ECDIS安全参数设置研究

2023-01-19烟台大学海洋学院航海技术系山东烟台市264005赵鲁明

石河子科技 2022年2期

（烟台大学海洋学院航海技术系，山东烟台市，264005）赵鲁明

海上交通具有很高的风险性，一旦发生事故，总是造成十分严重的经济损失，更加严重的情况，会造成人员伤亡和环境污染，根据《水上交通事故统计办法》对水上交通事故的分类，事故类型包括:碰撞事故、搁浅事故、触损事故、浪损事故、火灾爆炸事故、风灾事故、自沉事故、操作性污染事故、其他引起人员伤亡直接经济损失或者水域环境污染的水上交通事故[1]。其中，因为ECDIS 安全参数设置不当而引起的事故屡见不鲜，用科学的方法和手段对ECDIS的一些安全参数进行合理的设置，从而有效降低碰撞事故以及搁浅等海上事故发生的概率，是保障航运安全和海洋环境的重要手段。从船舶碰撞事故的各种原因进行分析处理，发现ECDIS安全参数设置得当，能够为船舶驾引人员避免船舶碰撞事故的发生提供十分有效的帮助，很大程度上保障船舶航行安全，为了防止船舶碰撞事故的发生，使船舶的每一次航行都变得更加安全，须要深刻理解各类安全参数的设置方法，本文通过对ECDIS 安全参数设置进行探讨研究，得出在设置安全参数时的一些方法与技巧，从而对船舶驾驶员提供有益参考，提高船舶海上航行安全，也同时对有关部门起到建设性的参考。

1 ECDIS概述

ECDIS 的全称为Electronic Chart Display and Information System，为电子海图显示与信息系统，它可以帮助驾驶人员智能的检测航行中水域的各种地理环境，是一种以计算机为核心，连接各种定位测深等设备，如雷达，测深仪等，并且以航海用电子海图ENC（全称“Electronic nautical charts”）为基础，综合反映船舶行驶状态的电子海图，是一种智能化的海图，例如浅水区、深水区、碍航物以及各种自设的危险线和危险区。为船舶驾驶人员提供各种信息查询，测量计算以及船舶航行记录[2]。

2 ECDIS安全参数设置研究

2.1 第一类主要安全设置

第一类主要安全设置有浅水等深线、安全等深线、安全水深以及深水等深线。

2.1.1 浅水等深线

浅水等深线，顾名思义，即为船舶在航行在较浅水域时须为了保障航行安全而设置的等深线。浅水等深线的等深线值为5m、10m、15m，20m 以及30m等，是分隔最小深度区域的线。例如，10m等深线将把10m 以下的水和10m 以上的水分开。浅水等深线值应告知ECDIS 中，浅水对我们的吃水值。这是船只搁浅时定义的深度值。浅水等深线需要等于或大于船的吃水深度。若假设某一船舶的吃水为9m，当它行驶进入9m 的浅水等深线。电子海图显示系统将显示10m的等深线作为浅水等深线。如果没有10m等深线，它将使用下一等深线作为船的浅水等深线。浅水等深线让驾驶员知道该区域在0m深度和浅水等深线之间不可通航。这是区分浅水和深水的等深线。

2.1.2 安全等深线

安全等深线是可以航行而不考虑任何水深的等深线。也就是为了保障船舶安全而设置的等深线，，要让船自由地航行，所需的水深是多少？这一定是根据你船的富裕水深（简称“UKC”）要求的水深。假设有一艘吃水深度为9m的船以最大速度航行，预计船体下沉1.1m。要求该船的吃水深度为10%UKC。很容易得出结论，这艘船需要11m 的水深才能航行。事实上，在现实中，你需要UKC 计算表来计算符合要求的水深。这需要考虑许多因素。如海况、滚动引起的吃水增加、海水密度和潮汐等。因此，如果设置11m作为安全等深线，它将显示15m等深线作为安全等深线。

2.1.3 深水等深线

深水等深线是区分深设置的深水水域和较深水域的一条等深线[3]。相对于浅水等深线，深水等深线的设置相对自由，但驾驶人员一般设置为2 倍的船舶实际吃水[4]。

在设置时深水等深线时，驾驶人员应该清楚的了解，深水等深线实际上这是一个相对的术语，驾驶人员可以根据他们自己的对于深水的定义，自由地设置它[5]。举例，对甲来说，深水可能是30m，而对乙来说，它可能是30m或100m。深水等深线不仅对我们在航行安全的保障上有十分重大的用处，并且，深水等深线还可以被航海者灵活设置以满足航海者某些特殊方面的需求。

