現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用與人為因素控制

中國海運(yùn)（集團(tuán)）總公司 樓于海

中海電信有限公司 邱瑛芳

現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用與人為因素控制

中國海運(yùn)（集團(tuán)）總公司 樓于海

中海電信有限公司 邱瑛芳

介紹三起因?qū)ΜF(xiàn)代導(dǎo)航設(shè)備使用不當(dāng)而導(dǎo)致的海上事故案例，對(duì)事故原因和教訓(xùn)進(jìn)行分析和總結(jié)，提出航海人員應(yīng)正確認(rèn)識(shí)并合理應(yīng)用現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)，重視人為因素控制，以實(shí)現(xiàn)真正意義的海上安全航行。

ECDIS；AIS；IBS；航海事故；人為因素

隨著電子、信息技術(shù)等高新科技的飛速發(fā)展，越來越多的通信、導(dǎo)航設(shè)備被應(yīng)用到航海。現(xiàn)代通導(dǎo)設(shè)備不僅提高了人們對(duì)海上周圍環(huán)境的監(jiān)測和判斷能力，還為船舶提供了大量的助航信息和岸基支持。與此同時(shí)，國際海事組織、各海事當(dāng)局以及船公司為了確保船舶航行安全和適航，紛紛竭盡全力將當(dāng)今尖端技術(shù)應(yīng)用到航海。短短的20多年間，相繼涌現(xiàn)出ARPR雷達(dá)、GMDSS、VDR、AIS、BNWAS以及ECDIS。此外還推出了衛(wèi)星通信INMARSAT A、B、F和海上寬帶FB，結(jié)合安全與監(jiān)控的SSAS、LRIT。根據(jù)IMO的規(guī)劃，下一代海上通導(dǎo)將進(jìn)入融合船岸一體的電子航海（E-NAVIGATION）時(shí)代，航海將進(jìn)入智能化時(shí)代。先進(jìn)的通導(dǎo)設(shè)備使海上定位更精確、通信更便利，然而裝備了先進(jìn)的通導(dǎo)設(shè)備就一定能確保海上航行安全了嗎？答案顯然是不一定。

根據(jù)近年發(fā)生的海上事故調(diào)查分析可知，涉事船舶均符合規(guī)范要求，安裝了先進(jìn)的通導(dǎo)設(shè)備，具備兩種以上方式為船舶安全航行提供保障，本可以避免危險(xiǎn)發(fā)生。然而，在許多情況下，由于先進(jìn)的船載通導(dǎo)設(shè)備或系統(tǒng)功能沒有被正確使用，或者由于駕駛?cè)藛T過分依賴通導(dǎo)設(shè)備的自動(dòng)功能，使得船舶意外事故依然屢屢發(fā)生。

一、與ECDIS使用有關(guān)的航海事故

1. ECDIS功能與特點(diǎn)

ECDIS即電子海圖顯示與信息系統(tǒng)，不僅能顯示海圖中的信息，還能綜合反映船舶行駛狀態(tài)，為船舶駕駛?cè)藛T提供信息查詢、進(jìn)行航線設(shè)計(jì)和航路監(jiān)控等輔助服務(wù)。此外，ECDIS作為多單元的無紙化導(dǎo)航系統(tǒng)，集成雷達(dá)與ARPR、GPS、AIS以及擁有各種不同的數(shù)據(jù)來源，確保值班人員能從ECDIS中充分掌握海上信息，同時(shí)又能控制船舶自動(dòng)舵，全方位地引導(dǎo)船舶航行。正因?yàn)镋CDIS本身的這些功能及優(yōu)勢(shì)，根據(jù)MSC.282（86）決議的要求，2012年7月1日及以后建造的國際航行船舶強(qiáng)制要求安裝ECDIS設(shè)備，對(duì)現(xiàn)有船舶也要求分階段進(jìn)行追溯。可以相信，ECDIS的安裝使用能更有效地提高船舶海上航行的可靠性和安全性。

