追越过程中的船舶避让行为反演分析

黎法明，胡甚平，刘明明

(1.广东交通职业技术学院 海事学院，广东 广州 510800；2.上海海事大学 商船学院，上海 201306)

0 引 言

海上航行中所有事故类型中，船舶碰撞事故比例较高且后果严重，因此，长期以来船舶碰撞事故及其致因机理研究普遍得到重视。李珊珊等[1]基于Petri网的方法及船舶碰撞事故调查报告构建了船舶碰撞事故致因分析网对碰撞事故进行再现。Kang等[2]利用大量的基于海事仿真的数据（MSBD）和自动识别系统（AIS）数据对船舶正面碰撞事故进行了研究。吴伋等[3]利用R语言和文本挖掘方法对内河碰撞事故进行了研究。张磊等[4]利用有限元仿真技术对船舶碰撞事故进行了反演。李杰等[5]对国内船舶碰撞事故科研产出及主题趋势进行了挖掘，热点主要分布在船舶避碰、碰撞事故、碰撞危险等方面，但有关碰撞事故尤其是因追越而产生的碰撞反演研究不多。本文基于典型案例对追越过程中船舶避让行为进行了反演分析，从而得出船舶避碰尤其是多船会遇时最佳避碰策略和关键行为执行时机。

1 案例与情境分析

某年1月4日约0119时，在舟山桃花岛灯桩东南距离约 11 nm 水域（即 29°37.7′N/122°28.3′E）2 艘商船发生碰撞。其中，Z轮总长88.10 m，型宽13.50 m，型深6.50 m；H轮总长135.80 m，型宽20.00 m，型深10.50 m。当时天气东北风5～6级，风浪2～3级，能见距离约6 nm。海域流向西南，流速约1.5 kn。船舶会遇过程中还有另外2艘外轮，见图1。

图1 船舶追越过程中的位置和距离分析Fig.1 Analysis of position and distance during ship overtaking

Z轮航向200°，航速12.3 kn。0110时，距离右舷东行外轮F轮约0.5 nm，采取右舵10°避让措施，并用VHF/16通报左船尾的追越船减速避让，同时将车速由进三降至进二；0112时，因F轮以0.4 nm通过船首，左舵1 0°返回原航向，并将车速恢复至进三；0114时，发现右舷约70°另一东行外轮S轮（AIS显示航速21 kn、距离约1.0 nm）存在碰撞危险，将车速调整至进二，并左舵10°避让，采取行动前未与H轮联系；约90 s后，Z轮近距离穿越H轮船首；0118时左右，发现右舷的H轮朝本船转向，并听到VHF16中急呼“向左、向左”，即令回舵、左舵、并减速；0119时左右，停车，船首右舷No1货油舱前部碰撞。0120时左右，两船首分离，随即船尾相碰。

H轮航向202°，航速10.7 kn。0110时，航向212°以避让东行商船F轮，此时Z轮在VHF/16呼叫示意本船减速避让，提醒注意，同时H轮要求从Z轮左舷追越，并得到回答允许；0112时，东行外轮距离0.8 nm过船首，调整航向到210°；0114时发现右舷距离0.365 nm的Z轮大幅度向左转向，VHF呼叫未应答，即采取停车措施；约90 s后，Z轮从H轮穿越船首；0118时左右，发现右前方另一东行外轮S轮距离约0.6 nm，存在碰撞危险，即下令左舵20°避让；0119时左右，发现距离左舷Z轮很近，又改令右满舵并全速倒车，但船首尚未右转，左侧船首已与Z轮右舷货油舱前部发生碰撞，碰撞夹角成约20°。0120时，两船船首分离，命停车，随即Z轮右舷船尾与H轮左侧驾驶台前部主甲板舷墙护板再次碰撞。

2 追越过程中会遇船舶的行动

在整个追越过程中，针对船舶的相互位置、速度关系和碰撞危险的数据分析，可以看到确定Z轮为被追越船，H轮为追越船。在已获得的AIS数据还原后（见图2），可以得到：

图2 追越过程中两船避让行为分析Fig.2 Analysis of the avoidance behavior of two ships in the process of overtaking

