电子航海技术及其应用

王勇

引言：近些年来，国际对海洋环境方面做出的保护也愈加严格，而电子技术、造船技术、信息技术与计算机技术水平的提升共同向我國电子航海技术水平的提升奠定了坚实的基础。在经过了一段时间的发展之后，我国的电子航海技术实现了快速的进步，并获得了广泛的应用。对此，本文介绍了电子航海技术的概念，并从多个角度分析了其具体应用与未来发展趋势。

前言

纵观航海技术的发展我们可以发现，近些年来人们开始将更多的先进技术引入到航海领域。二十世纪是人们在电子学领域获得长足发展的时代，同时在这一时代下，取得电子技术在航海中得到了大范围的使用。然而因为一部分电子系统受到了其自身的功能束缚或缺乏稳定性，航海人员的工作量没有有效的降低。所以，不管是为了满足现阶段的发展需求，还是促进未来的航海技术发展，都向航海电子系统提出了综合化与智能化的要求。

一、电子航海技术的概念

电子航海概念的首次提出应追溯到2006年，至今已经经过了几年的发展历史。但是从整体上看，电子航海这一概念仍然处于初步阶段，而且人们并未对其下一个统一的定义。通俗来讲，电子航海是指把多种先进技术，例如信息技术等引入到航海作业中，其最突出的特征就是信息化。电子航海战略则是指多种信息的融合，例如船舶、航线以及气象等，而站在船舶的角度上来讲，则涉及到了综合行驶台系统、电子海图显示与信息系统、全球遇险与安全系统、机舱数据检测系统、电子主机及船舶局域网等船用电子设备系统等[1]。将先进性的各种技术引入到航海技术中，原有的航海技术水平将会得到很大程度的提升，同时航海设备也将得到进一步的完善，进而促进航海事业的发展。

二、航海技术的自动化

航海自动化的内容通常会涉及到三个环节，即船舶驾驶自动化，交通管理系统以及海难救助系统。

2.1船舶驾驶自动化

现阶段，船用卫星通信、卫星导航、电子海图以及避碰决策支持等环节已经实现了一定的智能化与机械自动化，然而这些环节依然是比较分散的，并没有获得统一。尽管其中碳钢也产生了某个高水平的自动化驾驶台，却并没有得到广泛应用，导致这一问题出现的最主要因素就是该系统自身还无法实现以下功能：

（1）航行计划可以进行自动编制。

（2）航线自动保持功能。

（3）船位自动推算与测定，检测船位是否在设定的最佳航线上。

（4）可以自动避碰与自动。船舶驾驶自动化系统的组成如下图1所示。

图1 船舶驾驶自动化系统的组成框图

在上图1所示的多个系统中，自动避碰系统可以说是其中最容易受到环境影响的系统了。不仅如此，这一系统还是自动航行过程中的重要任务。现阶段，不论是船上雷达自动标会仪，还是正处在进一步研究阶段段的避碰决策专家系统，均只能给出一些参考性的建议，和航行中的最终决策实现避碰功能之间尚存在不不小的距离。避碰的最大难点主要就是声纳无法达到自动避碰的需求[2]。

2.2交通管理系统

水上交通管理系统实际上就是船舶交管信息综合处理系统。在这一系统中，计算机是其中心部分，而该部分的重要功能就是处理由导航传感器，包括雷达、陀螺罗经、计程仪等发出的数据。之后，再精准的表示出信息的最终处理结果，同时将这些结果进行存储。系统就会按照已有的存储记录来深入分析船舶所处的交通状态，之后再做出相应的交通指挥决策。这样一来，当船舶航行在比较狭窄的航道线段时，就可以强迫其顺利的通过[3]。除此之外，当全港船舶即将要面临危险时，能够事先发出警报，并在第一时间内给出相应的急救措施建议等。上述功能是无法借助传统的交管设备实现的，所以，由此可见，水上交通管理系统可以说是新时期下水上交通管理工作最行之有效的途径。

现阶段，国内已在大部分的船舶密集江河、港口等水域成功构建了交管系统。在二十一世纪发展的新时期，水上交通管理系统的发展趋势主要为覆盖范围进一步扩大。具体的主要是先借助互联网技术覆盖沿海海域，之后再和卫星船位报告系统联系起来，将覆盖范围扩大至整个大洋。

2.3海难救助系统

人们习惯将船舶通信和导航两方面内容比作船长的眼睛与耳朵，同时它们还扮演着整个船舶的安全神经的重要角色。航行过程中产生的一系列安全信息将会借助导航发送到神经中枢，从而为船长提供决策依据，之后再将所制定的决策发送到岸上指挥所，为船舶提供第一时间的指导与援助。

近些年来，人们向和船舶安全之间有着直接联系的通信导航设备提出了更高的需求。在这种背景下，一些船舶安装了卫星通信船舶终端站、ARPA雷达等设备，同时还专门安装了数字选呼、雷达应答器等多项高科技设备[4]。除此之外，为了给船舶自身、广大旅客以及船员的人身和财产安全，国际上已经专门建立了各高素质与高能力的营救队伍，并配备了精良的救助设备。

在无线电通信设备逐渐健全的过程中，研究人员已有的海上通信系统不管是在遇险通信问题上，还是在一些常规的无线电通信问题上都存在十分明显的不足之处。所以，常规的无线电通信系统早已无法满足新时期下海上安全航行的发展需求了，对其进行进一步的完善势在必行。目前国内已有卫星紧急无线电示位标，它能够有效的弥补无线电救助设备中存在的不足。这一设备的自身所具有的优势与功能都为海难救助提供了极大的便利。借助“巨星紧急无线电示位标”来搜救遇险船舶能够在很大程度上提升搜救效率，同时还能够不受天气、海洋状况以及事故严重性的多方面影响而正常工作。

三、总结

我们在肯定了电子航海技术所获得的成就的同时，还必须要看到这一技术的进一步发展与应用所面临的困境，例如，航行水域拥挤问题等。这些问题都是未来电子航海技术所必须要解决的，而我们相信，在各种科技水平日渐提升的未来时间里，电子航海技术必将能克服这些问题而获得进一步的发展。

参考文献

[1]刘建强.关注全球电子航海趋势[J].中国远洋航务.2012（03）：66-67.

[2]骆宁森.船舶AIS、VDR介绍[J].江苏船舶.2002（02）：31-32.

[3]孔凡村.光纤陀螺罗经及其在航海上的应用[J].航海技术.2004（03）：49-51.

[4]吴建华，陶德馨.自动船舶识别系统的信息解码技术研究[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版）.2007（04）：12.

（作者单位：南通航运职业技术学院）