探索網(wǎng)位儀在海上救助中的應(yīng)用

盛王森

摘要：網(wǎng)位儀是基于船用AIS核心發(fā)展起來(lái)的新裝備，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)異、造價(jià)低廉、水密和漂浮性好、適用場(chǎng)合廣泛的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于海上捕撈網(wǎng)具的位置標(biāo)識(shí)和航船避讓信標(biāo)。海上救助常常面臨遇險(xiǎn)標(biāo)的繁雜、遇險(xiǎn)性質(zhì)難測(cè)、氣象水文條件惡劣、環(huán)境復(fù)雜等多重困難和風(fēng)險(xiǎn)，是海事活動(dòng)中的逆行者。在前期海上救助實(shí)踐中，我們將網(wǎng)位儀設(shè)備引入到救助作業(yè)中，排除了許多困難和險(xiǎn)情，取得了明顯效果，值得將應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)與大家分享。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)位儀;位置標(biāo)識(shí);海上救助;提升作業(yè)安全

1網(wǎng)位儀工作原理概述

通俗來(lái)講，網(wǎng)位儀就是一臺(tái)可漂浮于水面指示位置信息的信標(biāo)，其核心部件是船用AIS設(shè)備中的發(fā)射部分。設(shè)備中安裝了GPS接收單元，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)定時(shí)定位，自動(dòng)計(jì)算出信標(biāo)的移動(dòng)方向和速度，并通過(guò)一套發(fā)射單元，將靜態(tài)的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)位置信息，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的AIS信息格式主動(dòng)向海面以廣播形式發(fā)射。附近裝有AIS接收設(shè)備的船舶或岸站，可實(shí)時(shí)接收信標(biāo)發(fā)出的信息，從而達(dá)到發(fā)現(xiàn)、跟蹤、避讓的目的。網(wǎng)位儀以VHF頻段的無(wú)線電信號(hào)發(fā)射，信號(hào)發(fā)送周期可以預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)，其傳播不受海上風(fēng)浪、能見(jiàn)度的影響，也不受白天和夜晚的影響，信號(hào)穩(wěn)定，精度高。發(fā)射距離主要取決于設(shè)備的發(fā)射功率和天線高度，一般能達(dá)到5-10nmile。

2網(wǎng)位儀的海上性能實(shí)測(cè)試驗(yàn)

地點(diǎn)：舟山蝦峙門錨地水域

船舶：“東海救118”輪

網(wǎng)位儀名稱設(shè)置：YUNANCHUAN

時(shí)間：2018年6月14日

（1）作用距離測(cè)試。“東海救118”釋放小艇，攜帶開(kāi)啟的網(wǎng)位儀隨艇離開(kāi)，以80°的航向一直向東行駛。本船通過(guò)AIS、雷達(dá)、電子海圖設(shè)備，連續(xù)觀察網(wǎng)位儀發(fā)出的信號(hào)，設(shè)備顯示出網(wǎng)位儀發(fā)送的船位、航向、航速信號(hào)穩(wěn)定，能夠滿足母船對(duì)小艇的不間斷觀測(cè)和跟蹤。通過(guò)手機(jī)APP查看船訊網(wǎng)，網(wǎng)位儀顯示信號(hào)正常，設(shè)置的船名數(shù)據(jù)均能顯示。但由于本船AIS設(shè)置在錨泊狀態(tài)，每6min收發(fā)更新一次數(shù)據(jù)，小艇在變向變速時(shí)更新不及時(shí)，影響到測(cè)試效果。網(wǎng)位儀在救助艇上的安裝位置見(jiàn)圖1。

小艇一直駛離5.5n mile，已經(jīng)完全消失在視野中，母船接收到的小艇手持VHF信號(hào)開(kāi)始斷斷續(xù)續(xù)，即令其返回。

（2）工作持續(xù)時(shí)間測(cè)試。將開(kāi)啟的網(wǎng)位儀放置在駕駛室內(nèi)，盡可能減少對(duì)周圍船舶的影響。用本船AIS設(shè)備跟蹤接收其發(fā)送的信號(hào)，值班駕駛員每班檢查電量指示燈并做好記錄。

4天后，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)位儀的電量指示燈由3個(gè)亮變?yōu)?個(gè)亮。

第六天時(shí)，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)位儀在船訊網(wǎng)上的最后更新時(shí)間為19日15：58。初步認(rèn)為電量減少信號(hào)隨之減弱，岸基MS設(shè)備接收不到網(wǎng)位儀發(fā)送的信號(hào)。將設(shè)備挪至空曠甲板，一小時(shí)后，在船訊網(wǎng)上又能接收到信號(hào)。第十天時(shí)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的電量指示燈僅剩一個(gè)在閃爍，表明電量剩余不多了。再次將設(shè)備移至空曠甲班上，本船AIS及船訊網(wǎng)仍能接收到信號(hào)。