然而，ECDIS雖然功能強(qiáng)大，但仍然只是一種助航儀器，其系統(tǒng)本身的局限性、顯示誤差和故障、系統(tǒng)設(shè)置和使用中的不適當(dāng)或錯(cuò)誤、傳感器的誤差、備用布置使用上的及時(shí)和有效等都要求使用者對(duì)其絕不能過分依賴。一些船舶駕駛員沒能對(duì)此清晰地認(rèn)識(shí)和了解，甚至錯(cuò)誤認(rèn)為有了它就能航行無憂。下面的事故案例就是由于船員過于依賴設(shè)備自動(dòng)預(yù)警而麻痹大意，未能很好地意識(shí)到潛在危險(xiǎn)，也沒能充分認(rèn)識(shí)到周圍的境況并及時(shí)采取有效措施，從而造成船舶擱淺事故。

2. 事故案例

2011年8月，一艘在馬耳他注冊(cè)的散貨船在從Glensanda駛向Wilhelm Shaven的過程中，在英國海岸擱淺。該船船體被損壞，其中一個(gè)壓載水艙出現(xiàn)3 m的斷裂，嚴(yán)重進(jìn)水。值得慶幸的是，事故并未造成人員傷亡或環(huán)境污染。

事故經(jīng)過：某日9時(shí)35分，該船駛進(jìn)馬爾海峽，船長使用兩個(gè)雷達(dá)和ECDIS來助航。ECDIS系統(tǒng)設(shè)置了以下安全參數(shù)：安全等水線10 m，計(jì)劃航線兩邊偏航范圍為0.2 n mile及防擱淺警戒區(qū)等預(yù)警。船長指示采用自動(dòng)舵航行，然后將船舶移交三副指揮，三副則站立于面向右舷雷達(dá)顯示器和右手邊ECDIS顯示器的位置。該船進(jìn)入海峽后的35 min左右，根據(jù)雷達(dá)顯示，三副注意到前方出現(xiàn)一艘漁船。該船離下個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)大約1 n mile，三副打算避開漁船進(jìn)入港口，于是決定提早轉(zhuǎn)向，調(diào)整自動(dòng)舵，右轉(zhuǎn)，開始緩慢地改變至航向?yàn)?14°。之后三副在雷達(dá)上觀察到疊加的AIS信息，該船為一艘漁船，其標(biāo)距為3.6 n mile，方位318.5°（T）。隨著該船接近314°的計(jì)劃方位，三副決定繼續(xù)右轉(zhuǎn)向使?jié)O船處于船首左側(cè)位置，但當(dāng)該船在321°的方位時(shí)，三副又觀察到另一艘小船出現(xiàn)在右前方大約1 n mile內(nèi)，于是打算從左側(cè)避讓小船，故繼續(xù)調(diào)整航向往324°的方向駛?cè)ァ＿@時(shí)ECDIS系統(tǒng)防擱淺警戒區(qū)迅速跳出警報(bào)，但三副并未聽到警報(bào)聲。三副用船笛連續(xù)拉出兩個(gè)長聲以警示小船注意該船通過，最后小船平穩(wěn)地從左舷通過。此時(shí)，三副把注意力都集中在1 n mile之內(nèi)的漁船上。雖然避讓了小船，但三副發(fā)現(xiàn)以12 kn航速行駛的該船將于不久沖上淺灘，16 s后該船觸到海底引起船舶劇烈震動(dòng)。船長立刻回到指揮位置并查看ECDIS上的顯示，才意識(shí)到該船已經(jīng)擱淺。

