沈建云

摘要：電子海圖顯示與信息系統(tǒng)（Electronic Chart Display & Information System -ECDIS）以下簡(jiǎn)稱ECDIS。被認(rèn)為是繼雷達(dá)之后在船舶導(dǎo)航方面的又一項(xiàng)偉大的技術(shù)革命，它能夠解決碰撞和擱淺這二個(gè)航海實(shí)踐中最具有威脅的風(fēng)險(xiǎn)。ECDIS已經(jīng)發(fā)展成為一種新型的船舶導(dǎo)航系統(tǒng)和輔助決策系統(tǒng)——船舶航行信息系統(tǒng)，并成為船舶駕駛臺(tái)的信息核心。引航員便攜式助航儀（Personal Pilot Units—PPU）是針對(duì)引航員工作特點(diǎn)：在狹窄水域、多船船舶、流水急、水深變化大、靠離泊位等復(fù)雜情況航行，專門設(shè)計(jì)的導(dǎo)航輔助軟件，為引航員提供多船會(huì)遇點(diǎn)、船員運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)、可視的CPA、BCR，船舶橫移速度和與泊位距離等參數(shù)，來輔助引航員完成引航任務(wù)。目前PPU也有了飛速發(fā)展，數(shù)量較多，性能、價(jià)格各異，我根據(jù)多年使用的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)幾款常用的PPU特點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比，供大家參考。

關(guān)鍵詞：引航員便攜式助航儀PPU ECDIS 助航軟件

1 引 言

船舶ECDIS通過連接其他航海儀器（如GPS、陀螺羅經(jīng)、計(jì)程儀、AIS、雷達(dá)等）提供船舶的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示（船位、航速、航向等）、航線設(shè)計(jì)、航向監(jiān)控、航行自動(dòng)報(bào)警與提示（如偏航、碰撞、進(jìn)入限制區(qū)等）、自動(dòng)存儲(chǔ)本船航行記錄、航行歷史再現(xiàn)、航海信息查詢等數(shù)據(jù)。引航員便攜式助航儀（Personal Pilot Units—PPU）除普通船舶ECDIS功能外，還針對(duì)引航員工作特點(diǎn)：在狹窄水域、多船船舶、流水急、水深變化大、靠離泊位等復(fù)雜情況航行，特別設(shè)計(jì)了多船會(huì)遇點(diǎn)、船員運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)、可視的CPA、BCR，船舶橫移速度和與泊位距離、模擬操船等功能，來輔助引航員完成引航任務(wù)。

2 引航員助航軟件介紹

2.1 SEAiq Pilot

SEAiq Pilot軟件是美國(guó)Sakhalin，LLc公司專門為內(nèi)河、狹水道、港口引航員設(shè)計(jì)的專業(yè)便攜式助航儀PPU，支持S57，S63矢量海圖以及iENC、 BSB/KAP等海圖格式，可以連接外置WiFi版AIS數(shù)據(jù)適配器。

最新版本：4.3.1，適用IOS8.0以上版本，與iPhone、iPad和iPod touch兼容，支持中文。價(jià)格人民幣2598元。該軟件同時(shí)支持Windows和Android系統(tǒng)。購買一個(gè)企業(yè)賬戶，每月30美金，可以同時(shí)在IOS系統(tǒng)、Android和Windows系統(tǒng)同時(shí)使用。 SEAiq open比SEAiq Pilot功能簡(jiǎn)單，適合普通海員，價(jià)格40美金。海圖需要另外購買。

現(xiàn)可以免費(fèi)申請(qǐng)企業(yè)賬戶：pilot-zhang@163.com?？梢酝瑫r(shí)在Windows、Android、IOS系統(tǒng)試用。

該公司網(wǎng)站http：//seaiq.com

主要功能：

（1）真比例尺船型顯示預(yù)測(cè)航向、船舶位置、船舶尾跡寬度、AIS船舶類型、估算下沉量和轉(zhuǎn)心、首向heading （HDG），航向 course over ground （COG）， 轉(zhuǎn)頭速率rate of turn （ROT）， and 航速speed over ground （SOG）。

