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摘 要:首先,本文对航海自动化的概念进行了论述,包括航海自动化的构成及功能和导航自动化研究现状两方面内容;接下来,又指出新航海技术增大了大船舶自动防碰的研究难度,从两个角度来对新技术进行思考,分别是AIS在大船舶自动防碰中有着重要的意义以及在船舶碰自动控制数字海图信息发挥作用。
关键词:航海技术;自动化;船舶避碰
前言
根据对船舶碰撞而导致的搁浅触礁事故原因进行调查,结果显示约有80%以上的触礁事件是人为因素带来的后果。事故不仅会造成严重的人员伤亡及巨额经济损失,而且还会对海洋环境带来一定程度的污染。这要求我们必须尽快解决船员管理中的问题,但由于航海职业本身的危险性和艰苦的工作环境,很难吸引航海院校的大批生源参加航海工作。随着航海技术手段的快速发展,船舶的自动化操作已能够依靠更为先进的技术来解决,从而可以使用更小规模的船员来完成更为复杂的决策和操作,不但减轻了驾驶员的工作负担,而且还能有效阻止因人为因素导致的船舶碰撞事故的发生。
1 航海自动化概述
1.1航海自动化的构成及功能
由于分析功能将在自动化的航海技术中得到广泛应用,这样一来就会使整个船舶自动化系统的成本包括:发展的最佳路径(根据运输任务及实际环境条件而定,以最经济又安全的方式使路径包含和速度及过程自动控制的参考输入)、过程自动化控制(将常规驱动线应用于维护计划的船舶)、自动避碰(避免船舶碰撞其他船舶或岩石)、自动定位(保证能够连续且精确度高的实时定位)、组合导航管理(根据子系统信息进行综合分析并判断,从而维护船舶的安全和原有经济决策。同时,通过反映出一些关键的信息,可为操作人员提供相应的参考标准)。
1.2导航自动化研究现状分析
航海自动化技术经历了从单一的自动化导航直至船舶自动化的发展历程,例如自动操舵。上世纪六十年代左右,数据驾驶台开始得到应用;到八十世纪中期,智能化船舶研究已取得了空前发展,并已出现仅安排一人值班的集成驾驶台船舶,德国ATLAS公司生产的NACOS55—2就是这种类型的代表之一。NACOS55—2可在计划和咨询终端的支持下,将航行计划及航线输入,再通过TRACKILT,利用GPS、计程仪器等手段来准确获知当前的方向、航速、位置等信息,以此为参考依据来继续行驶[1]。如果检测发现前方存在可能导致碰撞发生的船只或其他异物,系统将使用自动雷达功能收集所遇之物的运动情况,从而提前进行安全处理。如果是在接近转向点的时候遇到异物,系统则会根据判断结果进行安全警报,提醒驾驶人员在驾驶时综合分析并尽快做出正确的判断。将计划完成的航线输入到系统之后,如果处于宽水域的正常航海环境下,可实现自动驾驶。由此可以得出结论,基于导航路线的核心功能是计划当中最突出的问题,对导航自动化有巨大的影响,但防撞系统仍然无法应用自动化技术。
2 新航海技术增大了大船舶自动防碰研究难度
2.1 AIS在大船舶自动防碰中有着重要的意义
在对船舶航行安全技术措施进行长期研究的过程中,能够实现在船舶与船岸之间的信息交换,但目前仍然存在的一大通信难题就是船舶的识别,这一问题的解决有着十分关键性的意义。在这样的需求情况下,AIS的技术优势得到了显著发挥。当处于信息量过大,且存在重重障碍,同时天气情况较恶劣的工作环境下,AIS仍然能够发挥其最基本的功能和技术特点。但同时,AIS有可能会使较长时间的信息管理造成混乱,而管理人员往往会被这样的信息管理所影响。而且,其中最为重要的信息参数,即从雷达获知的目标的相对运动极有可能会被AIS进行误判,从而产生混乱或错误的信息[2]。