從本次測(cè)試情況來(lái)看，網(wǎng)位儀滿電時(shí)連續(xù)工作10d是完全有保障的。

（3）信號(hào)發(fā)送周期的測(cè)試。將兩臺(tái)網(wǎng)位儀編號(hào)，其中1號(hào)設(shè)備測(cè)得信號(hào)發(fā)送周期為216”，期間閃燈35s，停閃141s;2號(hào)設(shè)備測(cè)得信號(hào)發(fā)送周期為208”，閃燈28s，停閃140”。

（4）海上漂移測(cè)試。6月26日下午，船上使用兩個(gè)空鐵桶捆綁在一起，系上網(wǎng)位儀設(shè)備，將空鐵桶放入空曠海面，模擬漂浮中的翻扣船或失控船。使用船上MS設(shè)備、雷達(dá)和電子海圖跟蹤監(jiān)測(cè)，其位置信息，漂流方向和速度信息接收穩(wěn)定，在船訊網(wǎng)平臺(tái)上也同時(shí)接收到穩(wěn)定的相關(guān)數(shù)據(jù)信號(hào)。接收效果見(jiàn)圖2。

3網(wǎng)位儀在海上搜救中適合使用的場(chǎng)合

根據(jù)網(wǎng)位儀的動(dòng)態(tài)位置指示及供電持久性能，結(jié)合海上救助和搜尋實(shí)踐，該設(shè)備可適用于以下場(chǎng)合：

（1）救助小艇遠(yuǎn)離救助母船執(zhí)行海上任務(wù)時(shí)，能及時(shí)被周圍其他航行船舶識(shí)別并采取避讓措施。

（2）救助母船對(duì)救助小艇在海上航行過(guò)程中的跟蹤和指揮。

（3）海上事故船的標(biāo)識(shí)。包括失電待救船舶、翻扣漂浮船舶、斷纜漂浮駁船等。

（4）海上拖帶無(wú)動(dòng)力船、平臺(tái)模塊、大型無(wú)動(dòng)力設(shè)施時(shí)，臨時(shí)安裝上網(wǎng)位儀能被附近航行船舶識(shí)別。

（5）海上落水遇險(xiǎn)人員的位置標(biāo)識(shí)。

（6）海上風(fēng)流調(diào)查。跟蹤網(wǎng)位儀的漂流速度和軌跡，能夠觀測(cè)局部海域的風(fēng)流情況，為科學(xué)制訂搜尋遇險(xiǎn)落水人員方案提供依據(jù)。

（7）海上需要標(biāo)識(shí)、跟蹤或避讓其他物標(biāo)。

4網(wǎng)位儀在海上救助中的作用

目前，船舶AIS系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出當(dāng)初IMO設(shè)定的船舶間相互識(shí)別的初衷。設(shè)備已經(jīng)發(fā)展為集合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息顯示技術(shù)為一體的數(shù)字助航系統(tǒng)。在船舶上，同屏顯示技術(shù)已經(jīng)能將接收到的AIS信號(hào)，直觀顯示在雷達(dá)、電子海圖屏幕上，供駕駛?cè)藛T進(jìn)行目標(biāo)跟蹤識(shí)別、航行避讓等操作。在岸基，只要能被沿岸基站接收到的海上AIS信號(hào)，都能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)紸IS信息平臺(tái)，讓岸基指揮人員能實(shí)時(shí)觀察救助現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤、指揮救助作業(yè)的全過(guò)程。

網(wǎng)位儀在救助中的作用歸納起來(lái)有以下幾點(diǎn)：

（1）有效標(biāo)識(shí)海上目標(biāo)。網(wǎng)位儀在信號(hào)傳播中不受氣象海況的影響，無(wú)論是大風(fēng)浪、濃霧天或是夜間，都不影響觀察者能及時(shí)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。有效地解決了大風(fēng)浪中海浪對(duì)雷達(dá)探測(cè)小目標(biāo)的干擾，能夠讓救助船舶在夜間對(duì)類似于漂浮的翻扣船舶進(jìn)行有效跟蹤，并能讓周圍航行船舶及時(shí)發(fā)現(xiàn)，避開(kāi)危險(xiǎn)。

（2）向附近航行船舶提供重要信息。當(dāng)網(wǎng)位儀放置在遇險(xiǎn)對(duì)象上時(shí)，能實(shí)時(shí)向救助船舶，附近航行船舶，岸站等接收設(shè)備，提供位置信息，移動(dòng)速度和方向，以及預(yù)設(shè)置的船名和遇險(xiǎn)性質(zhì)信息。起到了航行安全保障及實(shí)時(shí)跟蹤救助目標(biāo)的作用。同時(shí)也減輕了以往需要救助船舶不斷使用VHF發(fā)布航行安全通告，使用探照燈指示遇險(xiǎn)目標(biāo)的繁瑣工作，避免了救助作業(yè)中容易發(fā)生的疏漏以及造成航行船舶的次生災(zāi)害。

