方可能會(huì)被狹窄的水道、高山或障礙物等物理因素所遮擋或反射、折射等，導(dǎo)致雷達(dá)無(wú)法檢測(cè)到其背后的物體。雷達(dá)盲區(qū)對(duì)于船舶引航會(huì)產(chǎn)生潛在的風(fēng)險(xiǎn)和威脅，如導(dǎo)致船舶的碰撞、擱淺等意外事故。雷達(dá)監(jiān)測(cè)不能涵蓋所有場(chǎng)景，這就需要引航員了解潛在的雷達(dá)盲區(qū)，采取相應(yīng)的操作策略和技術(shù)措施進(jìn)行操作引航。為了減少雷達(dá)的盲區(qū)，船舶在安裝雷達(dá)的位置上選擇良好的角度和高度，采用專門的天線設(shè)計(jì)，如毫米波雷達(dá)、數(shù)字雷達(dá)等先進(jìn)技術(shù)，以增強(qiáng)雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)能力，同時(shí)也要避免干擾源的影響，比如雷達(dá)信號(hào)反射，防止發(fā)生錯(cuò)誤的檢測(cè)和誤判。在實(shí)際船舶引航工作中，引航員還需要結(jié)合實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)，在盲區(qū)附近實(shí)施更加嚴(yán)格和細(xì)致的操作流程，確保船舶引航安全。

4.2 盲區(qū)的成因

雷達(dá)盲區(qū)主要是由雷達(dá)信號(hào)傳播路徑的物理限制所導(dǎo)致的。

4.2.1 地形

雷達(dá)在傳輸信號(hào)時(shí)，遇到高山、大樓以及海岸線上的懸崖等障礙物會(huì)發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致信號(hào)無(wú)法到達(dá)某些區(qū)域。

4.2.2 建筑物

建筑物的金屬材料、反射率等都會(huì)影響雷達(dá)信號(hào)的傳播。在建筑物多的城市地區(qū)，可能存在較多的雷達(dá)盲區(qū)。

4.2.3 天氣條件

雷達(dá)信號(hào)在不同的天氣條件下會(huì)發(fā)生不同的反射和折射現(xiàn)象。比如，在大霧、大雨、風(fēng)浪等惡劣天氣條件下，雷達(dá)信號(hào)可能會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)等現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致雷達(dá)信號(hào)無(wú)法準(zhǔn)確地掃描和識(shí)別目標(biāo)，產(chǎn)生盲區(qū)。

4.2.4 目標(biāo)的特殊性

一些目標(biāo)物體的物理特性也可能導(dǎo)致雷達(dá)信號(hào)無(wú)法檢測(cè)。例如，木頭、橡膠等材料不會(huì)發(fā)生雷達(dá)信號(hào)的反射，這些目標(biāo)物體就有可能成為雷達(dá)盲區(qū)。

4.3 盲區(qū)的危害

雷達(dá)盲區(qū)會(huì)對(duì)船舶引航產(chǎn)生很大的危害，以下是其主要的危害表現(xiàn)。

4.3.1 碰撞危險(xiǎn)

雷達(dá)盲區(qū)是無(wú)法被雷達(dá)掃描和監(jiān)測(cè)的區(qū)域，如果船舶在穿越盲區(qū)時(shí)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，可能已經(jīng)不能采取有效的避讓措施來(lái)避免碰撞事故的發(fā)生。

4.3.2 擱淺危險(xiǎn)

當(dāng)船舶在雷達(dá)盲區(qū)內(nèi)航行時(shí)，可能會(huì)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)潛在地形障礙物或淺灘等，從而導(dǎo)致船舶擱淺或損壞。

4.3.3 人員傷亡危險(xiǎn)

船舶在盲區(qū)內(nèi)航行，船員可能遇到許多無(wú)法察覺(jué)到的危險(xiǎn)，如其他船舶、自然浮物、險(xiǎn)灘等。若出現(xiàn)意外情況，可能造成人員傷亡。

5 雷達(dá)反射率

5.1 反射率的概念

雷達(dá)反射率是用來(lái)量化目標(biāo)反射的雷達(dá)信號(hào)強(qiáng)度的指標(biāo)，通常表示的單位為分貝(dB)。反射率由目標(biāo)的尺寸、形狀、材質(zhì)和相對(duì)于雷達(dá)的位置、速度等因素所決定。反射率可用來(lái)判斷目標(biāo)的性質(zhì)，例如，在氣象雷達(dá)中，云滴的反射率高，而雨滴的反射率則更高，這有助于預(yù)報(bào)降水情況。

5.2 反射率的影響

雷達(dá)反射率對(duì)于船舶引航安全具有很大的影響。在航行中，船舶遇到不同的目標(biāo)物（如其他船舶、岸線、礁石等）時(shí)，其雷達(dá)回波信號(hào)強(qiáng)度不同，即反射率不同。引航員可以利用雷達(dá)反射率判斷目標(biāo)物的大小、距離、形狀和材質(zhì)等信息，從而更好地了解目標(biāo)物的位置和情況，采取相應(yīng)的措施來(lái)避免碰撞等事故的發(fā)生。例如，對(duì)于接近的其他船舶，高反射率可能意味著該船距離本船很近，引航員需要做出緊急避讓的決策；而低反射率則可能表明該船距離較遠(yuǎn)，引航員可以采取適當(dāng)?shù)暮叫蟹较蚝退俣冗M(jìn)行避讓。在不良天氣條件下，例如雨天、霧天等，使用雷達(dá)反射率可以更好地判斷目標(biāo)物和本船的距離和方位，降低事故風(fēng)險(xiǎn)。

