2010級航海技術(shù)專業(yè)6班徐人杰主要內(nèi)容

1、ECDIS 在艦艇避碰中的應(yīng)用摘 要ECDIS 是在航海事業(yè)蓬勃發(fā)展下催生的航海儀器，功能強(qiáng)大，對保障船舶航行安全起到了重要作用。為提高海警艦艇在航行中的避碰能力，避免碰撞事故發(fā)生，本文在分析 ECDIS 主要功能的基礎(chǔ)上，結(jié)合 ECDIS 在航海實(shí)習(xí)中的應(yīng)用情況，得到了 ECDIS 如何在海警艦艇避碰中應(yīng)用的結(jié)論。內(nèi)容對我國海警艦艇避碰具有一定意義。：ECDIS；主要功能；艦艇；避碰；應(yīng)用The applications of the ECDIS in warship colliavoidanceAbstractECDIS is aerful navigation instrument cr

2、eated under the prosperous development ofMaritime industry ,it has been played an important role in protecting the safety of warshipcolliavoidance . In order to improve China coast guard ves ability of colliavoidance, This articleysed the main functionsof ECDIS and combined with the of how ECDIS app

3、licationsarticle has a certain significance oncircumstance in navigation practice , then draw theprevent collis in China coast guard ves. Thiscolliavoidance of China coast guard ves .Key Words：ECDIS;main functions ;warship;colliavoidance;applications目 錄摘 要IAbstractII1緒論0選題背景0ECDIS 應(yīng)用現(xiàn)狀0本文主要的問題02概述1E

4、CDIS 簡介1ECDIS 組成部分1硬件2數(shù)據(jù)22.12.22.2.3.22.3ECDIS 的主要功能32.3.1 海圖顯示32.3.2航線設(shè)計(jì)3海圖改正4定位42.3.32.3.4.42.3.5航路2.3.6信息處理4航海信息查詢42.3.73避碰63.1 碰撞發(fā)展流程63.2 避碰.64ECDIS 在海警艦艇避碰中的應(yīng)用74.1 制作計(jì)劃航線7.74.2 定位及4.3判斷碰撞.8數(shù)據(jù)判斷法8圖像判斷法8判斷會遇態(tài)勢9制定避碰措施10其它避碰應(yīng)用114.44.54.6.124.6.1 結(jié)合 ARPA4.6.2 結(jié)合 AIS15航程與數(shù)據(jù)174.75ECDIS 在避碰中存在的不足185.1

5、故障185.2 過度依賴185.3 誤差185.4 定期更新196總結(jié)與展望20參考文獻(xiàn)21致 謝221緒論1.1 選題背景伴隨著海警局的成立，海警了新的發(fā)展高度。海警日益壯大的同時，海上執(zhí)勤更加頻繁，如何保證艦艇航行安全越來越受到重視。ECDIS 作為艦艇綜合操作與信息中心，為艦艇避碰提供了可靠依據(jù)，有力保障了艦艇航行安全。怎樣利用 ECDIS實(shí)現(xiàn)艦艇避碰？人的基礎(chǔ)上，立足海警，結(jié)合本人學(xué)習(xí)經(jīng)歷，本文圍繞 ECDIS在海警艦艇避碰中的應(yīng)用開展，著力解決 ECDIS 如何在海警艦艇避碰中應(yīng)用的問題。1.2 ECDIS 應(yīng)用現(xiàn)狀近幾年來，ECDIS 因其使用的方便性、數(shù)據(jù)的高精度性、避碰的安全性