2.2 第二类报警参数

第二类报警参数包含搁浅报警、偏航报警以及危险探测设置，而危险探测设置又有矢量区域和扇形区域两种方式。

2.2.1 搁浅报警

搁浅报警，是指驾驶人员预先设置好搁浅报警的时间或距离、宽度以及角度以产生搁浅报警检测区域[6]。当船舶航行经过该区域时，若船舶接触到孤立的危险物体或越过安全等深线时，ECDIS 将自动发出声音和视觉警报，以警示驾驶人员存在船舶搁浅的危险，此警报不会自动打开，需要驾驶员手动打开，在搁浅报警的数值设置上，需要驾驶人员应主要考虑船舶的操纵特性，如紧急制动性能、船舶的循环性能、操纵性能并结合自己的经验等等。并最终根据主管公司的安全系统的规定，并参考该船船长的意见，结合当时当地的天气和海况、船舶的货物装载情况及其他影响因素完成设置，以确保船舶航行时不会发生搁浅的危险。

ECDIS搁浅报警主要原理是驾驶员在听到电子驾驶信息系统发出的搁浅警报（声响与视觉报警）后，在经过驾驶人员专业的参数设置之后，船舶有足够的时间能够采取相应的足够的措施（如紧急停车和倒车）来使船舶避免搁浅。

2.2.2 偏航报警

ECDIS 中的偏航报警，是确保船舶在预先设定的航线上航行的保障，它可以自动检测船舶是否是按计划航线航行，如若不是，即按照预先设置的偏航距离与偏航角度，系统会自动给出警报告知驾驶人员，以便及时采取措施调整航向。船舶的航线设置一般由船舶的二副进行设计完成，并根据公司安全管理体系规定以及船长意见进行设定用以该次航行，设计过程中涉及到了如何设置报警值才能使航行更为安全这一问题，经过我查阅各方资料以及询问有关人员，进行实地考察等方式，此类设置，需要根据实际情况灵活取值，例如，当所在地为港口附近，水域环境较为复杂时，报警值应该设置的较小一些，因为此时偏航容错率低，一旦发生偏航，很大概率易造成海上事故，当船舶在大洋或其他水域环境比较安全，危险物较少或没有时，这时若产生一些偏航，也可以及时的采取转向等措施回到计划航线上，即此时的航行偏航容错率高。

3 危险探测设置

当驾驶人员驾驶船舶进入浅水时，水深低于预先设置的安全水深时ECDIS 会发出警告。但是当它发出警告时，有时候可能已经太晚，驾驶人员在这些时间内可以不足以采取能使船舶安全通过的措施，所以，当航行在水域中时，若前方的水域为危险区域，危险探测设置可以帮助驾驶人员提前做好预警，以便有充足的时间来准备绕开或驶过这一危险区域。ECDIS危险探测设置主要由两种方法进行危险探测，矢量区域和扇形区域，矢量区可以确认这片区域的长度和宽度。扇形区域可以确定这片区域的半径和宽度（角度）。

3.1 矢量区域

矢量区域是ECDIS 应用最为广泛，也就是驾驶人员普遍使用的一种探测方式。其设置方向由两部分组成，横向适量和纵向矢量。纵向矢量的单位有两种，一是时间单位min,二是长度单位n mile。而纵向矢量的宽度单位为米。ECDIS大部分的涉及到安全航行的探测功能，例如安全等深线报警功能、各种警戒区功能以及浅水区报警功能等由其进行，一旦驾驶人员驾驶船舶并预先设置好的矢量区域触碰到各种有可能引发安全事故的安全设置点，线以及安全区域时，ECDIS 会自动的通过声光以及视觉报警警示驾驶人员注意这一情况，以便驾驶人员能够及时的采取措施解决航行中的这一安全隐患。

3.2 扇形区域

相比于矢量区域，扇形区域所能帮助范围就比较的单一，但是也是航行中保障安全必不可少的一部分，同矢量区域一样，其设置参数也由两部分组成，纵向矢量和弧形覆盖范围矢量。纵向有两种单位，用时间单位min或者长度单位n mile设置，弧形范围由角度单位（度）设置。其主要的作用是用于检测海图中的孤立危险物，这也是维持航行安全必不可少的作用。