論基于電子海圖的航線設計對船舶航行的重要意義

鄧東輝

摘? 要：電子海圖在船舶實際航行過程中的作用愈發凸顯，其未來的發展前景一片良好。因此文章主要對電子海圖在實際工作中發揮的效果進行研究，并簡析其在船舶航行過程中的功能，對于航線設計過程中的主要影響因素進行探究，以此對電子海圖的未來發展趨勢做出相應的展望。期望通過文章的研究，能夠為后續學者的研究提供參考與借鑒，并在此基礎之上有效促進我國船舶領域的發展和建設。

關鍵詞：電子海圖;航線設計;專業教學

中圖分類號：U675? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）06-0105-02

引言

自上世紀末，國際海道測量組織做出了相關規定之后，我國在電子海圖領域的發展就得到了顯著的提升，進入了一個嶄新的時代。電子海圖的開發和設計，以及電子海圖系統的構建都在一定程度上取得了突破性的進展。電子海圖的顯示與信息系統（ECDIS）的革新促使了我國現代化船舶航行的發展，并在規定中對海員的相關標準進行了明確的規定，對船舶駕駛員經過了相應的考試之后方可上任。

對于航線設計來說，其主要是基于專業性航海技術的基礎上，對于航行以及定位技術進行全方面的指導和規劃，以此能夠實現海員管理級別的航行職能，并基于此更好的做出航次計劃以及引導的工作。這種評估項目在當前形勢下的發展，不僅有效促進了我國現代化船舶航行的發展，同時對于我國電子海圖的建設也具有十分重要的現實意義。隨著計算機技術的不斷發展，電子海圖自身具有的巨大優勢，也為我國的船舶航行事業提供了相應的助力。駕駛員能夠直接通過電子海圖的輔助性設計，實現對航線的規劃、監視以及航線的記錄等工作，同時還能夠根據現代化船舶航行過程中自動化控制方式實現航海通告的自動改正，并將GPS技術合理的運用到電子海圖中。這樣就能夠方便航海人員的實際操作，以此避免由于航線自身的偏離對航行產生一定的危險。

1 電子海圖在船舶航行中的功能分析

1.1 設計航線

電子海圖相關設備的使用，不僅能夠更好的對當前航線的設計和制定做出相應的優化，同時還能夠對現有的轉折點以及航線庫及時進行修改和完善。在發生不可挽回的后果之前，還能夠及時對航線進行更改和取消，以此有效防止后續更加嚴重的后果。航線的設定主要是依靠大圓海圖的方式或是墨卡托海圖的方式得出[1]。航線制定之后，就是將實際尺寸進行縮放，以不同方式在海圖上進行實現。同時在電子海圖的繪制之后，還可以根據其自動推算的方式對現有的航程以及實際距離進行估算。與此同時，系統還能夠在自動化或是半自動化的潮汐時刻表的幫助下進行航程時間的精準計算。基于矢量表形式下的電子海圖還能夠進行航線的自動繪制和檢測，對于其中出現的危險區域和禁航區域要及時的進行避免。例如經常涉及到的軍事演習區、禁止拋錨區等相關區域范圍。同時電子海圖的相關設備還能夠及時對航線以及船舶的吃水線進行控制，繼而保障航行過程的安全性和全面性。

1.2 監測航線

沿著當前計劃航線進行實時的監控，并不斷對航行狀況以及船舶位置進行反饋也是電子海圖的主要特點之一。傳統航行過程中使用GPS以及羅蘭臺卡的方式對船舶進行定位，只是能夠對船舶的歷史位置進行記錄。而電子海圖上的位置顯示是建立在實時設備更新的基礎上進行完善，并基于此能夠全面的對電子海圖的實時位置以及歷史位置進行綜合性顯示。不僅如此，利用矢量圖標的方法還能夠對船舶當前的行駛速度進行合理規劃和監測。在此過程中，矢量系統還能夠對船前是否有禁航區域或是較為特殊的航行區域進行預先的報警和標準。在船舶駕駛的過程中，對航線以及當前船舶的現有位置有疑問時，應當立即呼叫船長對當前的疑問進行解決。在遇到緊急狀況時，還可以通過各種聯系方式尋求其他方面的幫助，為船舶的整體安全采取各種有效的行動措施。同時還應當在航線開始之前，或是在進入到危險水域之前的時間段內，定期對航海相關裝置以及設備進行檢查，以此能夠在遇到危險事件的過程中，保障各設備正常運行的狀況下及時擺脫困境。同時還需要利用雷達平行指標線對船只位置進行實時性的監測。

1.3 記錄航次

在航海日志的記錄過程中，對于海圖上相關的位置標記以及航海過程中發生的各類事件都需要進行詳細的航次記錄。一旦發生海上事故，這些記錄信息對于后續的事故原因探究具有十分重要的作用。這也能夠為船舶自身保護提供法律上的依據。ECDIS提供了這種功能，從事故前的一分鐘到事故前的8個小時的位置、前進方向都將被存儲，而且系統的存儲內容是不允許修改的[2]。

2 影響航線設計的因素分析

航線設計的準確性對于航行結果的安全性起到了十分重要的保障作用。因此在航線設計的過程中，需要進行全方位的評估和評價工作。對于計劃航線的預計工作，要考慮到其中的各方面實際條件，并據此制定出更加合理的航線規劃。同時還要在航行的過程中不斷對監控工作進行履行，以此有效保障航海過程的安全性和穩定性。