6、等優(yōu)點(diǎn)被廣泛地運(yùn)用于船舶。以前船舶避碰主要依靠，但在船舶避碰中存在不少局限性，避碰結(jié)果存在安全不穩(wěn)定性。ECDIS 作為新型的助航系統(tǒng)，有效解決了避碰的局限性，大大提高了船舶的避碰能力。ECDIS 在避碰中起到的重要作用是它成為船舶首選的關(guān)鍵。在海警，ECDIS雖然得到了應(yīng)用普及，但它在避碰中豐富的應(yīng)用并沒有得到完全發(fā)揮，所以也希望通過此課題能改善這方面的問題。1.3 本文主要的問題本文主要ECDIS 結(jié)合 ARPAECDIS 在海警艦艇避碰流程的每個階段中的應(yīng)用以及如何運(yùn)用、AIS 等儀器實(shí)現(xiàn)海警艦艇避碰的問題。2概述2.1 ECDIS 簡介ECDIS 是以計(jì)算機(jī)為，以 ENC 為基礎(chǔ)，接收

7、來自多種外部傳感器的數(shù)據(jù)信息，最后將所需信息在系統(tǒng)終端設(shè)備上進(jìn)行輸出的一種系統(tǒng)。ECDIS 為船舶駕駛員提供航行所需的各種信息資料，它不但可以精確的顯示海圖要素，還可以在總體上反映船舶的運(yùn)行狀態(tài)，如：本船的船位、航向、航速、CPA、TCPA 等一些動態(tài)信息，是對于船舶在海上航行時一種非?？煽坑杏玫闹较到y(tǒng)1。二十世紀(jì)七十年代起，ECDIS 出現(xiàn)在日、美、加等國，挪威、德、英等國的也緊隨其后。隨著 ECDIS 的標(biāo)準(zhǔn)化和，各國開發(fā) ECDIS 的腳步也加快了很多，有很多廠商都研制出了自己的 ECDIS 產(chǎn)品。歐美一些發(fā)達(dá)國家率先把 ECDIS 應(yīng)用到了艦艇上。相對于國外，我國在我國艦船導(dǎo)航領(lǐng)域內(nèi)

8、的一些ECDIS 方面起步晚。上個世紀(jì)八十年代末九十年代初，開始電子海圖方面技術(shù)，其的有大連海事大學(xué)、成果主要用于海軍建設(shè)中。其中，在“七五”時期開始津航海儀器等2。1993 年，由測繪、天航海儀器開發(fā)的電子海圖系統(tǒng)率先試用于大型的水面艦艇；1998 年，大連艦艇學(xué)院的某型號 ECDIS 被列為艦船的基礎(chǔ)設(shè)備；跨入 21 世紀(jì)后，我國的電子海圖技術(shù)發(fā)展迅速，一些科研機(jī)構(gòu)、公司和大學(xué)相繼研制出面向商船的 ECDIS，其中，比較有代表性的有大連海事大學(xué)主導(dǎo)研發(fā)的“電子海圖（航道）及其應(yīng)用系統(tǒng)”。2010 年 4 月國家海事局了國內(nèi)航行船舶船載電子海圖系統(tǒng)和自動識別系統(tǒng)設(shè)備的規(guī)定3，它對我國江海航行

9、船舶強(qiáng)制性配備電子海圖系統(tǒng)的時間與系統(tǒng)性能測試的標(biāo)準(zhǔn)都做了相應(yīng)規(guī)定，使 ECDIS 在我國的江海航運(yùn)領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。2.2 ECDIS 組成部分ECDIS 的組成主要有以下 3 個部分：123.電子海圖應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).國防工業(yè),1997。.21 世紀(jì)初期我國電子海圖應(yīng)用技術(shù)展望.艦船科學(xué)技術(shù).2000，(2):41。，2006.100 一 105。，許江寧，.艦船導(dǎo)航系統(tǒng).國防工業(yè)2.2.1 硬件硬件主要分為外部傳感器、處理器和輸出設(shè)備。外部傳感器包括 GPS導(dǎo)航儀、計(jì)程儀、聲納、測深儀、ARPA等。因?yàn)?GPS 和 DGPS 精度高、可全球全時覆蓋，具有連續(xù)且實(shí)時的，已經(jīng)成為ECDIS 的

