新型航海技術(shù)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(xué)院 福建 福州 350007

在船舶運行過程中,避碰事故的出現(xiàn)會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡問題,同時還會對海洋造成嚴(yán)重污染。在對現(xiàn)有航海事故的研究中發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)的事故都是因為船員在航海運行過程中沒有嚴(yán)格按照《國際海上避碰規(guī)則》進(jìn)行船舶駕駛。所以要想切實降低船舶碰撞事故,就需要認(rèn)識到船舶避碰自動化技術(shù)提升的重要性問題,從而在科學(xué)技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展背景下,為新型航海船舶避碰自動化技術(shù)提供重要幫助。

一、船舶避碰自動化研究現(xiàn)狀

在對船舶避碰自動化工作進(jìn)行研究的環(huán)節(jié)中,需要對水上、水下的物標(biāo)信息源進(jìn)行準(zhǔn)確分析,從而為后續(xù)工作的開展提供有效的參考價值,確保船舶操作系統(tǒng)可以精準(zhǔn)實現(xiàn)自動化決策分析[1]。在當(dāng)前的船舶避碰自動化問題的研究環(huán)節(jié)中,涉及的主要內(nèi)容就是對寬水域船舶航行信息進(jìn)行量化分析,為決策制定更為科學(xué)和全面的工作依據(jù),實現(xiàn)自動化信息的分析。對避碰信息的量化內(nèi)容主要指的就是對安全距離進(jìn)行量化分析、對目標(biāo)船舶的航行情況進(jìn)行量化,按照工作中獲取的信息進(jìn)行避碰決策的構(gòu)建,在這項工作開展過程中通過對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和專家智能技術(shù)等多種量化手段的應(yīng)用,更好的實現(xiàn)工作方向的調(diào)節(jié)和優(yōu)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(huán)節(jié)中,船員需要嚴(yán)格按照《國際海上避碰規(guī)則》進(jìn)行傳播操作,這不僅需要船員具備專業(yè)的綜合素質(zhì),同時還應(yīng)該具備豐富、全面的駕駛經(jīng)驗,只有這樣才能在遇到問題的時候及時進(jìn)行處理,避免船舶碰撞事故的發(fā)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(fā)生,必然會存在較為顯著的落后性,所以更應(yīng)該加強(qiáng)對船舶避碰自動化技術(shù)的有效研究,通過對先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的研究和應(yīng)用,有效實現(xiàn)船舶避碰自動化水平的提升,這也是避免船舶碰撞事故發(fā)生的重要手段。

二、船舶避碰自動化發(fā)展現(xiàn)狀

航海自動化功能的實現(xiàn)需要借助多個系統(tǒng)的作用達(dá)成,比如編制和自動定位系統(tǒng),航線的自動控制和自動避碰系統(tǒng)等等。航海編制系統(tǒng)主要就是按照運輸任務(wù)和環(huán)境情況進(jìn)行運行,從而借助最安全和最經(jīng)濟(jì)的方式進(jìn)行自動控制,為確保船舶行駛的安全性,需要對子系統(tǒng)的信息進(jìn)行綜合分析。在對一條安全經(jīng)濟(jì)的航線進(jìn)行設(shè)計環(huán)節(jié)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(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息,保證船舶維護(hù)計劃的準(zhǔn)確性。在船舶行駛過程中,避碰系統(tǒng)的出現(xiàn)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(jìn)行顯著劃分,一般會將其劃分為避礁系統(tǒng)和避碰系統(tǒng),但是在某種程度而言,這兩個系統(tǒng)有屬于不可分割的有機(jī)整體,船舶航行是否能保證順利和安全都與這兩個系統(tǒng)的平穩(wěn)性有著直接聯(lián)系。當(dāng)前在寬水域航行中,船舶避碰決策問題已經(jīng)基本實現(xiàn)了有效解決,但是仍然需要對其性能進(jìn)行完善。在水上物標(biāo)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(dǎo)航雷達(dá),但是在實際應(yīng)用環(huán)節(jié)中,船舶應(yīng)用的導(dǎo)航仍然存在明顯局限性,無法精準(zhǔn)進(jìn)行水上物標(biāo)信息源的確定,此種方式必然會大大降低可靠性。在上世紀(jì)八十年代開始,為了更好的水下物標(biāo)信息源進(jìn)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(tǒng)應(yīng)用于船舶上。在船舶的航行過程中,水中雷達(dá)可以更準(zhǔn)確的對船舶和水上障礙物位置進(jìn)行分析,從而在系統(tǒng)運算中進(jìn)行事故預(yù)警或是危險評估。但是研究中發(fā)現(xiàn),這一系統(tǒng)目前只被應(yīng)用在了少數(shù)船舶中,這一系統(tǒng)的最遠(yuǎn)探測距離也只有1000米,在應(yīng)用中仍然需要對其局限性問題進(jìn)行解決[4]。

