新航海技术下的船舶避碰自动化探讨

新航海技术下的船舶避碰自动化探讨

王运友

中船（浙江）海洋科技有限公司 570203

摘要：近年来，我国海运业取得了一定发展。然而由于现实中的各种因素影响，船舶避碰的作用没有得到有效发挥，导致恶性船舶碰撞事故时有发生，给生命安全和财产造成较大的损失。相关研究表明，人为因素是导致船舶碰撞的主要原因，包括船舶位置校准不准确、航线设置不合理、值班人员责任心不强等。为避免这些人为因素造成的船舶碰撞，有必要实现自动化避碰系统的普及。基于此，中船（浙江）海洋科技有限公司针对新航海技术下的船舶避碰自动化进行探讨分析，以供参考。

关键词：航海技术；船舶避碰；自动化

引言

为了促进国际贸易的进一步发展，保证海上安全和便利是必然趋势。船舶碰撞不仅会造成人员伤亡和财产损失，还会导致贸易过程受到负面影响。通过应用智能自动化航行技术，能够加强船舶航行的效率以及工作质量，降低人力投入成本，并避免碰撞事故的发生。因此，相关人员需要深入分析影响船舶航行的各方面因素，利用先进的航行技术，结合自动化实现船舶避碰技术，保证海上航行的基础安全性，间接提高贸易的频率。

1航海技术自动化结构以及功能阐述

根据实际功能应用的不同，如今的船舶自动化系统可以划分为航向控制系统、自动定位系统、防撞系统、综合控制系统等。其中航向控制中的航线设计系统可以为船舶设计编制适合当前运输环境技术要求的最佳航线，优化原有的航线效率，提高经济收益。通过采用这种自动化技术，能够增强航行的安全性和稳定性。合理使用自动化系统提高船舶航行的基本效率，并在此基础上掌握船舶的位置、速度、方向、实际航行情况等重要数据。同时，航行自动化控制系统能够结合动态航行的设备数据进行实时控制，保证船舶始终处于稳定状态，按照给定的航线方向进行安全航行^[1]。自动化系统中，转向控制模块属于较为重要的部分，其能够及时获取船舶的基本位置，明确船舶的方向，避免航线出现偏差。因此，在船舶防撞系统中，转向控制系统需要确保船舶在可持续航行过程中能够及时、快速地接收到其他船舶的位置和航行状态，并对碰撞风险进行分析、判断，并自动制定理想的应对措施。综合航行管理系统能够将各子系统的信息内容进行整合、分类，并结合通信状态和安全条例制定最佳航行方案，在航行过程中避开危险对象，提高船舶航行的安全性和稳定性。此外，为了提高船舶中控系统决策的效率，船舶管理人员可以将系统的决策信息传输到有关调度部门，提升整体安全性。通过有效利用自动化技术，让船舶的运行安全得到明显增强，为驾驶员安全驾驶创造有利环境。

2当前船舶自动化系统的应用现状

从船舶自动化技术的产生到实际应用，相关开发人员已经取得大量有效的开发成果，例如驾驶台集成技术等。如今西方一些发达国家的航运公司已经大范围引入自动化集成技术，并取得了优秀的应用表现。我国自动化集成驾驶台能够有效地加固运行系统，并在输入相应的航线及航向后，自动执行测试水深、子午线等基础数据的整合，快速制定计划的航行路线。同时，如果在实际航行过程中发现逆行船，自动雷达绘图系统就会开始启动，提前扫描逆向航行的船只，关注其航行动向，帮助我方船舶提前避开危险范围，保证船体的安全。自动化系统能够测算危险概率，及时发出有效报警。如果船舶在航行中遇到这种情况，驾驶员和相关技术人员必须采取相应措施，避免发生碰撞^[2]。如果没有听从系统建议继续航行，系统会发出强烈的预警信号，提醒驾驶员需要改变航线。通常情况下，船舶显示屏上已经包含船舶行驶的所有数据和信息，驾驶员还可以利用基本搜索方法从数据库中获取额外信息，并结合信息整合结果，得到有效的指导建议。如果选择自动模式，系统会在具备规划路线的基础上，自动完成航行操作。不过由于船舶通常需要在密闭水域航行，有可能会遇到自动化系统无法有效处理的风险。因此系统感应到危险因素时，会请求人工介入，防止出现危险事故。

