新型航海技術對船舶避碰自動化的影響研究

王仙水 江衍煊

福建船政交通學院 福建 福州 350007

在船舶運行過程中,避碰事故的出現會造成嚴重的經濟損失和人員傷亡問題,同時還會對海洋造成嚴重污染。在對現有航海事故的研究中發現,絕大多數的事故都是因為船員在航海運行過程中沒有嚴格按照《國際海上避碰規則》進行船舶駕駛。所以要想切實降低船舶碰撞事故,就需要認識到船舶避碰自動化技術提升的重要性問題,從而在科學技術的穩定發展背景下,為新型航海船舶避碰自動化技術提供重要幫助。

一、船舶避碰自動化研究現狀

在對船舶避碰自動化工作進行研究的環節中,需要對水上、水下的物標信息源進行準確分析,從而為后續工作的開展提供有效的參考價值,確保船舶操作系統可以精準實現自動化決策分析[1]。在當前的船舶避碰自動化問題的研究環節中,涉及的主要內容就是對寬水域船舶航行信息進行量化分析,為決策制定更為科學和全面的工作依據,實現自動化信息的分析。對避碰信息的量化內容主要指的就是對安全距離進行量化分析、對目標船舶的航行情況進行量化,按照工作中獲取的信息進行避碰決策的構建,在這項工作開展過程中通過對神經網絡方法和專家智能技術等多種量化手段的應用,更好的實現工作方向的調節和優化。在船舶的航行過程中,人為因素也會造成船舶碰撞,所以在實際駕駛環節中,船員需要嚴格按照《國際海上避碰規則》進行傳播操作,這不僅需要船員具備專業的綜合素質,同時還應該具備豐富、全面的駕駛經驗,只有這樣才能在遇到問題的時候及時進行處理,避免船舶碰撞事故的發生[2]。與此同時,如果只能借助人為手段避免傳播碰撞事故的發生,必然會存在較為顯著的落后性,所以更應該加強對船舶避碰自動化技術的有效研究,通過對先進科學技術的研究和應用,有效實現船舶避碰自動化水平的提升,這也是避免船舶碰撞事故發生的重要手段。

二、船舶避碰自動化發展現狀

航海自動化功能的實現需要借助多個系統的作用達成,比如編制和自動定位系統,航線的自動控制和自動避碰系統等等。航海編制系統主要就是按照運輸任務和環境情況進行運行,從而借助最安全和最經濟的方式進行自動控制,為確保船舶行駛的安全性,需要對子系統的信息進行綜合分析。在對一條安全經濟的航線進行設計環節中,工作人員更需要針對實際情況制定合理計劃,確保航行方向和速度的合理性,只有這樣才能為自動航行提供更為精準的數據信息,保證船舶維護計劃的準確性。在船舶行駛過程中,避碰系統的出現可以大大降低船舶碰撞或是觸礁意外[3]。

要想對船舶間的碰撞和船舶擱淺觸礁問題進行顯著劃分,一般會將其劃分為避礁系統和避碰系統,但是在某種程度而言,這兩個系統有屬于不可分割的有機整體,船舶航行是否能保證順利和安全都與這兩個系統的平穩性有著直接聯系。當前在寬水域航行中,船舶避碰決策問題已經基本實現了有效解決,但是仍然需要對其性能進行完善。在水上物標信息源的問題上分析,船舶在航行過程中獲取信息的主要方式就是導航雷達,但是在實際應用環節中,船舶應用的導航仍然存在明顯局限性,無法精準進行水上物標信息源的確定,此種方式必然會大大降低可靠性。在上世紀八十年代開始,為了更好的水下物標信息源進行收集,航海工作人員逐漸開始在海上暗礁聲納探測儀系統應用于船舶上。在船舶的航行過程中,水中雷達可以更準確的對船舶和水上障礙物位置進行分析,從而在系統運算中進行事故預警或是危險評估。但是研究中發現,這一系統目前只被應用在了少數船舶中,這一系統的最遠探測距離也只有1000米,在應用中仍然需要對其局限性問題進行解決[4]。

三、船舶避碰自動化的實際應用

(一)船舶避碰自動化中對AIS的應用。基于目前人們對船舶避碰自動化技術的研究逐漸深入,人們對船舶識別和信息交換等重要性問題也有了進一步認識,因此也認識到了當前船舶通信導航及時中的問題和不足。在此種情況下,AIS技術逐漸興起。AIS本身具備近距離的傳播優勢,受到天氣和環境的影響較小,可以繞過障礙物進行信息傳播,但是這一技術作用下所提供的信息量龐大,必然會大大增加值班人員工作量。AIS中最關鍵的信息參數就是目標的相對運動參數,這類參數主要就是在雷達探測中的應用。雷達探測在實際工作中很容易出現信息混亂的問題,并且雷達探測獲取的信息需要駕駛員借助自身豐富的駕駛技術對其進行分析,造成工作的局限性明顯。而AIS的優勢在于可以及時改進雷達探測系統中的缺陷,作為一種雷達導航的輔助信息源,不僅能對雷達探測信息的準確性和有效性進行提升,還可以為相關的船舶提供避讓信息,此種方式可以進一步強化船舶之間的協調合作,在船舶安全避讓危險的同時,還能大大降低事故的發生概率[5]。

(二)海圖信息數字化。在近年來專業工作人員的努力研究和探索下,當前寬水域船舶自動避碰決策技術也獲得了較為顯著的成績,這也是當前船舶避碰自動化系統的重要技術支撐。在之前的工作中,水域范圍有限,所以船舶運行中為了互相避讓,很可能引發其他的避碰事故,所以在船舶避碰事故的解決過程中,我們也應該加強對相關問題的研究和分析。其一,保證靜態信息獲取的正確性和及時性,其二,保證靜態和動態避碰信息之間的緊密結合。在對海圖信息數字化的應用過程中,可以在電子海圖顯示系統、信息系統等多個系統的應用過程中,為船舶避碰問題的解決提供了更多研究的方向和思路[6]。海圖信息數字化在航海股從衡中的應用可以有效實現對避碰問題的解決,之后利用海上航行數據可以對更好的實現信息之間的動態和靜態交換,這也是解決船舶避碰問題的重要環節。

結束語

綜上所述,在我國科學技術水平全面提升和發展背景下,航海領域中對先進技術的應用也更為全面和廣泛。在新型航海技術中,船舶避碰自動化的出現更是為船舶航行的安全性提供了不可忽視的重要保障。在這一工作中,工作人員更應該加強對船舶避碰自動化技術的研究,只有這樣才能保證船舶在航行中更準確和有效的發現問題,從而制定更具針對性的問題解決方案,確保船舶航行中對避碰事故的最大化控制,為國家安全發展和工作人員的生命安全進行有效保障。雖然目前這項工作的開展仍然存在一定問題,但是希望在研究和創新中能更好改進問題,實現技術的穩定發展。