（2）顯示與泊位碰墊距離、橫移速度、單點(diǎn)系浮筒。泊位線有海圖和列表二種顯示方法。

（3）支持在線查詢?nèi)虼埃邮誂IS船舶目錄查詢。

（4）記錄和回放，支持正常和10倍回放速度。

（5）在計(jì)劃航線上顯示與多船會(huì)遇點(diǎn)，可以設(shè)定目標(biāo)船船長(zhǎng)小于某值為小型船舶，會(huì)遇點(diǎn)的顏色為藍(lán)色，大于該值為會(huì)遇點(diǎn)為紅色，根據(jù)會(huì)遇點(diǎn)的顏色可以容易區(qū)分會(huì)遇船舶的大小。

（6）避碰：在海圖顯示可視CPA、BCR，模擬操船 ROT，SOG。

（7）避免擱淺：等深線、潮汐調(diào)整（根據(jù)潮汐疊加水深）、高分辨率海圖水深。

（8）航線計(jì)劃：顯示轉(zhuǎn)向點(diǎn)、航線、ETA，XTD等航線信息，有超速、進(jìn)入警戒區(qū)、偏航報(bào)警。

（9）水手工具：VRM、EBL、海圖改正、清潔線。海圖改正有超過50種以上符號(hào)，線和多邊形有多種顏色、樣式可選。

（10）支持多種格式航線導(dǎo)入：GPX、RTU、RT3、RTZ。

（11）引航員航海日志。

（12）引航員航線資料庫：可以分享文件、航線、航海工具以及船舶資料庫。也可以通過email和云端軟件共享。

（13）附加特點(diǎn)：天氣、錨位報(bào)警、衛(wèi)星圖。

（14）在線幫助

實(shí)例：圖2-1，本船“OOCL CHARLESTON”船長(zhǎng)260米，船寬43米，吃水11.3米，從蛇口SCT碼頭5#泊位掉頭出港，航行數(shù)據(jù)依次為：轉(zhuǎn)頭速率ROT 12.6°/分鐘，首向62.5°，航向74.9°速度SOG1.4節(jié)。右邊狀態(tài)欄分別顯示：數(shù)據(jù)來源CAT ROT2（WiFi AIS數(shù)據(jù)適配器）；靠泊模式：船頭距離泊位128米，距離航道邊線502米，距離碼頭角388米，向右橫移速度1.5節(jié)，船尾距離泊位70米，距離航道邊線616米，向左橫移速度0.62節(jié)。以上數(shù)據(jù)同時(shí)在海圖上顯示。本船態(tài)勢(shì)：船頭向右1.36節(jié)，船舶向前1.36節(jié)，船尾向左0.62節(jié)，有四個(gè)黑色細(xì)線分別表示30秒、50秒、90秒、120秒船位。

圖2-2，本船“OOCL CHARLESTON”（轉(zhuǎn)頭速率ROT 0.3°/分鐘，首向217.3°，航向215.9°速度SOG 5.3節(jié)）掉頭后出口，與目標(biāo)船“中達(dá)19”（航向143°，航速3.3節(jié)，方位287°，距離0.51海里）形成交叉會(huì)遇局面，點(diǎn)擊目標(biāo)船獲得會(huì)遇信息：與本船CPA 0.28海里，TCPA 4分43秒，BCR（BOW CROSSING RANGE） -0.29海里（正數(shù)表示他船從本船船頭通過，負(fù)數(shù)表示他船從本船船尾通過）， BCT （BOW CROSSING TIME）3分39秒，在海圖區(qū)分別用紅色線條表示CPA，藍(lán)色表示BCR。偏航距，分別顯示船頭、船尾的偏航距為偏左14.9米，12.9米。已選定航行“Ljz-SCT”航點(diǎn)4個(gè)，航程3.66海里。轉(zhuǎn)向點(diǎn)：SK1，方位216°，距離0.48海里，05：27分鐘到達(dá)，ETA 6月13日 00：43，航向170°。引航員可以根據(jù)這些信息，準(zhǔn)確判斷避碰形勢(shì)，精確操控船舶。