3. 事故分析

這起事故主要是由于對(duì)ECDIS設(shè)備的過分依賴和使用不當(dāng)而造成的。該船配有兩套ECDIS，全備份實(shí)現(xiàn)電子海圖無紙化導(dǎo)航。所有的駕控人員包括船長都完成了以IMO Model 1.27課程為基礎(chǔ)的通用ECDIS培訓(xùn)。由于當(dāng)時(shí)沒有強(qiáng)制要求駕控人員接受類似設(shè)備的特定培訓(xùn)，只是船舶技術(shù)管理公司按照ISM規(guī)則來提供相關(guān)培訓(xùn)，因此他們對(duì)設(shè)備并不熟悉。盡管三副的確使用ECDIS作為主要導(dǎo)航手段，但他沒有充分利用設(shè)備上所顯示的有用信息。三副在10：10右轉(zhuǎn)前不斷察看ECDIS上的顯示，而ECDIS顯示防擱淺警戒區(qū)警報(bào)大約在10：18時(shí)響起。然而，當(dāng)時(shí)三副的注意力都集中在避免與小船發(fā)生碰撞上，以至他透過駕駛窗全神貫注地看著前方，同時(shí)又不斷觀察雷達(dá)顯示監(jiān)視器。雖然三副以ECDIS作為主要的導(dǎo)航手段，但他沒有重視需要監(jiān)視的船位、計(jì)劃軌跡以及周圍的危險(xiǎn)物和阻礙。同時(shí)，該船在ECDIS上顯示的物理位置無法讓操作設(shè)備的人在觀察顯示屏的同時(shí)再去關(guān)注駕駛窗外的情況。ECDIS的朝向問題導(dǎo)致三副必須面向右側(cè)的屏幕進(jìn)行監(jiān)視，而三副在避免船舶發(fā)生碰撞期間的首要任務(wù)仍是觀察前方的動(dòng)態(tài)。如果ECDIS的位置在三副前面，他肯定會(huì)在監(jiān)視航行情況之余一并兼顧查看ECDIS的顯示。相比常規(guī)的紙質(zhì)海圖，自動(dòng)化設(shè)備更容易導(dǎo)致船員缺乏海況意識(shí)。

ECDIS能及時(shí)識(shí)別船舶當(dāng)前位置，在任何時(shí)候，即使沒有定期標(biāo)繪也能展現(xiàn)船舶經(jīng)過的軌跡。這使三副理所當(dāng)然地認(rèn)為在船舶遇到危險(xiǎn)時(shí)，ECDIS防擱淺警戒區(qū)便會(huì)自動(dòng)報(bào)警。因此，在船舶將要擱淺前15 min內(nèi)，他依然覺得沒有必要去檢查船舶的位置和航跡。事實(shí)上防擱淺警報(bào)在ECDIS上設(shè)置的10 m安全等水線不適用于該船，設(shè)安全等水線，要考慮到1.4 m的潮汐高度，預(yù)測船身將下沉0.9 m，船舶擱淺深度10.13 m，故該安全等水線應(yīng)設(shè)為10.63 m。

此外，無論是船長還是值班駕駛員都沒有對(duì)船上ECDIS的音頻警報(bào)存有疑問。雖說他們都參加過符合IMO示范課程標(biāo)準(zhǔn)的ECDIS培訓(xùn)，但船長及值班駕駛員仍然缺乏對(duì)ECDIS設(shè)備的安全特征或其重要性的認(rèn)識(shí)和理解。盡管ECDIS防擱淺警戒區(qū)在屏幕上的警報(bào)被激活，可是該船ECDIS單元未與音頻警報(bào)的揚(yáng)聲器或蜂鳴器連接（不符合IMO的性能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范），導(dǎo)致音頻警報(bào)這一功能失效，直到發(fā)生這起事故才意識(shí)到聲音警報(bào)系統(tǒng)未做出任何響應(yīng)，未能及時(shí)提醒三副船舶正面臨擱淺危險(xiǎn)。

綜合以上，該起事故的產(chǎn)生原因總結(jié)如下：

（1）轉(zhuǎn)向點(diǎn)的把握。三副基于自己的猜測，認(rèn)為漁船會(huì)跟隨該船的方向航行到下一個(gè)計(jì)劃轉(zhuǎn)向點(diǎn)，過早開始右轉(zhuǎn)。

（2）雷達(dá)分析記錄表明，根據(jù)航行計(jì)劃，三副將船駛?cè)胗?jì)劃航線，而另兩艘船舶從它的右舷駛過。

（3）如果ECDIS的位置位于三副前方，那他很可能在監(jiān)視海面情況的同時(shí)兼顧觀察ECDIS的顯示。

（4）三副沒有注意防擱淺警戒區(qū)視頻警報(bào)，因?yàn)樗緵]有監(jiān)視ECDIS的顯示。而防擱淺警戒區(qū)音頻警報(bào)這一功能失效而未能起到提示作用。

