新型航海技術(shù)對船舶避碰自動化的影響研究

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，我國的航海貿(mào)易逐漸發(fā)展起來。但是，在航海貿(mào)易進(jìn)行時，船舶極易發(fā)生觸礁碰撞事故。導(dǎo)致船舶發(fā)生碰撞與擱淺觸礁情況，很多時候都是人為因素引起的。因此，我國便開始對船舶避碰自動化技術(shù)開始研究。利用新型航海技術(shù)來實現(xiàn)船舶的避碰自動化，是船舶安全順利航行的重要保障，從而有效減少了人員傷亡與財產(chǎn)損失。

關(guān)鍵詞：新型航海技術(shù)；船舶避碰自動化；影響研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.229

0 引言

船舶碰撞事故不僅會造成巨大的財產(chǎn)損失與嚴(yán)重的人員傷亡，還會對海洋造成一定的污染。我們通過對事故原因進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有百分之八十左右的事故都是由于船員沒有按照《國際海上避碰規(guī)則》來駕駛船舶而造成的[1]。所以，人為因素便成為了導(dǎo)致船舶發(fā)生碰撞事故的主要因素。要想有效減少船舶碰撞事故的發(fā)生，就需要逐步提高船舶避碰自動化技術(shù)水平?？茖W(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為新型航海船舶避碰自動化技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)。因此，我們要重視對這種技術(shù)進(jìn)行研究應(yīng)用。

1 新型航海技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 船舶避碰自動化研究現(xiàn)狀

在船舶避碰自動化研究過程中，通常會涉及到對水下與水上物標(biāo)信息源的采集與分析，從而實現(xiàn)對信息的綜合處理并決策，決策的自動化實施可以由船舶操作系統(tǒng)來完成。當(dāng)前的船舶避碰自動化研究主要是針對寬水域船舶航行信息進(jìn)行量化處理并決策，同時實現(xiàn)自動化生成。量化避碰信息一般是包含了對安全距離的判斷以及對目標(biāo)船舶的航行情況進(jìn)行量化，進(jìn)而生成相應(yīng)的避踫決策。這種避踫信息量化的方法通常會有專家智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等等[2]。針對人為因素是導(dǎo)致船舶發(fā)生碰撞事故的重要原因，這就要求船員在具體駕駛船舶的過程中，一定要嚴(yán)格按照《國際海上避踫規(guī)則》來操作駕駛船舶，船員不僅需要具備較高的專業(yè)素養(yǎng)，還需要具備豐富的駕駛經(jīng)驗，能夠及時對一些航行突發(fā)問題進(jìn)行處理，進(jìn)而減少因為人為因素的影響而導(dǎo)致船舶避踫事故的發(fā)生。但是，單靠解決人為因素的影響，還是存在一定的不足之處，最重要的還是要從船舶自動化避踫技術(shù)上著手。在實際研究中，我們可以發(fā)現(xiàn)，一些現(xiàn)代智能技術(shù)可以有效解決船舶航行時的碰撞問題，就像是在寬水域航行過程中所進(jìn)行的多船避踫決策，這種方法逐步提高了船舶避踫自動化技術(shù)水平。

1.2 船舶避碰自動化問題綜述

我們?yōu)榱擞行^(qū)分船舶擱淺觸礁跟船舶間的碰撞，一般會將船舶間避踫稱為避踫系統(tǒng)，將防止擱淺觸礁系統(tǒng)稱為避礁系統(tǒng)。但在實際情況中，這兩個系統(tǒng)是不可分割的一個整體，只有同時兼顧這兩個問題才能更好保障船舶的順利航行，所以文中所出現(xiàn)的船舶避踫包含了這兩個系統(tǒng)。當(dāng)前船舶在寬水域航行時的避踫決策問題已經(jīng)有效解決了，但還需要進(jìn)一步完善相應(yīng)的性能。目前還有一些水域的自動避踫問題遲遲得不到深入研究，主要還是因為水下與水上物標(biāo)信息源探測的可靠性還沒有解決[3]。針對水上的物標(biāo)信息源來講，以往船舶在航行時主要是運用了船用的導(dǎo)航雷達(dá)系統(tǒng)來獲取，但船用導(dǎo)航雷達(dá)在實際使用過程中，還是存在一定的局限性，不能及時確定水上物標(biāo)信息源的具體位置，因此在可靠性上面還略顯不足。為了有效收集水下物標(biāo)信息源，從上個世紀(jì)八十年代開始，便著手研究在船舶上安裝海上暗礁聲納探測系統(tǒng)，我們將它簡稱為水中雷達(dá)。水中雷達(dá)可以有效探測船舶在具體航行過程中，航行路線上障礙物跟船舶之間的距離，進(jìn)而利用系統(tǒng)所設(shè)置好的最小擱淺觸礁距離閾值以及安全水深來進(jìn)行危險評估與事故預(yù)警。這種水中雷達(dá)探測系統(tǒng)的實際探測距離在一千米左右，但目前國內(nèi)船舶只有一小部分安裝了這種水下雷達(dá)探測系統(tǒng)。