圖2-3，本船“CSCL MARS”（船長(zhǎng)366米，船寬52米，吃水10.8米）以ROT 0.8°首向HDG 204°，航向COG 203.3°航速SOG 15.6節(jié)，從深圳銅鼓航道T10浮筒出口計(jì)劃進(jìn)入廣州伶仃航道，與在伶仃航道多條船舶會(huì)遇，在計(jì)劃航線上出現(xiàn)多個(gè)綠色和紫色圓圈，表示對(duì)遇，表示追越，紫色表示船長(zhǎng)大于100米的船舶，綠色表示船長(zhǎng)小于100米船舶（船長(zhǎng)100米的值是用戶自己任意設(shè)定的）。在A5、A6點(diǎn)浮筒附近出現(xiàn)一個(gè)標(biāo)志，表示在該點(diǎn)有目標(biāo)船和本船對(duì)遇，點(diǎn)擊該圖標(biāo)后出現(xiàn)“XIN DA JIANG 24m03s”（用黑色粗體字顯示），同時(shí)在狀態(tài)欄顯示該目標(biāo)船信息：“新達(dá)江”（船長(zhǎng)189米，船寬31米，吃水811米）交叉相遇信息，航向COG 340°航速SOG 9.5節(jié)，方位185°，距離9.6海里，23分鐘03秒后CPA 0.4海里，22分鐘24秒后BCR 0.89海里。雙擊該圖標(biāo)后，出現(xiàn)該目標(biāo)船信息，點(diǎn)擊右上角標(biāo)志，可以快速找到該船，然后選擇一個(gè)預(yù)設(shè)欄長(zhǎng)按，可以鎖定該船。任何時(shí)候，無論你瀏覽海圖到哪里，點(diǎn)擊屏幕右上角標(biāo)志，本船立刻會(huì)出現(xiàn)在屏幕里，預(yù)設(shè)欄可以快速找到目標(biāo)船。點(diǎn)擊該圖標(biāo)轉(zhuǎn)變紅色為跟蹤模式，再次點(diǎn)擊會(huì)出現(xiàn)標(biāo)志，表示船首向上顯示。點(diǎn)擊左上角“N”標(biāo)志，海圖轉(zhuǎn)換為北向上顯示。放大海圖后，發(fā)現(xiàn)標(biāo)志在馬友石燈船附近，和本船會(huì)遇距離較近，想通過本船減速錯(cuò)開馬友石燈船和該船會(huì)遇，在廣州1#浮筒和A5#浮筒之間通過比較安全。那么需要減速至多少節(jié)？可以通過模擬操船來試驗(yàn)。

圖2-4，通過點(diǎn)擊屏幕右下方功能區(qū)“Setting—Veseels—船舶顯示—Own Ship—模擬速度、模擬ROT選擇開”，在屏幕下方出現(xiàn)航速、ROT模擬控制條，可以通過模擬航速控制條的滑塊，左右移動(dòng)來改變船舶速度，通過ROT控制條的滑塊，左右滑動(dòng)來改變船舶向左、向右轉(zhuǎn)頭速率來實(shí)現(xiàn)模擬操船。我們通過航速控制條的滑塊，使會(huì)遇點(diǎn)標(biāo)志落在在廣州1#浮筒和A5#浮筒之間，這時(shí)模擬本船航速顯示12節(jié)，會(huì)遇時(shí)間推遲到28分鐘05秒， CPA 138米，BCR424米。最后本船減速至12節(jié)，船舶實(shí)際通過情況，也是在廣州1#浮筒和A5#之間安全通過。