（3）實(shí)時(shí)跟蹤救助母船釋放的救助小艇動(dòng)態(tài)。實(shí)踐證明，許多海上人命救助案例都發(fā)生在沿岸淺水區(qū)、島礁區(qū)，或者因風(fēng)流影響，遇險(xiǎn)船舶或落水人員已經(jīng)漂流至淺水區(qū)、島礁區(qū)，使得救助船舶無(wú)法直接接近救助目標(biāo)。在實(shí)施救助作業(yè)時(shí)，通常需要釋放救助小艇，遠(yuǎn)距離駛離母船進(jìn)行救助作業(yè)。

當(dāng)救助作業(yè)遇到能見(jiàn)度不良或夜間時(shí)，駛離的救助艇很快就消失在母船的視野中，而救助艇上又不能海圖作業(yè)，無(wú)法知道自身的船位是否存在危險(xiǎn)，瞬時(shí)一切進(jìn)入盲目與擔(dān)憂之中。尤其是救助艇離開(kāi)時(shí)間較長(zhǎng)后，自身受風(fēng)流影響，很難找到返回的路。在這種不良能見(jiàn)度f(wàn)青況下，由于無(wú)法克服自身風(fēng)險(xiǎn)，常常讓施救者無(wú)法前行。

攜帶網(wǎng)位儀設(shè)備后，母船對(duì)救助艇的航行動(dòng)態(tài)能實(shí)施全程跟蹤，在雷達(dá)和電子海圖屏幕上實(shí)時(shí)顯示救助艇的位置和相關(guān)信息，能實(shí)時(shí)了解救助艇航行區(qū)域的水深條件，是否存在暗礁和礙航物，使用VHF能及時(shí)提醒和指揮救助艇的航行過(guò)程，達(dá)到快速安全完成救助任務(wù)的目標(biāo)。

同時(shí)，裝有網(wǎng)位儀的救助艇，能夠?qū)崟r(shí)被周圍其他航行船舶發(fā)現(xiàn)，航行船舶能及時(shí)采取避讓措施，確保救助艇的航行安全。

（4）提升岸基在救助作業(yè)中的實(shí)時(shí)監(jiān)督和指揮作用。網(wǎng)位儀設(shè)備重量輕、體積小巧、電力持久、防水漂浮性能好，能夠方便地安裝在我們的救助對(duì)象上。在岸基AIS覆蓋區(qū)域內(nèi)，其發(fā)射的信號(hào)既能被船舶接收，也能被岸基接收。通過(guò)我國(guó)海事AIS傳輸網(wǎng)絡(luò)及船訊網(wǎng)平臺(tái)，均能觀測(cè)到放置了網(wǎng)位儀設(shè)備的救助對(duì)象船位及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為岸基指揮部門對(duì)救助作業(yè)的決策和指揮，提供科學(xué)依據(jù)和便利。

5網(wǎng)位儀在海上救助應(yīng)用中的改進(jìn)思路

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，測(cè)試選用的網(wǎng)位儀設(shè)備，其工作性能已經(jīng)能夠滿足我們?nèi)粘＞戎鳂I(yè)的需要。但以本土化改造，拓展和延伸其功能，更加方便我們?cè)诤Ｉ暇戎惺褂脼槟繕?biāo)，設(shè)備進(jìn)一步細(xì)化完善的空間還很大。

（1）為方便設(shè)備放置于各類救助對(duì)象上，并能得到較好的信號(hào)效果，應(yīng)在設(shè)備上配置伸縮桿和強(qiáng)磁底座。

（2）為達(dá)到更好的海上視覺(jué)效果，應(yīng)在該設(shè)備上配置強(qiáng)光閃光燈。

（3）為了設(shè)備能夠獲得更長(zhǎng)的工作時(shí)間，應(yīng)配置太陽(yáng)能電池板，增加自動(dòng)充電功能。

（4）安裝于救助艇上的網(wǎng)位儀設(shè)備，應(yīng)改進(jìn)供電方式，研究使用艇上電源直接供電，并隨艇啟動(dòng)，隨艇關(guān)閉。

（5）完善設(shè)備數(shù)據(jù)寫(xiě)入軟件，使設(shè)備能夠針對(duì)不同救助對(duì)象，設(shè)置對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

本文內(nèi)容是為了探索引入海上救助新裝備，提升救助作業(yè)有效性和安全性而進(jìn)行的研究。雖然網(wǎng)位儀是一款結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格極其低廉的小設(shè)備，但在海上救助實(shí)踐中起到了良好的實(shí)用效果，真切地被我的同事們所接受。