由于这些错误的信息是随机出现的,无法通过有效查错法及时发现,因而需要依赖驾驶员的技术和经验去自行判断。通过上述分析,我们可以发现AIS的优点在于能够在早期阶段缓解有限的雷达问题,但其缺点在于安装方面的限制,由于AIS始终无法代替雷达,因而并不是所有的船舶都可安装AIS,只能起到对自动防撞系统的动态信息源的输送作用,利用信息来源渠道广的优势,来作为雷达信息的辅助导航手段,这样就可提高可靠性以及防止接触源信息的科学性;与此同时,它也提高了船舶航行中避碰行动目标船的风险预警能力。
2.2在船舶碰自動控制数字海图信息发挥作用
目前,在船舶自动防撞决策的研究中已取得了显著成果。通过水的自动保护触键可以解决两大关键问题:第一个是静态信息意识问题;第二个是防撞信息和静态信息的动态组合问题。在上世纪八十年代广泛应用的海上暗礁探测声纳可对水下危险物进行有效探测。但由于探测跨度不够的原因,无法独立执行探测任务。而当海图信息数学化技术研发成功后,电子海图显示和声纳探测系统进行了有机结合,使知防碰静态信息的问题得到解决。
结论:
本文通过对新的航海技术对船舶避碰自动化的影响进行分析,指出应尽快加强对船舶避碰自动化技术的研究,从而制定出科学的船舶避碰决策,减少航海安全事故的发生。本文对航海自动化的理论背景进行了简要论述,同时也对新航海技术给大船舶自动防碰研究带来的益处和难题进行了分析,强调了自动化是未来航海技术的必然发展趋势。
参考文献
[1]冯明奎,赵伟东.航海技术专业实践教学体系的构建[J].实验室研究与探索,2013,11(10):35-36.
[2]王积建,于洋.扬科技风帆 传中华文明——记郑和舰队的航海技术[J].国防科技,2013,19(09):102-103.
[3]陈立家,黄春娥,曾伟伟,许毅,黄立文.基于电子海图的船舶避碰技术的研究[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2013,12(05):76-77.
关键词:航海技术;自动化;船舶避碰
前言
根据对船舶碰撞而导致的搁浅触礁事故原因进行调查,结果显示约有80%以上的触礁事件是人为因素带来的后果。事故不仅会造成严重的人员伤亡及巨额经济损失,而且还会对海洋环境带来一定程度的污染。这要求我们必须尽快解决船员管理中的问题,但由于航海职业本身的危险性和艰苦的工作环境,很难吸引航海院校的大批生源参加航海工作。随着航海技术手段的快速发展,船舶的自动化操作已能够依靠更为先进的技术来解决,从而可以使用更小规模的船员来完成更为复杂的决策和操作,不但减轻了驾驶员的工作负担,而且还能有效阻止因人为因素导致的船舶碰撞事故的发生。
1 航海自动化概述
1.1航海自动化的构成及功能
由于分析功能将在自动化的航海技术中得到广泛应用,这样一来就会使整个船舶自动化系统的成本包括:发展的最佳路径(根据运输任务及实际环境条件而定,以最经济又安全的方式使路径包含和速度及过程自动控制的参考输入)、过程自动化控制(将常规驱动线应用于维护计划的船舶)、自动避碰(避免船舶碰撞其他船舶或岩石)、自动定位(保证能够连续且精确度高的实时定位)、组合导航管理(根据子系统信息进行综合分析并判断,从而维护船舶的安全和原有经济决策。同时,通过反映出一些关键的信息,可为操作人员提供相应的参考标准)。
1.2导航自动化研究现状分析