由于深圳西部港區(qū)環(huán)境復(fù)雜，各種船舶在警戒區(qū)附近交匯，對(duì)超大型船舶車銅鼓航道進(jìn)口蛇口SCT碼頭6#、7#泊位靠泊，是一個(gè)技術(shù)難題。我們可以利用該軟件的模擬功能對(duì)船舶的航速進(jìn)行模擬研究，圖五：點(diǎn)擊右下角“Setting”—選擇“模擬”開，出現(xiàn)一個(gè)黑色船型，屏幕下方出現(xiàn)一個(gè)對(duì)水速度的模擬控制條、一個(gè)ROT模擬控制條。可以在設(shè)置里設(shè)置本船的船長(zhǎng)、船寬、吃水。長(zhǎng)按該船圖標(biāo)，出現(xiàn)對(duì)話框，選擇“把船移動(dòng)到這”，點(diǎn)擊屏幕海圖把船放置到深圳銅鼓航道X2浮筒附近，也可以點(diǎn)擊船圖標(biāo)，然后再拖動(dòng)該船到指定位置。點(diǎn)擊船頭，再左右擺動(dòng)，可以調(diào)整首向。假設(shè)在X2浮筒位置，航向037°，ROT最大15°/分鐘，對(duì)航速分別設(shè)為6～12節(jié)，查看轉(zhuǎn)入SCT航道的情況。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，當(dāng)航速大于9節(jié)， ROT最大在15°/分鐘以內(nèi)，有可能無法正常SCT航道，就是僥幸能夠轉(zhuǎn)入航道，在泊位前大倒車也無法控制船位，給操作帶來危險(xiǎn)。結(jié)論，本船在X2浮筒附近，需要提前轉(zhuǎn)向，航向控制在050°～070°，航速控制在7～8節(jié)，比較理想?？紤]風(fēng)流情況可以適當(dāng)調(diào)整。

小結(jié)：該軟件整體布局比較符合大型船舶的ECDIS的布置，頂部顯示關(guān)鍵航海數(shù)據(jù)，右邊狀態(tài)欄可以顯示相關(guān)航海數(shù)據(jù)，所有狀態(tài)欄都可以隱藏，最大化顯示海圖。支持email、云端等分享航線、海圖改正等工具、航行記錄等數(shù)據(jù)。所有操作都可以在iPad獨(dú)立完成，不需要第三方軟件協(xié)助。在線查詢AIS、可視CPA、BCR功能、模擬操船、靠泊功能。支持多種WiFi版AIS數(shù)據(jù)適配器。一個(gè)蘋果IOS賬號(hào)可以在多個(gè)IPhone、iPad或iTouch共享。可以在IOS 、Android、Windows系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行。是目前國(guó)際上引航員使用最多的一款助航軟件。

2.2 safePilot

safePilot 是由丹麥的Trelleborg MarineSystems 專門為引航員設(shè)計(jì)的一款 。應(yīng)用于IOS8.0以上版本，與IPad兼容。語言：英語。最新版本2.4，大小35.8MB。價(jià)格：5200元。海圖支持S57、S63格式。該軟件配套使用該公司生產(chǎn)WiFi版AIS適配器CAR系列，無法和其他公司生產(chǎn)的AIS 適配器連接。CAT ROT AIS適配器可以提供AIS信號(hào)外還可以提供ROT參數(shù)。

主要功能：船舶運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)、靠泊功能、可視CPA、可視會(huì)遇點(diǎn)、模擬操船、船塢模式

使用方法，上下滑動(dòng)圖2-6左側(cè)控制按鈕，選擇計(jì)劃按鈕圖標(biāo)，在右側(cè)選擇功能按鈕如圖2-7，

圖2-6：靠離泊時(shí)，上下滑動(dòng)左側(cè)控制按鈕，選擇靠泊模式圖標(biāo)，在右側(cè)功能區(qū)，顯示本船的前后速度，船頭、船尾的橫移速度，以及船頭、船尾與泊位的距離。圖6，“CONTI SPINELL”船長(zhǎng)225米，船寬32米，吃水8米，在赤灣港6#泊位掉頭出口，首向155.3°，航向112.7°航速1.8節(jié)，轉(zhuǎn)頭速率ROT 21°/分鐘，船頭向右橫移速度1.02節(jié)，距離泊位276米；船尾向左橫移1.57節(jié)，距離泊位174米，前后速度1.29節(jié)，四個(gè)黑色陰影分別表示30秒，60秒，90秒，120秒船舶運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。