三、船舶避碰自動化的實際應(yīng)用

(一)船舶避碰自動化中對AIS的應(yīng)用。基于目前人們對船舶避碰自動化技術(shù)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(jìn)一步認(rèn)識,因此也認(rèn)識到了當(dāng)前船舶通信導(dǎo)航及時中的問題和不足。在此種情況下,AIS技術(shù)逐漸興起。AIS本身具備近距離的傳播優(yōu)勢,受到天氣和環(huán)境的影響較小,可以繞過障礙物進(jìn)行信息傳播,但是這一技術(shù)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(guān)鍵的信息參數(shù)就是目標(biāo)的相對運動參數(shù),這類參數(shù)主要就是在雷達(dá)探測中的應(yīng)用。雷達(dá)探測在實際工作中很容易出現(xiàn)信息混亂的問題,并且雷達(dá)探測獲取的信息需要駕駛員借助自身豐富的駕駛技術(shù)對其進(jìn)行分析,造成工作的局限性明顯。而AIS的優(yōu)勢在于可以及時改進(jìn)雷達(dá)探測系統(tǒng)中的缺陷,作為一種雷達(dá)導(dǎo)航的輔助信息源,不僅能對雷達(dá)探測信息的準(zhǔn)確性和有效性進(jìn)行提升,還可以為相關(guān)的船舶提供避讓信息,此種方式可以進(jìn)一步強(qiáng)化船舶之間的協(xié)調(diào)合作,在船舶安全避讓危險的同時,還能大大降低事故的發(fā)生概率[5]。

(二)海圖信息數(shù)字化。在近年來專業(yè)工作人員的努力研究和探索下,當(dāng)前寬水域船舶自動避碰決策技術(shù)也獲得了較為顯著的成績,這也是當(dāng)前船舶避碰自動化系統(tǒng)的重要技術(shù)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(fā)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(yīng)該加強(qiáng)對相關(guān)問題的研究和分析。其一,保證靜態(tài)信息獲取的正確性和及時性,其二,保證靜態(tài)和動態(tài)避碰信息之間的緊密結(jié)合。在對海圖信息數(shù)字化的應(yīng)用過程中,可以在電子海圖顯示系統(tǒng)、信息系統(tǒng)等多個系統(tǒng)的應(yīng)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(shù)字化在航海股從衡中的應(yīng)用可以有效實現(xiàn)對避碰問題的解決,之后利用海上航行數(shù)據(jù)可以對更好的實現(xiàn)信息之間的動態(tài)和靜態(tài)交換,這也是解決船舶避碰問題的重要環(huán)節(jié)。

結(jié)束語

綜上所述,在我國科學(xué)技術(shù)水平全面提升和發(fā)展背景下,航海領(lǐng)域中對先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用也更為全面和廣泛。在新型航海技術(shù)中,船舶避碰自動化的出現(xiàn)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(yīng)該加強(qiáng)對船舶避碰自動化技術(shù)的研究,只有這樣才能保證船舶在航行中更準(zhǔn)確和有效的發(fā)現(xiàn)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(fā)展和工作人員的生命安全進(jìn)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(chuàng)新中能更好改進(jìn)問題,實現(xiàn)技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展。