1）在整个会遇过程中，两船均发现距离2 nm左右、速度在21 kn的另外2艘大型船舶，均位于Z轮和H轮的右舷，在随后的过程中两船均安全驶过。

2）对于追越船H轮，避让交叉局面下第1艘高速船的避让行为客观上造成了紧迫局面的形成；恢复航向的船舶状态进一步引发紧迫危险局面的形成；避让交叉局面下第2艘高速船的避让行为客观上在此加速了紧迫危险局面；最有助于避碰的行动则是对本船左舷的船舶实施了“左转减速”，导致碰撞的发生。

3）对于被追越船Z轮，避让交叉局面下第1艘高速船的避让行为客观上造成了紧迫局面的形成，同时被追越船违反保速保向的规定，但使得DCPA好转；随后恢复航向（左转增速）的船舶状态则引发紧迫危险局面的形成，DCPA由0.4减少至0.1；避让交叉局面下第2艘高速船的客观行为“左转增速”（主观意愿上左转减速）加速紧迫危险局面的形成，使得原本已从左舷侧通过船尾的追越船再次从右舷侧过船首。最有助于避碰的行动则是对本船右舷的船舶实施了“右转减速”，导致碰撞的发生。

基于以上情景，分析如下：

1）紧迫局面存在阶段的避让

船舶追越由于是两船速度差下的缓慢过程，追越过程比较长。0025时，两船相距1.3 nm，速度差为1.5 kn，航向交叉角5°，两船的DCPA=0.4 nm，TCPA=66 min。两船接近至0.8 nm时，两船的DCPA=0.4 nm，TCPA=25 min。倘若被追越船能保速保向，避让时机也许还是很宽裕的。但由于被追越船避让交叉局面的高速船F轮，两船间的相对会遇关系发生变化，导致TCPA迅速降至5 min，被追越船迅速恢复船舶航向和船位。追越船需要作出相应的避让决策，但是该船注意到的仅是同时的F轮，避让行为实施后导致DCPA达到0.5 nm，后调整航向使得DCPA减少到0.4 nm。两船不恰当的行动导致了紧迫危险的形成。

2）紧迫危险存在阶段的避让

两船接近0.3 nm，此时DCPA=0.1 nm，TCPA=4 min。此时两船位置都在正横附近。此时两船距离已近，碰撞难以避免。两船忙于恢复航向和船位，被追越船和追越船都不恰当的“最有助于避碰的行动”，对同侧船舶实施了同向的转向，被追越船距离141.3 m通过追越船的船首。经过前面的追越，两船互换了位置关系。虽然两船均有减速停车，但碰撞已经无法避免。

3 引发的相关问题讨论

1）多船会遇下的避让决策

本案例属于多船会遇情况，涉及到4艘船舶，会遇形成的局面分别是H轮与F轮、S轮均分别构成交叉局面，H轮为让路船；Z轮与F轮、S轮均分别构成交叉局面，S轮为让路船。Z轮与H轮构成被追越船和追越船。在整个过程中，Z轮与H轮对于2艘外轮的避让如图3所示。

图3 两船对于高速船的避让行为分析（上图为Z轮，下图为H轮）左侧为F轮，右侧为S轮；虚线“□”为TCPA，虚线“*”为DCPA，实线为两船间距离D）Fig.3 Analysis of the avoidance behavior of the two ships against the high-speed ship (the left picture is wheel Z, the right picture is wheel H, the left is wheel F, and the right is wheel S; the dotted line □ is TCPA, and the dotted line * is DCPA,The solid line is the distance between the two ships D)

2）大型船的避让

随着船舶大型化和高速化的发展，船舶航速大幅度提高。本案例中2艘一般速度（10 kn）的商船面对大型船（船速高于20 kn）的避让行为表现出一定的代表性，具体见图4和图5。