10、首選定位設(shè)備。在我國，研發(fā)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)結(jié)合 ECDIS，成功運(yùn)用到軍事、狀。、商業(yè)等船舶上，在一定程度上改變了船舶過度依賴 GPS 系統(tǒng)的現(xiàn)處理器用來完成數(shù)據(jù)處理和指揮控制，與海圖工作站連接，具有顯示和海圖的能力、實(shí)時處理能力、網(wǎng)絡(luò)傳輸能力。輸出設(shè)備包括彩色顯示器、。顯示屏有效尺寸應(yīng)達(dá) 350mmX270mm 以上，不少于 64 種顏色，像素尺寸小于 0.3mm。2.2.2 數(shù)據(jù)ENC 是一個格式、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理的數(shù)據(jù)，符合 S-57 或 S-100 標(biāo)準(zhǔn)，由的航道測量部門制作，供 ECDIS 使用。ENC 包含所有保證航行安全所需的海圖信息，并且包含了保證航行安全所必需的附加信

11、息，作為對紙質(zhì)海圖信息的補(bǔ)充，如航路指南等4。SENC 是由 ENC 經(jīng)過轉(zhuǎn)化形成的更適合、操作的具有特殊結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫，可滿足航海對操作性能的要求，被 ECDIS 用來顯示電子海圖以及完成其他航海功能。2.2.3ECDIS是 ECDIS 的，符合 S-52 標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)包括 ENC 到 SENC 的轉(zhuǎn)換、SENC的管理和操作、處理和顯示各種助導(dǎo)航儀器的輸入信息、各種電子航海資料的管理和顯示以及人機(jī)交互界面，使各種測量數(shù)據(jù)得以以數(shù)字的形式顯示在屏幕上，通過界面對 ECDIS 實(shí)施操作。ECDIS 的組成框圖如圖 2.1 所示。4.電子海圖顯示與信息系統(tǒng)使用指南M.大連海事大學(xué)，2002.6 一 11

12、。人機(jī)交互界面GPSAIS顯示器處理器實(shí)時信息計(jì)程儀. . .ENCSENC圖 2.1ECDIS 組成框圖2.3 ECDIS 的主要功能ECDIS 利用豐富完備的航海信息和符合當(dāng)時情況的資料，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，方便快捷地為航海保障。提供所需要的信息，有效的為船舶航行的安全提供有力的2.3.1 海圖顯示ECDIS 的顯示方向可以分為真北向上、船首線向上、航向向上及航線向上四種顯示方式，按運(yùn)動模式可分為真運(yùn)動和相對運(yùn)動模式。海圖的比例尺可以縮放，海圖信息也可分層顯示，必要時可隱藏航行條件下不需要的信息來滿足觀測的需要5。2.3.2 航線設(shè)計(jì)利用 ECDIS 可以進(jìn)行航路點(diǎn)、轉(zhuǎn)向點(diǎn)、錨位的選擇

13、設(shè)置，生成合理可靠的計(jì)劃航線。在航行過遇到特殊情況需要更改航線時，可快速新的轉(zhuǎn)向點(diǎn)，刪除不要的轉(zhuǎn)向點(diǎn)，生成新的航線。5.ECDIS 在現(xiàn)代船舶導(dǎo)航中的應(yīng)用和發(fā)展J.航?？萍紕討B(tài), 1998,(3):124。2.3.3 海圖改正ECDIS 通過手動或自動方式，將ENC 制作部門提供的正式 ENC 改正數(shù)據(jù)添加到 SENC 數(shù)據(jù)庫，然后把之前的數(shù)據(jù)替換成新的數(shù)據(jù)。2.3.4 定位通過 GPS 或北斗測量的數(shù)據(jù)，顯示本船；也可利用活動距標(biāo)圈與電子方位線，測量本船與、航標(biāo)的距離、相對位置進(jìn)行定位。2.3.5 航路航海需要在航行之前預(yù)先設(shè)定一個本船偏離計(jì)劃航線的最大距離，即安全距離。在航行過全距離，就會