（5）無論是船長還是船員都缺乏對(duì)此設(shè)備安全特征及性能的認(rèn)識(shí)，未能正確設(shè)置ECDIS安全等水線，直到發(fā)生事故后才發(fā)現(xiàn)設(shè)置不當(dāng)。

（6）船長過于相信三副的能力，事實(shí)上三副缺乏經(jīng)驗(yàn)，需要船長在導(dǎo)航上給予一定支持。

（7）ECDIS的音頻警報(bào)即使正常運(yùn)作，也會(huì)因?yàn)槿痹诖笠袅康夭シ乓魳范鴮?dǎo)致他沒能聽到警報(bào)聲響。

4. 事故教訓(xùn)

ECDIS作為一個(gè)先進(jìn)的輔助工具，確實(shí)為值班駕駛員提供了一個(gè)高效導(dǎo)航的手段，可以持續(xù)提供船舶當(dāng)前位置、歷史航跡，還可以準(zhǔn)確及時(shí)提醒船員即將出現(xiàn)的危險(xiǎn)等。然而，對(duì)于海上航行，光依賴先進(jìn)的設(shè)備并不能完全保證無意外事故發(fā)生。駕駛員不僅要通過設(shè)備功能和使用的培訓(xùn)，充分掌握其性能并適當(dāng)?shù)乩闷涔δ埽?并利用瞭望和其他導(dǎo)航手段、方法檢驗(yàn)系統(tǒng)的有效性，才能更好地發(fā)揮它們的作用，保證航行安全。

二、AIS信息被忽略而導(dǎo)致的事故

AIS是現(xiàn)代船舶了解海上信息最普遍的工具之一，它能顯示本船相鄰的船舶信息，同時(shí)將這些信息補(bǔ)充到雷達(dá)和ECDIS等設(shè)備上，是對(duì)船舶安全航行極其重要的通信設(shè)備。然而，值班駕駛員卻往往忽視了這些信息。

1. 事故案例

2012年2月，一艘集裝箱船以21 kn的速度航行在沿海航道上，在雷達(dá)屏幕上看到有條船向東移動(dòng)，準(zhǔn)備在正北方向從左舷穿越船頭，開往150 n mile外的漁場，集裝箱船裝備Class B AIS，AIS顯示該船船速8.5 kn。在集裝箱船駕駛臺(tái)，水手陪同值班駕駛員值班到01：50時(shí)，之后值班駕駛員讓水手去執(zhí)行防火安全等檢查。當(dāng)時(shí)海況比較惡劣，周邊出現(xiàn)大量漁船，大雨已將能見度降低到大約3 n mile，嚴(yán)重影響雷達(dá)圖像的顯示。值班駕駛員沒有監(jiān)視AIS信息，還準(zhǔn)備改變航向避開左邊海面上的漁船，于是通過雷達(dá)觀察了向東航行的船舶，該船已進(jìn)入2 n mile區(qū)域，并保持航向和速度。這時(shí)他走到船邊察看船首及左舷正橫方向的情況，再返回船橋駕控臺(tái)上調(diào)整船舶航向。與此同時(shí)，向東航行的漁船也在向右側(cè)改變航向，朝著集裝箱船的航徑行駛。值班駕駛員并沒有發(fā)現(xiàn)那艘船也在改變航向，大約3 min后兩船相撞，被撞漁船迅速沉沒。此時(shí)，值班駕駛員似乎聽到了汽笛聲和異常震動(dòng)，但完全沒有意識(shí)到已經(jīng)與漁船發(fā)生碰撞，也沒有立即停船，而是打電話告訴船長集裝箱船可能撞到了不明物體，但沒發(fā)現(xiàn)撞到了什么。船長到駕駛臺(tái)分析當(dāng)時(shí)情況，檢查后發(fā)現(xiàn)集裝箱船并沒有受損，毫無跡象表明附近有另一艘船舶出現(xiàn)，也沒有收到GMDSS遇險(xiǎn)報(bào)警，附近漁船和往常一樣在正常作業(yè)。船長認(rèn)為感覺到的震動(dòng)可能是在改變航向期間海浪打擊船體引起的，故命令集裝箱船恢復(fù)航向繼續(xù)航行。直到18 h后，沿海當(dāng)局發(fā)現(xiàn)漁船下落不明，展開了空中和海上的搜索行動(dòng)，通過驗(yàn)證當(dāng)時(shí)AIS信息發(fā)現(xiàn)失蹤船舶最后航行位置和時(shí)間都與集裝箱船的軌跡相一致，從而找到了失蹤船舶的殘骸，船上11名船員遇難，EPIRB沒啟動(dòng)，也沒有找到救生筏，確認(rèn)是與集裝箱船發(fā)生碰撞。