图4 与高速船A的船舶会遇过程中两船的行动效果分析（左图为Z轮，右图为H轮，对方为F轮；虚线“□”为TCPA，虚线“*”为DCPA，实线为D）Fig.4 Analysis of the action effects of the two ships during the encounter with the high-speed ship A（the left picture is wheel Z, the right picture is wheel H, and the other side is wheel F; the dotted line □ is TCPA, and the dotted line * is DCPA，and the actual Line is D）

Z轮与H轮两船对于F轮的相遇，DCPA分别为0.2 nm，0.6 nm，实施避让行动时TCPA分别为5.5 min和3 min，F轮过两船船首时间都在0112。显然，船舶相距很近，且避让时机均太晚。右转减速对于TCPA改变的影响不明显。Z轮与H轮两船对于S轮的相遇，DCPA分别为0.55 nm、0.45 nm，实施右转减速避让行动时TCPA分别为3 min和2 min，S轮最终距两船碰撞点0.5 nm，无避让效果。显然，船舶相距较近，且避让时机均太晚。

3）安全会遇距离[6]的设定

设DCPAs=0.5 nm，从各艘船通过的最后效果，尤其是交叉局面下高速船通过的DCPA来看，普通驾驶员普遍认为DCPA≤1 nm，认为存在碰撞危险，只有DCPA≤0.5 nm，才需要采取避让行动。同时避让的效果也就是安全会遇距离也选择0.5 nm为目标。随着船舶大型化，2艘300 m的船舶会遇距离就要达到D=0.33 nm。案例中，H轮和Z轮对于S轮的避让没有注意到（当时船舶都在避让F轮），在随后的航向与航速无论如何变化，DCPA都在0.5 nm以上（见图5）。

图5 与高速船B的船舶会遇过程中两船的行动效果分析（上图为Z轮，下图为H轮，对方为S轮）虚线“□”为TCPA，虚线“*”为DCPA，实线为D）Fig.5 Analysis of the action effects of the two ships during the encounter with the high-speed ship B（the left picture is wheel Z, the right picture is wheel H, and the other side is wheel S; the dotted line □ is TCPA, the dotted line * is DCPA, and the actual Line is D）

4）避让时机

2艘船舶在整个情境中不论交叉局面、追越局面下，避让时机[7]均远小于TCPA=5 min。避碰规则要求的“早让”，一般地，一定要在TCPA≥10 min。前海上交通态势下，绝大多数驾驶员在TCPA=12～14 min采取行动被认为是可以接受的。案例表明：TCPA=3～4 min时，实际上无法实现有效的避让。Z轮避让F轮就是如此，实施2次避让行为（右转45°，减速1/3）后，DCPA在6 min内达到由0.2 nm增加至0.4 nm。虽然H轮和Z轮对于S轮的避让没有注意到（当时船舶都在避让F轮），但在客观上造成对S轮的避让都在TCPA=10 min以前完成，在随后的航向与航速不论何种变化，S轮是安全通过的（见图5）。

5）会遇局面对避让行为的影响

对追越船H轮而言，追越条款优先，在实际行为中没有落实；对被追越船Z轮，交叉局面的避让幅度太小，违背了“一连串的小的改向”原则。

6）会遇避让与恢复航线的决策[8]

对于规则中提出的“驶过让清”理解为会遇避让与恢复航线的依据。案例中的H轮和Z轮对于F轮的避让后，待F轮过船首，均客观上（Z轮是驾驶员明确的）都迅速实施了恢复航向的行为，不仅造成对于F轮的DCPA减小，且相互的DCPA锐减至0.2 nm，此时TCPA为3.5 min。虽然两船分别过船头或船尾，但是最终两船碰撞，两船的两次避让行为均没有满足“驶过让清”。

4 结 语

在复杂的海上交通环境中，船舶会遇的情境也是复杂多变。国际避碰规则要求追越条款具有优先适用权，追越船需要遵守让路船的行动规定，及早地宽裕让清被追越船。该义务不论随后两船间的方位发生何种变化，追越船仍要主动让路。通过案例反演，值班驾驶员不仅要做好瞭望、安全航速和碰撞危险等航行戒备，而且要做好多船会遇下的避碰决策，谨慎处理好“驶过让清”与恢复航向航线之间的关系。