14、立即，ECDIS 能夠?qū)崟r連續(xù)地監(jiān)測船舶與計(jì)劃航線的距離，如果超出安，提醒駕駛調(diào)整航向，實(shí)現(xiàn)航線的保持。不僅如此，ECDIS還能夠檢測位于船舶周圍的礙航物，顯示暗礁、沉船、淺灘等，方便船舶進(jìn)行避碰、避險。2.3.6信息處理結(jié)合 ARPA，調(diào)用顯示圖層，可以顯示圖像與測量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對船舶避碰能起到關(guān)鍵作用，是避碰中不可缺少的信息。2.3.7 航海信息查詢通過 SENC 數(shù)據(jù)庫可以獲取航線上物標(biāo)信息，航行海域海流、潮汐、氣象信息以及航路指南信息等。根據(jù)上述 ECDIS 的功能，可以將 ECDIS 分成兩部分：ECDIS 基礎(chǔ)顯示和ECDIS 應(yīng)用系統(tǒng)，具體如圖 2.2 所示。雷達(dá)信息處理航海信

15、息查詢海圖要素海圖顯示航線設(shè)計(jì)航路監(jiān)控海圖改正分層顯示定比例尺位ECDIS 應(yīng)用系統(tǒng)SENCECDIS 基礎(chǔ)顯ENCECDIS圖 2.2ECDIS 主要功能結(jié)構(gòu)圖3避碰避碰，顧名思義，就是避免碰撞。艦艇避碰關(guān)系到整條艦艇的安全，一旦發(fā)生碰撞，就會造成難以挽回的損失。為了保護(hù)艦員人身安全及穿整個航行過程的首要事項(xiàng)。安全，艦艇避碰成為貫3.1 碰撞發(fā)展流程船舶之間從沒有碰撞的流程圖，如圖 3.1。到發(fā)生碰撞，都是有一個發(fā)展過程的。以下是發(fā)生碰撞圖 3.13.2 避碰在避碰中，需要考慮的避碰很多。通常有本船、目標(biāo)船、環(huán)境三大類避碰。本船主要包括船舶類型、航向、航速、等；目標(biāo)船主要包括水域類主要包括目

16、標(biāo)船類型、方位、距離、航向、航速、舷角等；環(huán)境型、水深、物、潮汐等。這些避碰對于船舶何時避碰以及采取何種避碰措施有著重要意義,準(zhǔn)確把握避碰由 ECDIS 顯示提供。，是做到安全避碰的基礎(chǔ)，這些所需的避碰都可發(fā)生碰撞形成緊迫形成緊迫局面形成碰撞無碰撞4ECDIS 在海警艦艇避碰中的應(yīng)用ECDIS 在避碰中的應(yīng)用貫穿海警艦艇的整個航行，從計(jì)劃航線的制作到航行過程中的定位、對碰撞的判斷以及如何采取避碰措施都發(fā)揮了重要作用，形成了一個以 ECDIS 為的避碰應(yīng)用體系。4.1 制作計(jì)劃航線艦艇在出航前，都需要制作計(jì)劃航線，這是航行的需要，同時也為避碰奠定了基礎(chǔ)。使用 ECDIS 可以使計(jì)劃航線的制作變得

17、簡單方便。無論艦艇是在內(nèi)河還是在遠(yuǎn)洋航行時，通過 ECDIS 屏幕選擇需要的航路點(diǎn)、轉(zhuǎn)向點(diǎn)和目點(diǎn)地后，就可以利用 ECDIS 生成計(jì)劃航線，同時給出計(jì)劃航線可行性的判斷方案。航線附近有無低于安全吃水深度的水深點(diǎn)是判斷航線可行性的一個主要內(nèi)容，ECDIS 不僅可以為駕駛提供潮汐資料，還集成了潮汐的與預(yù)報(bào)，根據(jù)這些信息計(jì)算出不同于紙質(zhì)海圖上標(biāo)注的海圖水深的實(shí)際水深，計(jì)劃航線變得更加可靠。計(jì)劃航線可以通過保存反復(fù)使用，避免在航行過的海域需重新制定計(jì)劃航線的麻煩。4.2 定位及在航行過，時刻了解艦艇位置是避碰的關(guān)鍵，ECDIS 能夠不斷顯示艦艇艦位，讓駕駛了解艦艇所處環(huán)境。海警由于性質(zhì)問題，經(jīng)常需要遠(yuǎn)