2. 事故教訓(xùn)

這起事故證明了AIS上的信息過多會(huì)易被值班駕駛員所忽略的事實(shí)。AIS已在各種類型和大小的船舶中被廣泛使用。盡管這一系統(tǒng)對(duì)小船在公海和大洋航線上航行極為有用，但是在高密度航行領(lǐng)域里，由于信息太多，AIS信息很有可能被在大船上的值班駕駛員所忽略或過濾掉。

（1）由于世界各地對(duì)漁船配置的AIS要求不一，沿海漁船的航行一直困擾著值班駕駛員，即使是最有經(jīng)驗(yàn)的船長也很難通過AIS判斷復(fù)雜的海況。因此，在復(fù)雜海況下應(yīng)該提早調(diào)整航向避免發(fā)生悲劇。

（2）應(yīng)依照國際海上避碰規(guī)則來安全航行。船舶在漁船高密集區(qū)航行時(shí)，值班駕駛員必須冷靜思考并快速做出反應(yīng)，無論何時(shí)都應(yīng)該盡可能執(zhí)行這個(gè)規(guī)則。在當(dāng)時(shí)這種情況下，雖然值班駕駛員并不希望發(fā)生類似的碰撞事故，但其改變航向，不僅違反了規(guī)則，同時(shí)也是極其危險(xiǎn)的。

（3）對(duì)任何運(yùn)動(dòng)目標(biāo)做監(jiān)視是很有必要的，因?yàn)樗梢员苊獍l(fā)生碰撞，確保航行安全。無論是要大膽改變航向還是減速，都絕對(duì)不應(yīng)草率做出決定。

（4）當(dāng)時(shí)值班駕駛員設(shè)置的安全速度是有問題的，毫無疑問在惡劣的天氣和海況下，附近還有眾多漁船，以21 kn的速度在黑夜里航行，速度明顯過快。

（5）在通航密度大的繁忙水域，船長應(yīng)該毫不猶豫地增加人員配備，駕駛臺(tái)至少配備一個(gè)值班駕駛員和一個(gè)監(jiān)控人員，以應(yīng)對(duì)特殊情況需求。

（6）應(yīng)定期檢查衛(wèi)星應(yīng)急示位標(biāo)，一旦發(fā)生事情，衛(wèi)星應(yīng)急示位標(biāo)可以降低海難事故中人員的損失。

盡管AIS能提供許多信息，實(shí)施有效避碰，但還是需要人為參與和監(jiān)視才能保證安全。建議合理配備駕駛?cè)藛T和監(jiān)控人員來監(jiān)視周圍境況，合理應(yīng)用AIS信息，合理地將AIS信息與其他導(dǎo)航設(shè)備中顯示的信息有效結(jié)合。只有這樣才能將這些先進(jìn)的導(dǎo)航設(shè)備應(yīng)用得盡善盡美。

三、IBS使用不當(dāng)導(dǎo)致的事故

當(dāng)今的船舶綜合橋樓系統(tǒng)（IBS）集成了大量來自不同通導(dǎo)設(shè)備的信息，包括AIS、GPS、雷達(dá)和ARPA等。但由于使用不當(dāng)，也會(huì)造成悲劇的發(fā)生。