圖2-8：航行時(shí)，上下滑動(dòng)左側(cè)控制按鈕，選擇航行模式 圖標(biāo)，選擇航線，點(diǎn)擊目標(biāo)船，出現(xiàn)目標(biāo)船信息，長(zhǎng)按該目標(biāo)船出現(xiàn)對(duì)話框，選擇CPA和Meeting Point，在計(jì)劃航線上出現(xiàn)可視CPA（紅色線）和會(huì)遇點(diǎn)（黑色）及相關(guān)信息?？梢酝ㄟ^模擬操船，來調(diào)整航速。拖動(dòng)會(huì)遇點(diǎn)（黑色）到航線上需要的某一點(diǎn)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)藍(lán)色會(huì)遇點(diǎn)及相關(guān)信息，表示如果目標(biāo)船航速不變，表示調(diào)整本船航速可以在藍(lán)色會(huì)遇點(diǎn)與目標(biāo)船會(huì)遇。 本船“MAERSK LEBU”船長(zhǎng)300米，寬45米，吃水12米，首向344.7°，航向345.2°，對(duì)地航速SOG 12節(jié)，轉(zhuǎn)頭速率ROT，與目標(biāo)船“日照盛世”船長(zhǎng)259米，寬32米，吃水11米，首向171.4°，航向170°，對(duì)地航速11.3節(jié)，正常情況二船在點(diǎn)A會(huì)遇，會(huì)遇時(shí)間10分鐘后，ETA 14：01，距離目標(biāo)點(diǎn)2.1海里，資料框用黑色顯示。紅線處CPA信息：TCPA10分鐘，CPA 263米，資料框用黑色顯示。紅線和點(diǎn)A基本重合。由于會(huì)遇點(diǎn)A距離馬友石燈船距離較近，想在馬友石燈船南面會(huì)遇，可以通過模擬操船測(cè)試，拖動(dòng)會(huì)遇點(diǎn)A到計(jì)劃會(huì)遇點(diǎn)B，本船需要減速至6.3節(jié)，時(shí)間延長(zhǎng)13分鐘后，ETA 14：05， 距離目標(biāo)點(diǎn)1.4海里，資料框用藍(lán)色顯示。實(shí)際本船減速6節(jié)，與目標(biāo)船在馬友石南面會(huì)遇。

圖2-9：進(jìn)船塢時(shí)，上下移動(dòng)左側(cè)控制按鈕，選擇船塢模式，顯示本船與船塢前方、左右的距離，以及前后速度，船頭、船尾的橫移速度。

小結(jié)：Safe Pilot軟件，獨(dú)有進(jìn)船塢功能。但價(jià)格較高，而且只能與本公司生產(chǎn)的AIS適配器連接，通用性不好。航線、海圖改正功能、航行記錄無法共享。沒有在線查詢AIS功能。AIS圖標(biāo)使用藍(lán)色圓圈，非標(biāo)準(zhǔn)的三角形。

2.3 Transas Pilot PRO是由英國(guó)Transas Marine Limited 公司專門為深海、航道、內(nèi)河和港口引航員設(shè)計(jì)的一款專業(yè)助航軟件。它使用Transas TX-97矢量海圖。最新版本2.1.4，需要IOS8.0以上版本，與iPad兼容，支持中文。價(jià)格299歐元。

公司網(wǎng)站 http：//transaspilot.com

Transas Pilot PRO的定位使用IOS（iPad內(nèi)置GPS），通過WiFi 版AIS數(shù)據(jù)適配器接收AIS。 Isailor 是為普通海員設(shè)計(jì)的移動(dòng)助航軟件。