18、洋航行，海上天氣易變，突如其來的不良天氣會給航行帶來不利，極大地影響艦艇的航行安全。毫無預(yù)兆的強(qiáng)風(fēng)暴雨使駕駛憑借肉眼根本無法透過朦朧的玻璃觀察外面的情況，顯示的航標(biāo)。只要駕駛可以根據(jù)圖像反饋的信息，合理正常艦艇，對于有可能發(fā)生的及時作出規(guī)避，就可確保艦艇的航行安全。ECDIS 可實(shí)時連續(xù)地監(jiān)測艦艇與計(jì)劃航線的距離，如果超出預(yù)先設(shè)定的安全距離，屏幕上則被雨點(diǎn)的回波覆蓋，無法辨別目標(biāo)，在周圍有其他船舶或物標(biāo)時，容易使人失措，導(dǎo)致緊迫局面的發(fā)生。ECDIS 能輕松應(yīng)對突發(fā)天氣，從容避碰，由于它的顯示圖像不受惡劣天氣的影響，無論駕駛室外面天氣如何，都能清晰顯示本船船位、周圍系統(tǒng)就作出，提醒駕駛調(diào)整航向

19、，實(shí)現(xiàn)航線的保持。4.3 判斷碰撞根據(jù)國際海上避碰規(guī)則，由于當(dāng)同一船舶處在不同的環(huán)境情況下或當(dāng)不同船舶處于同一環(huán)境情況下時，對船舶是否存在的碰撞有著不同的理解，所以“碰撞危險”沒有明確的定義，但是“碰撞”作為船舶避碰的提前不得不被考慮。 ECDIS判斷碰撞的方法有數(shù)據(jù)判斷法和圖像判斷法。4.3.1 數(shù)據(jù)判斷法判斷碰撞的基本數(shù)據(jù)是 DCPA 和 TCPA，DCPA=0，說明兩船若保持航向和航速不變，將同時到達(dá)某一點(diǎn)，將發(fā)生碰撞；DCPA0，說明兩船之間有一定的通過距離，但當(dāng)該距離小于安全會遇距離時，仍存在碰撞；當(dāng) DCPA=0 或 DCPA安全會遇距離，TCPA 越小，說明船舶發(fā)生碰撞的程度越大

20、，反之，則越小。通過外部傳感器的測量與計(jì)算機(jī)的處理計(jì)算，ECDIS 可以顯示出 DCPA 與 TCPA 這兩個數(shù)據(jù)，航海根據(jù)這兩個數(shù)據(jù)可以很快判斷是否存在碰撞。如圖 4.1 所示。圖 4.14.3.2 圖像判斷法利用 ECDIS 可以顯示我艦艇與他船的航速矢量線，當(dāng)兩航速矢量線或是其等倍延長線不相交于一點(diǎn)時，可認(rèn)為不存在碰撞。當(dāng)兩航速矢量線或是其等倍延長線相交于一點(diǎn)，航速矢量線不發(fā)生明顯變化且兩船距離不斷減小時，存在碰撞。當(dāng)兩航速矢量線有明顯變化時，也可能存在碰撞，一是在駛近拖帶船組或很大的船舶，此時船舶不能等效成一個點(diǎn)，不能排除與其某個部位發(fā)生碰撞；二是近距離駛近他船，此時航向雖有大幅度的變

