王勇

引言：近些年來(lái)，國(guó)際對(duì)海洋環(huán)境方面做出的保護(hù)也愈加嚴(yán)格，而電子技術(shù)、造船技術(shù)、信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的提升共同向我國(guó)電子航海技術(shù)水平的提升奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的發(fā)展之后，我國(guó)的電子航海技術(shù)實(shí)現(xiàn)了快速的進(jìn)步，并獲得了廣泛的應(yīng)用。對(duì)此，本文介紹了電子航海技術(shù)的概念，并從多個(gè)角度分析了其具體應(yīng)用與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

前言

縱觀航海技術(shù)的發(fā)展我們可以發(fā)現(xiàn)，近些年來(lái)人們開(kāi)始將更多的先進(jìn)技術(shù)引入到航海領(lǐng)域。二十世紀(jì)是人們?cè)陔娮訉W(xué)領(lǐng)域獲得長(zhǎng)足發(fā)展的時(shí)代，同時(shí)在這一時(shí)代下，取得電子技術(shù)在航海中得到了大范圍的使用。然而因?yàn)橐徊糠蛛娮酉到y(tǒng)受到了其自身的功能束縛或缺乏穩(wěn)定性，航海人員的工作量沒(méi)有有效的降低。所以，不管是為了滿足現(xiàn)階段的發(fā)展需求，還是促進(jìn)未來(lái)的航海技術(shù)發(fā)展，都向航海電子系統(tǒng)提出了綜合化與智能化的要求。

一、電子航海技術(shù)的概念

電子航海概念的首次提出應(yīng)追溯到2006年，至今已經(jīng)經(jīng)過(guò)了幾年的發(fā)展歷史。但是從整體上看，電子航海這一概念仍然處于初步階段，而且人們并未對(duì)其下一個(gè)統(tǒng)一的定義。通俗來(lái)講，電子航海是指把多種先進(jìn)技術(shù)，例如信息技術(shù)等引入到航海作業(yè)中，其最突出的特征就是信息化。電子航海戰(zhàn)略則是指多種信息的融合，例如船舶、航線以及氣象等，而站在船舶的角度上來(lái)講，則涉及到了綜合行駛臺(tái)系統(tǒng)、電子海圖顯示與信息系統(tǒng)、全球遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)、機(jī)艙數(shù)據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)、電子主機(jī)及船舶局域網(wǎng)等船用電子設(shè)備系統(tǒng)等[1]。將先進(jìn)性的各種技術(shù)引入到航海技術(shù)中，原有的航海技術(shù)水平將會(huì)得到很大程度的提升，同時(shí)航海設(shè)備也將得到進(jìn)一步的完善，進(jìn)而促進(jìn)航海事業(yè)的發(fā)展。

二、航海技術(shù)的自動(dòng)化

航海自動(dòng)化的內(nèi)容通常會(huì)涉及到三個(gè)環(huán)節(jié)，即船舶駕駛自動(dòng)化，交通管理系統(tǒng)以及海難救助系統(tǒng)。

2.1船舶駕駛自動(dòng)化

現(xiàn)階段，船用衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、電子海圖以及避碰決策支持等環(huán)節(jié)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一定的智能化與機(jī)械自動(dòng)化，然而這些環(huán)節(jié)依然是比較分散的，并沒(méi)有獲得統(tǒng)一。盡管其中碳鋼也產(chǎn)生了某個(gè)高水平的自動(dòng)化駕駛臺(tái)，卻并沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致這一問(wèn)題出現(xiàn)的最主要因素就是該系統(tǒng)自身還無(wú)法實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）航行計(jì)劃可以進(jìn)行自動(dòng)編制。

（2）航線自動(dòng)保持功能。

（3）船位自動(dòng)推算與測(cè)定，檢測(cè)船位是否在設(shè)定的最佳航線上。

（4）可以自動(dòng)避碰與自動(dòng)。船舶駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)的組成如下圖1所示。

圖1 船舶駕駛自動(dòng)化系統(tǒng)的組成框圖

在上圖1所示的多個(gè)系統(tǒng)中，自動(dòng)避碰系統(tǒng)可以說(shuō)是其中最容易受到環(huán)境影響的系統(tǒng)了。不僅如此，這一系統(tǒng)還是自動(dòng)航行過(guò)程中的重要任務(wù)。現(xiàn)階段，不論是船上雷達(dá)自動(dòng)標(biāo)會(huì)儀，還是正處在進(jìn)一步研究階段段的避碰決策專家系統(tǒng)，均只能給出一些參考性的建議，和航行中的最終決策實(shí)現(xiàn)避碰功能之間尚存在不不小的距離。避碰的最大難點(diǎn)主要就是聲納無(wú)法達(dá)到自動(dòng)避碰的需求[2]。

2.2交通管理系統(tǒng)