航海自动化技术经历了从单一的自动化导航直至船舶自动化的发展历程,例如自动操舵。上世纪六十年代左右,数据驾驶台开始得到应用;到八十世纪中期,智能化船舶研究已取得了空前发展,并已出现仅安排一人值班的集成驾驶台船舶,德国ATLAS公司生产的NACOS55—2就是这种类型的代表之一。NACOS55—2可在计划和咨询终端的支持下,将航行计划及航线输入,再通过TRACKILT,利用GPS、计程仪器等手段来准确获知当前的方向、航速、位置等信息,以此为参考依据来继续行驶[1]。如果检测发现前方存在可能导致碰撞发生的船只或其他异物,系统将使用自动雷达功能收集所遇之物的运动情况,从而提前进行安全处理。如果是在接近转向点的时候遇到异物,系统则会根据判断结果进行安全警报,提醒驾驶人员在驾驶时综合分析并尽快做出正确的判断。将计划完成的航线输入到系统之后,如果处于宽水域的正常航海环境下,可实现自动驾驶。由此可以得出结论,基于导航路线的核心功能是计划当中最突出的问题,对导航自动化有巨大的影响,但防撞系统仍然无法应用自动化技术。
2 新航海技术增大了大船舶自动防碰研究难度
2.1 AIS在大船舶自动防碰中有着重要的意义
在对船舶航行安全技术措施进行长期研究的过程中,能够实现在船舶与船岸之间的信息交换,但目前仍然存在的一大通信难题就是船舶的识别,这一问题的解决有着十分关键性的意义。在这样的需求情况下,AIS的技术优势得到了显著发挥。当处于信息量过大,且存在重重障碍,同时天气情况较恶劣的工作环境下,AIS仍然能够发挥其最基本的功能和技术特点。但同时,AIS有可能会使较长时间的信息管理造成混乱,而管理人员往往会被这样的信息管理所影响。而且,其中最为重要的信息参数,即从雷达获知的目标的相对运动极有可能会被AIS进行误判,从而产生混乱或错误的信息[2]。由于这些错误的信息是随机出现的,无法通过有效查错法及时发现,因而需要依赖驾驶员的技术和经验去自行判断。通过上述分析,我们可以发现AIS的优点在于能够在早期阶段缓解有限的雷达问题,但其缺点在于安装方面的限制,由于AIS始终无法代替雷达,因而并不是所有的船舶都可安装AIS,只能起到对自动防撞系统的动态信息源的输送作用,利用信息来源渠道广的优势,来作为雷达信息的辅助导航手段,这样就可提高可靠性以及防止接触源信息的科学性;与此同时,它也提高了船舶航行中避碰行动目标船的风险预警能力。
2.2在船舶碰自動控制数字海图信息发挥作用
目前,在船舶自动防撞决策的研究中已取得了显著成果。通过水的自动保护触键可以解决两大关键问题:第一个是静态信息意识问题;第二个是防撞信息和静态信息的动态组合问题。在上世纪八十年代广泛应用的海上暗礁探测声纳可对水下危险物进行有效探测。但由于探测跨度不够的原因,无法独立执行探测任务。而当海图信息数学化技术研发成功后,电子海图显示和声纳探测系统进行了有机结合,使知防碰静态信息的问题得到解决。
结论:
本文通过对新的航海技术对船舶避碰自动化的影响进行分析,指出应尽快加强对船舶避碰自动化技术的研究,从而制定出科学的船舶避碰决策,减少航海安全事故的发生。本文对航海自动化的理论背景进行了简要论述,同时也对新航海技术给大船舶自动防碰研究带来的益处和难题进行了分析,强调了自动化是未来航海技术的必然发展趋势。
参考文献
[1]冯明奎,赵伟东.航海技术专业实践教学体系的构建[J].实验室研究与探索,2013,11(10):35-36.
[2]王积建,于洋.扬科技风帆 传中华文明——记郑和舰队的航海技术[J].国防科技,2013,19(09):102-103.
[3]陈立家,黄春娥,曾伟伟,许毅,黄立文.基于电子海图的船舶避碰技术的研究[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2013,12(05):76-77.