21、化，但由于距離太近，仍可能存在碰撞，艦艇在避碰過要格外注意與他船的距離，需要多用 ECDIS 測量與他船的距離進(jìn)行判斷。如圖 4.2所示。圖 4.24.4 判斷會遇態(tài)勢通過 ECDIS 屏幕，可以清楚地了解目標(biāo)船與我艦艇的位置關(guān)系，判斷兩船的會遇態(tài)勢，會遇態(tài)勢可分為對遇局面、交叉相遇局面、追越局面三種。如圖 4.3 所示。圖 4.3對遇局面的判斷：當(dāng)位于我艦艇左舷 6到右舷 6之間有來船時，屬于對遇局面，兩船互為讓路船。交叉相遇局面的判斷：（1）當(dāng)位于我艦艇右舷 6到 67.5之間有來船時，屬于小角度交叉相遇局面，112.5112.5追越局面大角度交叉相遇局面交叉相遇局面67.5小角度交叉相遇

22、局面對遇局面66A我艦艇為讓路船。當(dāng)位于我艦艇右舷 67.5到 112.5之間有來船時，屬于大角度交叉相遇局面，我艦艇為讓路船。當(dāng)位于我艦艇左舷 6到 67.5之間有來船時，屬于交叉相遇局面，我艦艇為直航船。追越局面的判斷：當(dāng)位于我艦艇左舷 112.5到右舷 112.5之間后方有來船時，屬于追越局面，我艦艇為被追越船。4.5 制定避碰措施艦艇通過 ECDIS 可以制定避碰措施。在判斷出存在碰撞之后，根據(jù)會遇態(tài)勢，必須運(yùn)用良好的船藝按避碰流程采取正確有效的避碰措施。避碰措施流程圖如圖 4.4所示。當(dāng)位于我艦艇左舷 6到右舷 6之間有來船時，兩船互為讓路船，我艦艇應(yīng)該向右轉(zhuǎn)向，從來船的左舷駛過。當(dāng)

23、位于我艦艇右舷 6到 67.5之間有來船時，我艦艇為讓路船，來船為直航船，我艦艇應(yīng)采取向右轉(zhuǎn)向或進(jìn)行避碰。當(dāng)位于我艦艇右舷 67.5到 112.5之間有來船時，我艦艇為讓路船，來船為直航船，此時采取向左轉(zhuǎn)向比向右轉(zhuǎn)向能起到更好的避碰效果。當(dāng)位于我艦艇左舷 6到 67.5之間有來船時，我艦艇為直航船，來船為讓路船，我艦艇只需保向保速繼續(xù)航行，并不斷通過 ECDIS 觀察來船行動。當(dāng)位于我艦艇左舷 112.5到右舷 112.5之間有來船時，我艦艇為被追越船，來船為追越船，我艦艇只需保向保速繼續(xù)航行，并不斷觀察來船行動。當(dāng)我艦艇為讓路船時，避碰行動應(yīng)遵循“早、大、寬、清”的原則，利用 ECDIS判斷

24、周圍是否有足夠水域，采取大幅度或適合當(dāng)時水域面積的轉(zhuǎn)向，以達(dá)到在安全距離上駛過的要求，不斷觀察 ECDIS 屏幕核查避讓行動的有效性，最后駛過讓清。當(dāng)我艦艇為直航船時，須保向保速，利用 ECDIS 觀察讓路船的行動，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)規(guī)定的讓路船顯然沒有遵照規(guī)則采取適當(dāng)行動時，即可獨(dú)自采取根據(jù)環(huán)境情況的不同，判斷緊迫局面、緊迫行動，不致造成緊迫局面。的標(biāo)準(zhǔn)是不同的。通常認(rèn)為，能見度不良時，23n時緊迫局面開始適用；互見中，1n也是可以的。利用ECDIS 顯示圖像的同時測量他船與我艦艇的距離，以此判斷緊迫局面、緊迫是否存在，如果存在，就必須采取最有助于避碰的行動。為了使海警艦艇的避碰措施更加正確規(guī)范，可以