水上交通管理系統(tǒng)實(shí)際上就是船舶交管信息綜合處理系統(tǒng)。在這一系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)是其中心部分，而該部分的重要功能就是處理由導(dǎo)航傳感器，包括雷達(dá)、陀螺羅經(jīng)、計(jì)程儀等發(fā)出的數(shù)據(jù)。之后，再精準(zhǔn)的表示出信息的最終處理結(jié)果，同時(shí)將這些結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。系統(tǒng)就會(huì)按照已有的存儲(chǔ)記錄來(lái)深入分析船舶所處的交通狀態(tài)，之后再做出相應(yīng)的交通指揮決策。這樣一來(lái)，當(dāng)船舶航行在比較狹窄的航道線段時(shí)，就可以強(qiáng)迫其順利的通過(guò)[3]。除此之外，當(dāng)全港船舶即將要面臨危險(xiǎn)時(shí)，能夠事先發(fā)出警報(bào)，并在第一時(shí)間內(nèi)給出相應(yīng)的急救措施建議等。上述功能是無(wú)法借助傳統(tǒng)的交管設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，所以，由此可見(jiàn)，水上交通管理系統(tǒng)可以說(shuō)是新時(shí)期下水上交通管理工作最行之有效的途徑。

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)已在大部分的船舶密集江河、港口等水域成功構(gòu)建了交管系統(tǒng)。在二十一世紀(jì)發(fā)展的新時(shí)期，水上交通管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)主要為覆蓋范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。具體的主要是先借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)覆蓋沿海海域，之后再和衛(wèi)星船位報(bào)告系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，將覆蓋范圍擴(kuò)大至整個(gè)大洋。

2.3海難救助系統(tǒng)

人們習(xí)慣將船舶通信和導(dǎo)航兩方面內(nèi)容比作船長(zhǎng)的眼睛與耳朵，同時(shí)它們還扮演著整個(gè)船舶的安全神經(jīng)的重要角色。航行過(guò)程中產(chǎn)生的一系列安全信息將會(huì)借助導(dǎo)航發(fā)送到神經(jīng)中樞，從而為船長(zhǎng)提供決策依據(jù)，之后再將所制定的決策發(fā)送到岸上指揮所，為船舶提供第一時(shí)間的指導(dǎo)與援助。

近些年來(lái)，人們向和船舶安全之間有著直接聯(lián)系的通信導(dǎo)航設(shè)備提出了更高的需求。在這種背景下，一些船舶安裝了衛(wèi)星通信船舶終端站、ARPA雷達(dá)等設(shè)備，同時(shí)還專門安裝了數(shù)字選呼、雷達(dá)應(yīng)答器等多項(xiàng)高科技設(shè)備[4]。除此之外，為了給船舶自身、廣大旅客以及船員的人身和財(cái)產(chǎn)安全，國(guó)際上已經(jīng)專門建立了各高素質(zhì)與高能力的營(yíng)救隊(duì)伍，并配備了精良的救助設(shè)備。

在無(wú)線電通信設(shè)備逐漸健全的過(guò)程中，研究人員已有的海上通信系統(tǒng)不管是在遇險(xiǎn)通信問(wèn)題上，還是在一些常規(guī)的無(wú)線電通信問(wèn)題上都存在十分明顯的不足之處。所以，常規(guī)的無(wú)線電通信系統(tǒng)早已無(wú)法滿足新時(shí)期下海上安全航行的發(fā)展需求了，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的完善勢(shì)在必行。目前國(guó)內(nèi)已有衛(wèi)星緊急無(wú)線電示位標(biāo)，它能夠有效的彌補(bǔ)無(wú)線電救助設(shè)備中存在的不足。這一設(shè)備的自身所具有的優(yōu)勢(shì)與功能都為海難救助提供了極大的便利。借助“巨星緊急無(wú)線電示位標(biāo)”來(lái)搜救遇險(xiǎn)船舶能夠在很大程度上提升搜救效率，同時(shí)還能夠不受天氣、海洋狀況以及事故嚴(yán)重性的多方面影響而正常工作。

三、總結(jié)

我們?cè)诳隙穗娮雍胶＜夹g(shù)所獲得的成就的同時(shí)，還必須要看到這一技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用所面臨的困境，例如，航行水域擁擠問(wèn)題等。這些問(wèn)題都是未來(lái)電子航海技術(shù)所必須要解決的，而我們相信，在各種科技水平日漸提升的未來(lái)時(shí)間里，電子航海技術(shù)必將能克服這些問(wèn)題而獲得進(jìn)一步的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]劉建強(qiáng).關(guān)注全球電子航海趨勢(shì)[J].中國(guó)遠(yuǎn)洋航務(wù).2012（03）：66-67.

[2]駱寧森.船舶AIS、VDR介紹[J].江蘇船舶.2002（02）：31-32.

[3]孔凡村.光纖陀螺羅經(jīng)及其在航海上的應(yīng)用[J].航海技術(shù).2004（03）：49-51.

[4]吳建華，陶德馨.自動(dòng)船舶識(shí)別系統(tǒng)的信息解碼技術(shù)研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（交通科學(xué)與工程版）.2007（04）：12.

（作者單位：南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）