主要功能：

（1）靠泊功能

（2）航行顯示

（3）前后速度、COG矢量線、船頭、船尾的橫移速度

（4）預(yù)測(cè)船位

（5）自動(dòng)顯示本船與泊位距離

（6）在計(jì)劃航線上顯示AIS目標(biāo)船的會(huì)遇點(diǎn)及Rendezvous Points（RDV）匯聚點(diǎn)

（7）CPA-TCPA、BCR-BCT的計(jì)算

（8）回放功能

小結(jié)：TRansas Pilot PRO是世界著名大公司Transas開發(fā)的，它占有船舶ECDIS市場(chǎng)的35%，它使用自己的TX-98矢量海圖格式，海圖更新較快，數(shù)據(jù)可靠。現(xiàn)在也開始注重引航員助航軟件的開發(fā)，新版增加了很多功能，如可視CPA（RDV）功能，預(yù)測(cè)船位，船舶運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)等功能。支持多種格式的航線GPX， KML or KMZ，可與SEAiq Pilot航線共享。不需要提前畫泊位線，在選擇靠泊模式時(shí)，會(huì)自動(dòng)顯示與泊位、浮標(biāo)等的距離。由于該公司實(shí)力強(qiáng)大，相信該軟件的功能也會(huì)越來越完善。

2.4 Zero Pilot（隨身引航）

OurPilot-Android（Zero Pilot） 是由北京伴眾行科技有限責(zé)任公司為中國(guó)引航員定制開發(fā)的一款專業(yè)引航助航軟件，該公司是海事行業(yè)內(nèi)最專業(yè)的地理信息云服務(wù)提供商。最新版本Zero Pilot v1.10。該軟件已經(jīng)包含國(guó)內(nèi)的電子海圖，可以免費(fèi)試用。

Mobile：18601255828

Telephone：010-53850138

E-mail： admin@ournav.com

http：//www.ournav.com/develop.html

主要功能：

（1）航行、靠泊功能

（2）航線選擇

（3）量尺功能

（4）在線查詢AIS船舶

小結(jié)：ZeroPilot是我國(guó)自主開發(fā)基于Android系統(tǒng)開發(fā)的引航員助航軟件，目前可以完全免費(fèi)試用，包括電子海圖的下載。海圖采用OurSDK格式，移動(dòng)速度快，支持多種數(shù)據(jù)格式，通過坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)移，兼容多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，顯示控制單元，支持海圖無級(jí)綻放、旋轉(zhuǎn)、平移，數(shù)據(jù)控制單元，支持海圖數(shù)據(jù)單元的隱藏或顯示，完整符號(hào)庫，完整的S52符號(hào)庫并支持用戶自定義擴(kuò)展，動(dòng)態(tài)圖層追蹤，可以定制圖層編輯，為用戶提供更多圖層定制化服務(wù)，數(shù)據(jù)同步更新機(jī)制，通過建立數(shù)據(jù)同步更新機(jī)制，更易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)完整性，靈活的量測(cè)功能，指北針、比例尺等多種主要量測(cè)工具接入。支持連接外置WiFi AIS適配器。各種功能也在不斷的完善中。IOS、Windows版本也即將推出。廣大引航員都在試用該產(chǎn)品。

總結(jié)：通過對(duì)幾款引航員助航軟件的比較，SEAiq Piolt功能齊全，很多細(xì)節(jié)符合引航員的需求，價(jià)格合理?？梢酝瑫r(shí)在IOS、Android和Wind系統(tǒng)下運(yùn)行，是目前國(guó)際上多數(shù)引航員的選擇。Transas Pilot PRO新版功能有了較大的提高，值得關(guān)注。Zero Pilot 是國(guó)內(nèi)公司根據(jù)國(guó)內(nèi)引航員的需求專門開發(fā)的一款引航助航軟件，目前完全免費(fèi)，大家可以下載、安裝、試用。