2 船舶避碰自動化的研究

2.1 AIS在船舶避碰自動化中的應(yīng)用

隨著我們對船舶避踫自動化技術(shù)的不斷深入研究，已經(jīng)逐漸意識到了船舶識別、船岸間信息相互交換以及船舶間信息相互交換的重要性，也發(fā)現(xiàn)了當(dāng)前船舶通信導(dǎo)航技術(shù)中所存在的一些缺陷?；谶@種現(xiàn)實情況下，AIS便開始逐漸興起。AIS具有近距離目標(biāo)顯示清晰、受天氣影響小、能繞過障礙物進(jìn)行傳輸、傳輸信息量大等優(yōu)點，但AIS由于所提供的信息量比較多，便會增加值班人員的工作量。AIS中最重要的信息參數(shù)便是目標(biāo)相對運動參數(shù)，這種參數(shù)主要是來源于雷達(dá)探測[4]。雷達(dá)探測容易發(fā)生信息混亂或者是信息錯誤的情況，而且雷達(dá)探測所得到的信息通常需要船舶駕駛員通過自身豐富的駕駛技術(shù)來分析判斷，所以存在一定的局限性。但AIS的優(yōu)點剛好可以有效彌補雷達(dá)探測系統(tǒng)的這個缺陷，AIS作為一種雷達(dá)導(dǎo)航的輔助信息源，可以有效提高雷達(dá)探測信息的準(zhǔn)確性與可靠性，同時還可以向目標(biāo)船舶發(fā)出相應(yīng)的避讓信息，從而實現(xiàn)了船舶之間的協(xié)調(diào)配合，使船舶之間能夠安全避讓，防止了避踫事故的發(fā)生。

2.2 海圖信息數(shù)字化的應(yīng)用

經(jīng)過專家的不懈努力，當(dāng)前在寬水域船舶自動避踫決策技術(shù)的研究上面已經(jīng)取得了巨大的突破，進(jìn)而為船舶避踫自動化系統(tǒng)的構(gòu)建奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。以往受水域范圍大小的限制，使船舶容易在避讓過程中發(fā)生避踫事件，所以解決船舶避踫事件的關(guān)鍵有兩點，首先是及時獲取相應(yīng)的靜態(tài)信息，其次是將靜態(tài)信息跟動態(tài)避踫信息有機結(jié)合在一起。海圖信息數(shù)字化的應(yīng)用，實現(xiàn)了聲納探測系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、電子海圖顯示系統(tǒng)的有機結(jié)合，從而為解決船舶避踫問題開創(chuàng)了新的思路。海圖信息數(shù)字化主要是將避踫決策模塊嵌入ECDIS之中，進(jìn)而采取ECDIS平臺來對動靜信息的交換與處理進(jìn)行研究，從而實現(xiàn)了對避踫問題的有效決策。

3 結(jié)語

總而言之，新型航海技術(shù)在船舶避碰自動化中的應(yīng)用，已經(jīng)成為了船舶安全航行的重要保障。相關(guān)人員需要加大對船舶避踫自動化技術(shù)的研究應(yīng)用，讓船舶能夠及時發(fā)生航行過程中存在的問題，并采取有效的決策措施來避免避踫事故的發(fā)生，進(jìn)而為船舶順利航行奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李麗娜.探討新的航海技術(shù)對船舶避碰自動化的影響[J].中國航海，2012（04）：56-58.

[2]袁松才，董亞力.探討新的航海技術(shù)對船舶避碰自動化的影響[J].科技展望，2014（09）：126.

[3]王飛.航海技術(shù)對船舶避碰自動化的影響[J].科技展望，2015（11）：122.

[4]李麗娜，楊神化，曹寶根，李子富.船舶避碰智能決策自動化研究[J].集美大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012（02）：188-192.

作者簡介：關(guān)騰飛（1972-），男，廣東陽江人，本科，副教授，研究方向：航海技術(shù)。