因此，合理使用雷達(dá)反射率可以為船舶引航安全提供關(guān)鍵性的技術(shù)保障。

6 人為失誤

雷達(dá)操作人為失誤可能包括以下幾個(gè)方面。

6.1 操縱失誤

雷達(dá)操作人員在進(jìn)行雷達(dá)操縱時(shí)，因?yàn)槭韬龃笠饣蛘邔?duì)操作流程不熟悉等原因，產(chǎn)生誤操作，導(dǎo)致雷達(dá)信息錯(cuò)誤或遺漏。

6.2 數(shù)據(jù)處理失誤

雷達(dá)操作人員在雷達(dá)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，因?yàn)檎`判、忽略或過(guò)度依賴某些數(shù)據(jù)等原因，導(dǎo)致對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)處理出現(xiàn)錯(cuò)誤。

6.3 故障修復(fù)失誤

雷達(dá)操作人員在維修雷達(dá)時(shí)，因?yàn)閷?duì)設(shè)備故障的判斷錯(cuò)誤或自身操作不當(dāng)，導(dǎo)致設(shè)備維修工作出現(xiàn)錯(cuò)誤，進(jìn)而影響雷達(dá)的正常工作。

6.4 記錄報(bào)告失誤

雷達(dá)操作人員在生成相關(guān)的雷達(dá)記錄和報(bào)告時(shí)，因?yàn)楦袷?、?shù)據(jù)、內(nèi)容、時(shí)間等方面錯(cuò)誤或疏忽，導(dǎo)致雷達(dá)記錄信息出現(xiàn)錯(cuò)誤或不完整。這些人為失誤都有可能影響雷達(dá)的正常工作和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響到雷達(dá)在航行中的應(yīng)用。

為了減少這些失誤的發(fā)生，操作人員應(yīng)該嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，并加強(qiáng)對(duì)雷達(dá)技術(shù)的了解和學(xué)習(xí)，提高專業(yè)技能水平和遠(yuǎn)程故障診斷技能。

7 促進(jìn)船舶引航安全的措施

7.1 多雷達(dá)覆蓋

增加雷達(dá)設(shè)備，在關(guān)鍵的海域設(shè)置多個(gè)雷達(dá)站點(diǎn)，在更廣的范圍覆蓋；如能實(shí)現(xiàn)與引航員的終端設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享，將能有效提高引航?jīng)Q策的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。

7.2 建立雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)

在港口等關(guān)鍵區(qū)域建立雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)雷達(dá)設(shè)備的整合和協(xié)作，同時(shí)與船舶提供數(shù)據(jù)交換。

7.3 引入先進(jìn)技術(shù)

引入先進(jìn)的雷達(dá)成像技術(shù)，能夠提供更加清晰、準(zhǔn)確的圖像，輔助引航員進(jìn)行決策。

7.4 加強(qiáng)培訓(xùn)

通過(guò)培訓(xùn)和演練，提高引航員對(duì)雷達(dá)設(shè)備的使用熟練度。

7.5 實(shí)行規(guī)范管理

對(duì)雷達(dá)設(shè)備的維護(hù)和管理實(shí)行規(guī)范化管理，確保雷達(dá)設(shè)備能夠始終保持最佳狀態(tài)。

8 船舶引航作業(yè)中雷達(dá)的使用改進(jìn)與發(fā)展

船舶引航作業(yè)中雷達(dá)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是在實(shí)際使用中還存在一些問(wèn)題，需要不斷地改進(jìn)和發(fā)展。

8.1 提高雷達(dá)分辨率

分辨率是雷達(dá)的重要指標(biāo)之一，影響著雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)能力。目前，隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，其分辨率已經(jīng)不斷提高。船舶引航作業(yè)中，較高的分辨率有助于提高雷達(dá)的目標(biāo)識(shí)別能力和定位精度。

8.2 雷達(dá)數(shù)據(jù)處理的智能化

現(xiàn)代雷達(dá)具有高度的數(shù)據(jù)采集和處理能力，但在處理過(guò)程中還存在一些誤差和偏差。因此，智能化的數(shù)據(jù)處理技術(shù)可以進(jìn)一步提高雷達(dá)的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，促進(jìn)船舶引航作業(yè)的安全性和效率。

8.3 雷達(dá)與其他輔助設(shè)備的融合應(yīng)用

船舶引航作業(yè)中，航海雷達(dá)通常與GPS、自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS）等其他設(shè)備協(xié)同使用。這些設(shè)備之間的整合可以提高信息的互通與共享，提高作業(yè)效率和安全性。

8.4 隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，船舶引航作業(yè)中的航海雷達(dá)也可以實(shí)現(xiàn)自主化

自主化的雷達(dá)系統(tǒng)可以對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)感知和分析，從而實(shí)現(xiàn)自我定位、路徑規(guī)劃和危險(xiǎn)預(yù)警等功能，提高整個(gè)引航作業(yè)的智能化程度。

9 結(jié)束語(yǔ)

船舶引航員應(yīng)適時(shí)選用雷達(dá)和肉眼交叉比對(duì)觀察。雷達(dá)可以幫助引航員掌握周圍水域的船舶、障礙物、海浪等信息，提高引航的準(zhǔn)確性和安全性。同時(shí)，肉眼觀察也可以幫助引航員發(fā)現(xiàn)一些雷達(dá)無(wú)法捕捉到的細(xì)節(jié)，如物標(biāo)的顏色、導(dǎo)標(biāo)的方位變化、水流變化等，能夠提高引航員的感知能力和應(yīng)變能力。因此，船舶引航員在引航工作中應(yīng)該根據(jù)不同情況綜合運(yùn)用雷達(dá)和肉眼觀察，最大程度確保引航的安全。