2.1 航線設計的原則分析

航線設計主要分為四個階段，對于現有航行狀況的評估，航線的實際設計，最終的航線制定以及航海過程中的監測工作。對于各項信息數據的收集以及當前航海狀況的評估主要是建立在航線設計之前，并且在制定航線之前必須要具有一個十分完善的航線計劃和設計結算。在此之后，一旦制定和計劃的航線被使用到實際操作過程中，就需要從一而終，要將監測環節貫穿于航行的各個階段[3]。

2.2 航線設計的信息風險評估分析

在航線設計過程中的信息風險評估主要是對預計航線的現有信息進行更新和完善的過程。通過對目標區域內部的危險物進行探究，并針對范圍邊緣以及臨街區域進行綜合性探查來更好的進行風險因素和風險等級的評定。在相關信息被及時收集之后，計劃航線的實時評估工作就需要建立在船長以及駕駛員共同工作的過程中，最終的決策內容也是由船長進行制定。此評估主要是為船長以及駕駛員提供一個更加清晰和明確的航海危險預警圖，對于航海危險區進行明確的指示，并對船舶最終的吃水和富余水深等問題進行合理規劃，同時還要根據當前實際的船舶航行狀況進行計劃航線的航段安全邊距的判斷，以此對航海專業人員起到一定的輔助性的作用。在航線設計的過程中，船長還應當對航海過程中可能會出現的各種危險和實際問題進行考量，并在此基礎上制定出航線計劃性的更改，或是重新制定，以此來有效實現特殊情況的應對和完善[4]。

3 電子海圖的發展趨勢分析

當前，大部分的航海類院校進行海圖制作的過程中，主要是采用紙質海圖的繪制方式，在海圖實訓室內進行訓練和操作。這種傳統教學方式下，就會導致海圖消耗量加大，教學時間較長，因此難以在短時間內就顯示出更加全面的教學效果。隨著現代化電子海圖形式的發展，應當積極做好教育教學方面的改革。改變傳統模式下枯燥的教學方式，而是使用實驗手段的方式將其提升到日常上來。航海類院校需要根據現代化航海事業的實際發展需求進行電子海圖的開發新教學訓練，使得電子海圖在逐漸發展的過程中成為一種發展趨勢。當前天津計算機研究所已經開始與相關機構進行合作，共同研發基于電子海圖的航線設計項目。此項目的開發和完善對于后續航海院校的實際教學工作具有巨大的意義[5]。

這種電子海圖的設計能夠在教學訓練的過程中，由教師主控臺、大屏幕投影設備以及學生操作器等部分構成。在理論知識以及實踐實訓過程中，教師可以在教學系統中相應的布置教學作業，學生根據教師的要求進行海圖的繪制和訓練。教師就可以及時通過顯示器對學生的學習狀況進行掌握和指導，以此來更好的對學生的各方面進行綜合性提升。此訓練系統還可以直接與雷達系統、GPS定位系統進行對接，使得學生在實踐訓練的過程中對于航海涉及到的相關系統進行熟練操作和掌握。同時系統設計的過程中，還能夠及時對學生的海圖作業進行當場考核，并綜合性的形成一種更加完善的評價體系，這樣對于學生的專業性學習也起到了一定的促進和發展的作用。不僅能夠有效提升學生的專業技術水平，同時還能夠更好的促進學生對相關崗位的適應能力[6]。

4 結束語

綜上所述，ECDIS在當前發展階段主要是作為一種電子海圖以及信息系統之間結合的航海輔助形式，其發展態勢能夠有效促進我國航海事業的自動化和智能化建設。同時將電子海圖的系統性建設與高級航海設備之間的緊密結合，從理論上能夠更好的實現自動航行的意義，但是在實際實踐的過程中還涉及到各種問題亟待解決。從我國航海事業長久發展的角度進行分析來看，電子海圖在我國未來航海事業的發展過程中，一定會成為船舶自動化建設以及安全航行不可分割的一部分。因此各大航海院校要積極進行電子海圖系統的創新和完善，加強對訓練和教學系統的建設，在提升教師教學水平以及學生專業技術水平的同時，更好的促進我國現代化航海事業的發展。這對于我國社會主義建設以及綜合國力的提升具有十分重要的現實意義。

參考文獻：

[1]白曉勇，趙甲文，潘念.船舶計劃航線航路段自動解算算法研究[J].艦船電子工程，2016（11）.

[2]馬力.卡爾曼濾波算法在船舶航行軌跡異常行為檢測中的應用[J].艦船科學技術，2017（12）：144-146.

[3]王濤，張立華，彭認燦，等.考慮轉向限制的電子海圖最短距離航線自動生成方法[J].哈爾濱工程大學學報，2016，37（07）：923-929.

[4]韓佳彤.基于大數據分析的海上智能航線設計[J].珠江水運，2016（1）：78-79.

[5]邱亮，曹興飛，孫健.電子海圖安全參數的應用[J].中國水運月刊，2016，16（12）：66-68.

[6]彭認燦，張立華，王濤，等.顧及航道寬度的最短距離航線自動生成方法[J].海洋測繪，2016，36（3）：29-31.