1. 事故案例

2012年，有一艘渡船在風(fēng)平浪靜的夜晚駛離港口。船長將值班任務(wù)移交給二副后離開了駕駛臺(tái)。航道還算通暢，盡管在雷達(dá)上出現(xiàn)了一些航行目標(biāo)，但二副沒有對(duì)航行目標(biāo)進(jìn)行標(biāo)繪。不久，二副在海圖上標(biāo)繪船舶的位置并開始計(jì)劃改變航向，采用自動(dòng)舵航行。然后，他發(fā)現(xiàn)船首右舷大約6.5 n mile的AIS目標(biāo)，并進(jìn)行了跟蹤，再次改變航向，大約距1 n mile時(shí)給這艘船舶增加了CPA。同時(shí)二副和水手還一直在監(jiān)視船首右舷的另外三艘漁船，但沒有對(duì)它們?cè)诶走_(dá)上的目標(biāo)進(jìn)行標(biāo)繪，也沒有設(shè)警戒線進(jìn)行監(jiān)控。

當(dāng)最近的一艘漁船距離該船大約在1 n mile內(nèi)時(shí)，水手開始為三艘漁船的逼近感到擔(dān)心。隨著距離的不斷靠近，水手認(rèn)為已經(jīng)沒有足夠的航行區(qū)域讓他改變航向避讓，但是二副竟改變了大約10°的航向。雖然跟在后面的兩艘漁船都采取行動(dòng)成功避讓，但距離最近的那艘漁船繼續(xù)保持原航向航行。二副鳴笛試圖引起他們的注意，并指示水手采取手操舵，但最后還是未能阻止與漁船的碰撞。

2. 事故教訓(xùn)

從這個(gè)事故中得到的教訓(xùn)是，雖然船員了解國際海上避碰規(guī)則，但還是缺乏在實(shí)際情形下正確利用各種通導(dǎo)設(shè)備配合助航的經(jīng)驗(yàn)。

（1）國際海上避碰規(guī)則的基本要求之一，就是在船上要配備適任的值班人員，以便不時(shí)地對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)視。如果不這樣做的話，很難在復(fù)雜的情況下避免碰撞。

（2）當(dāng)確定三艘航行漁船有碰撞危險(xiǎn)時(shí)，二副應(yīng)當(dāng)采取應(yīng)對(duì)措施將危險(xiǎn)指數(shù)降到最低，如通過使用設(shè)置預(yù)警區(qū)域或ARPA來監(jiān)視或標(biāo)繪雷達(dá)目標(biāo)，通過雷達(dá)ARPA功能輔助避碰。

（3）國際海上避碰規(guī)則第8條要求，采取避碰的任何行動(dòng)必須是安全可靠的。如果二副根據(jù)ARPA功能提前大膽改變航向，其實(shí)類似碰撞是很容易避免的。

（4）漁船的駕駛室里并沒有人一直監(jiān)視周圍情況，雖然它是一艘直航船，只要保持它的航向和速度即可。然而，國際海上避碰規(guī)則第17條規(guī)定，直航船在發(fā)現(xiàn)有碰撞的可能時(shí)，也應(yīng)當(dāng)提早采取措施。而事故中的漁船船長直到危機(jī)出現(xiàn)才采取避碰措施，為時(shí)已晚。

（5）該船駕駛員偏愛通過雷達(dá)顯示來監(jiān)視AIS目標(biāo)。雖然AIS信息對(duì)避免碰撞非常有用，但也會(huì)引起錯(cuò)覺，應(yīng)該將AIS、雷達(dá)、ARPA等集合起來使用。

四、結(jié)束語

對(duì)先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)使用不當(dāng)會(huì)造成嚴(yán)重后果。錯(cuò)誤使用船上的導(dǎo)航設(shè)備，過分依賴設(shè)備的功能而不重視值守，再先進(jìn)的設(shè)備也無法避免悲劇的發(fā)生，這也是每年海上事故中超過80%以上的事故都是人為因素造成的原因。諸多事故教訓(xùn)給每個(gè)航海人敲響了警鐘，電子信息技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了船舶通導(dǎo)設(shè)備的發(fā)展，只有正確、合理應(yīng)用，才能真正為海上航行提供安全、可靠保障。設(shè)備是助航，而人的因素才是最重要的，航海人員只有正確認(rèn)識(shí)并合理應(yīng)用現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)，重視人為因素的控制，才能實(shí)現(xiàn)真正意義上的海上安全航行。