新航海技術對船舶避碰自動化的影響

巫清華

摘 要：隨著科學的進步我國的航海領域有了質的飛躍，但是在近些年航海貿易中依舊存在著很多安全問題。現在的航行過程中船舶的觸礁事故屢屢發生。本文就新航海技術的現狀進行了深入研究，闡述了船舶避碰自動化的當前研究現狀。結合當下船舶避碰自動化技術狀況，就船舶避碰自動化技術的有關問題展開深入探討，以供參考。

關鍵詞：新航海技術;自動化;船舶避碰;影響

近些年我國航海領域發展飛快，但是在實際應用中仍舊存在著很多危險問題，船舶撞擊事件不斷發生，船舶避碰技術得不到有效發揮，導致很多人身安全受到傷害。面對現在的情況，用更先進的技術去完善船舶自動化是很有必要的，同時將海圖信息數字化技術、AIS技術、檢測報警全面應用到其中使其充分發揮作用，實現船舶避碰自動化技術的總體目標，保證航海人員能夠順利前進，使我國貿易效率有所提升。

1 船舶自動化技術使用情況

為了推進航海領域的發展，我國研發了諸多專業航海技術，以傳感器技術為例，大大地推進了船舶自動化的技術提升。現如今在避碰自動化技術研究中，主要是基于對水目標信息源的采集，以信息為中心進行解決和提出策略，并利用操作系統來實施處理方法。

據相關數據調查，在航行避碰的過程中人為因素影響較大，這也就對航行水手的駕駛技術有了嚴格的要求，要有豐富的作業經驗和敏銳的應急能力，可以應對突發的緊急事件。也可以將智能化技術帶入其中，會最大限度地避免船舶的安全事故發生。以寬海域航行為例，航行信息的量化處理、自動化控制等方面成為了避碰自動化的核心，以量化來解決并判定與目標傳播較為安全的間距，為航海人員的避碰決策提出強有力的支持，神經網絡、人工智能等在信息量化處理中得到良好的應用。同時可以應用多船避碰決策方式來避免航行時發生碰撞事故，對避碰自動化的技術改革也提供了幫助。

從最根本上講，船舶擱淺與碰撞是不一樣的，所以我們需要對兩者展開來看。該系統主要是要防止船舶之間發生碰撞情況，而礁石避碰系統是要防止船舶與礁石碰撞與擱淺。在整個導航運行期間，這兩個功能都必須同時具備，一定要妥善處置它們之間的問題。因此，對該技術進行研究與探索的過程中，一般將這兩個系統放在一起一同探索。比如，在行駛期間海域較為寬闊的條件下，探索功能時應當結合分析性能的優化問題，因為在海上、水中監測目標信息不夠準確，導致一些海域全自動避碰依舊具有滯后性。對于海上目標信息來說，導航雷達探測系統是以往船舶航行搜索該類信息的主要依據，然而在當今諸多因素會影響甚至限制航行中的雷達探測，使其不能精準地取得海上目標的完整信息。自二十世紀八十年代起，我國為了使雷達探測到更詳細的海上目標信息做了很多的實踐，一些海域的專業人員會在船上安裝礁石聲納系統，也就是水下雷達技術，這樣可以提高信息采集的準確性，精準的預判物體與船之間的距離、最小擱淺觸碰礁石也會計算出來，以獲取的數值設立安全水位值，觸及安全風險會馬上發出警報。現在水下雷達為航行安全做了貢獻，能精準探測1000m內的目標物。但是水下雷達設備開發價格較高，在探測距離方面產生一定限制，并沒有進行應用推廣，在水下目標物探測方面仍然需要深入研究。

2 新航海技術對避碰自動化的影響

2.1避碰造成影響的原因

從以往的船舶安裝案例可以發現，絕大多數船舶出現事故的原因都與人為因素相關聯。因為船員長期生活在水上，條件比較艱苦，在航行過程中很容易碰到突發情況，所以船員流動性很大，而很多船員的航行次數有限，專業能力不夠，經驗不足，會在一定程度上影響航行安全。為了避免航行安全事故發生，應當普及相關工作人員在安全方面的意識和專業的操控技術，進而使相關人員在形式中更具責任感及綜合素質，管理人員應當監督專業人員定期維修船舶自動化，確保系統的整體完好。另外，它可以與新的航海技術相結合，提高船舶整體的自動化水平和船舶發生碰撞情況時的防御功能。能最大程度降低人為原因造成碰撞事故發生的情況，提高船舶在航行時導航功能更加自動化，保證船舶在行駛中安全前進，避免船上人員受到傷害。