3新航海技术在船舶避碰中的应用

3.1船舶避碰自动化对AIS的运用

AIS（船舶自动识别系统）的出现，对于船舶航行有着十分重要的意义。在AIS的帮助下，船舶避碰自动化系统发挥了越来越重要的作用。通过使用AIS技术，可以增强船舶避碰措施，增强ARPA雷达、船舶交通管理系统和船舶报告功能，在电子海图上显示所有船舶的可视化航向、航线、名称等信息，提高海上通信功能，为船舶提供一种语音和文本通信的方法，使船舶成为一个系统化的整体。AIS使用MMSI码，这是世界上唯一的编码系统。每艘船从建造开始到使用结束都有一个全局MMSI码。同时，AIS对信息的传递可以不受恶劣天气和海况的影响^[3]。总之，AIS技术对航海的避碰自动化有着十分突出的优势，对于雷达测试系统的不足有很大的辅助作用，另外，AIS可以结合到搜集和探测的各类信息，快速的向对面船舶发出信号，提醒对面船舶进行及时的避让，从而避免产生碰撞。

3.2海图信息数字化应用

经过学者长时间的研究和实践，船舶在宽水域的避碰研究取得了一定的成果，为船舶的避碰自动化技术提供了良好的技术基础。目前来看，解决航海中的避碰技术主要存在两个问题，一是要获取船舶航行中的静态信息，二是要实现静态信息和航海自动避碰的动态信息相结合。在获取航海中的静态信息中，就要使用电子海图系统。随着信息技术和成像技术的逐渐成熟，电子海图技术的功能性也逐渐完善。电子海图信息系统和显示系统在发展中已经与声纳检测系统结合起来，成为用于避碰的静态信息。在具体工作中，通过将避碰决策模块嵌入到ECDIS中，该技术可以用于动态和静态信息的交换和处理，从而有效地解决了静态与避免碰撞信息融合的问题。在此过程中，ECDIS的作用是为自动避碰系统的操作提供可靠且有效的静态信息源，并为融合静态和动态避碰信息提供媒介。

3.3船舶自动化航行系统

船舶自动导航系统由导航定位系统、导航方案的制定与实施、自动操舵、主机控制、水上避碰、水下防礁、气象信息接收等组成。它是由电子计算机、显示器和控制系统有机地结合在一起。一方面，它根据所需的航行计划随时测量船舶的位置并给出航迹。如果船偏离轨道，它会给出正确的航线。另一方面，船舶自动导航系统可以存储航线，自动制定导航计划，并根据获取的气象信息修改导航计划；此外，还可以在电子海图的背景下显示船舶的计划航线和实际航线，并显示图像。将图像引入到ARPA雷达自动绘图仪跟踪的防撞装置屏幕或目标指向导航显示屏幕中^[4]。另外，船舶自动化航行系统与避撞系统与防礁系统相结合，实现集中自动化的航行效果。

结束语

对于海洋航行来说，船舶航行的安全是十分重要的。在和平时期，航海船舶受到外部打击的情况较少，船舶的航行安全与自身的航行技术有很大的关系。在经济全球化发展的今天，航海技术中应用于船舶避碰等安全保障的内容更为突出，受到各国政府和相关企业的重视。就目前来看，船舶航行中的避碰自动化技术还有很大的提升空间，相关专业人员应该在信息化技术环境下，不断提高自身的技术水平，进一步完善船舶避碰自动化技术和应用，为船舶航行提供更加有效的保障。

参考文献

[1]张天壮.探讨新航海技术对船舶避碰自动化的影响[J].船舶物资与市场,2019(05):64-65.

[2]林联平.基于新航海技术的船舶避碰自动化分析[J].河北企业,2018(09):139-140.

[3]汤滚荣.新型航海技术对船舶避碰自动化的影响研究[J].山东工业技术,2018(08):52.

[4]何德涛.新的航海技术对船舶避碰自动化的影响分析[J].科学技术创新,2018(03):186-187.