2.2系統結構與功能

船舶自動化技術由很多結構共同組成，按使用效果不一樣可以將其分為航行方向控制、整體控制、自動定位技術、防止碰撞等。其中，防止碰撞具有控制調轉方向的功能，能夠精準判定船舶的行駛方向和所在位置，以防船舶在運行中與航向發生偏離。在船舶的行使過程中可以迅速獲取其他正在行駛的船舶航行信息，根據碰撞后的風險程度，制定科學有效的應急方案。航向控制是根據船舶的航行環境，為船舶擬定一條高質量的航行線路，對原本擬定的航線進行優化，確保航行期間的安全性，提高航行的速度，綜合分析船舶的航行速度、航行方向、船舶位置及航行狀態，確保船舶在航行中能夠一直處于穩定的狀態，按照航行路線穩步前行，綜合控制可以把子系統中的信息進行匯總與分類。根據安全規則和通信情況，擬定最適合的行進方案，避開危險目標，保證航行過程的平穩、安全。為了有效促進中控系統的科學策略，船舶管理人員可以借助科學的自動化技術，將策略信息傳送給有關調度部門，提高船舶運行的安全性，創建良好的安全航行環境。

2.3技術應用

2.3.1 AIS技術

船舶避碰自動化在發展與研究深入探討的背景下，船岸間信息交互、船與船信息互換和船舶識別的意義更加重要，另外，相關科研人員對船舶導航通訊技術的問題也有了一些了解。當下AIS的優點逐漸被發掘出來，AIS的應用也得到了一定的推廣。當近距離有障礙物時，AIS可以精準地繞過其進行信息傳遞，傳遞的信息內容也較大，也就是因為AIS可以傳遞大量信息，應用它需要配合許多工作人員。當目標距離很近時，AIS可以清楚地將其顯現出來，并且基本不受天氣變化影響。其中目標運動參數作為AIS信息參數很重要的一部分，然而雷達探測是該參數的重要來源。在雷達探測的過程中，傳遞信息時很可能出現錯誤和混亂的，在大部分情況是需要駕駛員憑借多年駕駛經驗和專業來分析傳遞的信息，所以局限性是一定存在的。當然，這也就凸顯了AIS的優點，這種雷達導航可以輔助雷達探測，使其信息更精準、可靠，而且還能夠將避碰信息傳輸到目標船只上，提升船舶行駛的安全性、協調性，使其有效地規避碰撞事故。

2.3.2海圖信息數字化

經過相關技術人員的不懈探索與研究，寬海域船舶自動避碰技術取得了很大的成果。以往船舶出海行使經常會受水域的影響，很多的船舶在避讓過程中都會造成碰撞事故。將最新的導航技術應用后，采取了以下幾個對策：①采集與之有關靜態數據信息。②采集冬季避讓的信息，采用動靜相結合的方法來提高信息采集的整體效率，讓數字海圖信息的使用更加科學有效。這項技術將電子海圖、信息系統和聲吶探測相結合，開啟了船舶避碰的新篇章。在電子海圖顯示系統（ECDIS）中，增加了一個新的避碰決策板，通過該決策板可以實現動靜信息的交換，減少了碰撞問題的發生。

2.3.3監測報警

通過局域網現場總線去實現在檢測報警子系統中的信號采集，是最高效、簡單、安全的。管理微機設定為進口工業控制計算機，此界面應用便利、反應敏捷且友好，收到船只避碰信息可以迅速做出響應，減少碰撞事故的發生：在參數的顯示與測量方面，每一個測量值和測量點的名稱如果在大屏幕上分頁顯示超過上下兩個限值就會發出聲響，紅燈閃動發出警報，大屏幕會不斷刷新實測值;當大屏幕顯示傳感器出現問題時，對傳感器異常情況開展提示檢測，并對相關技術人員發出整改信號。當監控系統開啟時，有關船舶監控整個界面都會顯示在大屏幕上。查看巡回測量參數的關鍵點，翻開測量參數要點測電表格的頁面，打開標題欄上的功能按鍵，就可以彈出對話框;當測量值超出設置的范圍時，就會發出聲光報警功能。點擊“靜音”按鈕才可以返回正常界面。在數據方面，可以定期測量和記錄船舶與障礙物之間的距離，并實時存盤。

3 結論

從長遠發展角度來講，新航海技術提升了船舶避碰自動化探索的難易程度，為了可以將航海行駛的安全和穩定進行提升，近年來研發出很多高精度的安全系統、定位系統和海上遇險等等，包括迄今為止，最先進的AIS船舶自動識別系統，這些技術確實提高了船舶航行的安全性，但也讓船舶自動化研究更具挑戰性。

參考文獻：

[1]丁俊.淺析AIS在船舶航行及避碰中的應用[J].中國水運（下半月），2020， 020（002）：59-60，117.

[2]李成龍，賈榮，童輝等.船舶避碰事故影響因素及對策分析[J].船舶物資與市場， 2020， No.168（02）：55-57.

[3]李蘭秀.船舶自動識別系統在內河船舶避碰技術的應用[J].艦船科學技術， 2020，v.42（02）：20-22.

[4]林英獅，施志鴻.一種基于北斗衛星定位的船舶智能報警系統設計[J].無線互聯科技，2020， v.17;No.179（07）：11-12+15.

[5]魏靈康.基于避碰規則的無人船路徑規劃技術研究[D].湖北工業大學，2020.

[6]崔東楠.新型航海技術對船舶避碰自動化的影響研究[J].珠江水運，2019， No.490（18）：72-73.