25、將避碰措施流程圖添加到 ECDIS 中，方便對照，防止因采取不當(dāng)措施造成的碰撞。ECDIS 顯示測量數(shù)據(jù)否是ECDIS 判斷碰撞判斷會遇態(tài)勢繼續(xù)航行交叉相遇局面追越局面對遇局面左舷交叉右舷交叉追被追越小角度交叉大角度交叉越右轉(zhuǎn)避讓右轉(zhuǎn)避讓減速避讓左轉(zhuǎn)避讓減速避讓保速保向轉(zhuǎn)向避讓保向保速否是ECDIS 判斷駛過讓清ECDIS 判斷緊迫局面、緊迫繼續(xù)航行有無良好船藝避讓采取最有助于避碰行動圖 4.44.6 其它避碰應(yīng)用在艦艇航行過，結(jié)合其它儀器才能發(fā)揮 ECDIS 在避碰中的最大作用。它們的結(jié)合，有助于海警艦艇的避碰。4.6.1 結(jié)合 ARPA在航行過（1）避碰前瞻，ECDIS 結(jié)合 ARPA可以

26、提供避碰應(yīng)用。ARPA能夠在屏幕上顯示出本船和目標(biāo)船的 CPA 和 TCPA 數(shù)據(jù)，但沒法顯示兩船到達(dá)最近會遇距離時的相對和絕對位置，駕駛只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，大致判斷出兩船的會遇情形。而 ECDIS 疊加 ARPA之后能非常直觀地顯示出兩船到達(dá)最近會遇距離時的相對和絕對位置，讓駕駛對會遇結(jié)果有一個清楚的認(rèn)識，為下一步采取的操縱避讓行動提供一個參照圖，使駕駛更快更準(zhǔn)確地做出避碰決策。如圖 4.5、4.6、時，駕駛根據(jù)圖上的信息，可提前了解兩船最近會遇的預(yù)期位置，避免可能即將形成的緊迫局面。ECDIS 的使用，使得駕駛有針對性地對航線做出調(diào)整，在一定程度上減少了盲目的，具有很強(qiáng)的前瞻性。圖 4.5 兩船

27、對遇局面4.7，在兩船分別呈對遇態(tài)勢、交叉相遇態(tài)勢、追越態(tài)勢圖 4.6兩船交叉相遇局面圖 4.7 兩船追越局面同時，根據(jù) DCPA、TCPA 與圖像的變化，判斷碰撞發(fā)展的趨勢，使避碰行動盡在掌握之中。時間允許的情況下，可以通過“試操船”對避碰方案進(jìn)行“現(xiàn)場”模擬，判斷避碰行動的有效性，切實(shí)做到整個避碰過程都能給駕駛（2）警戒區(qū)避碰良好的反饋信息。如圖 4.8，我艦艇正在航行，在我艦艇左舷預(yù)先設(shè)置 6到 67.5范圍的警戒區(qū)，外圈距離為 6n，內(nèi)圈為 2n。當(dāng) ARPA發(fā)出警報(bào)時，就能立刻知道在我艦艇左舷 6到 67.5范圍內(nèi)有來船，且距離我艦艇 6n，可認(rèn)為存在碰撞危險。此時，我艦艇就應(yīng)該對其

28、進(jìn)行持續(xù)觀察并按避碰流程采取避碰行動，直到來船從警戒區(qū)左側(cè)駛出為止。如果來船從 2n警戒線駛出，意味著緊迫局面形成，根據(jù)海警艦艇速度快、機(jī)動性高的特點(diǎn)，視周圍情況可采取大角度轉(zhuǎn)向進(jìn)行避碰。圖 4.8（3）方位限制線避碰如圖 4.9，我艦艇航行時，航向 310，對遇一艘船舶。此時，可在兩船航線之間設(shè)置一條平行于我艦艇航向的相對方位限制線。只要來船不越過此方位限制線，我艦艇就能按此航向一直航行。圖 4.9（4）距離限制線避碰如圖 4.10，當(dāng)船舶密集度較高時，我艦艇為避免與其中任何一條船舶碰撞，以其等倍航速矢量線為半徑作圓弧，兩兩作切線，得到 L1、L2、L3 三條限制線。比較三條限制線的方向，按

29、避碰最大化程度，可以選擇 L3 方向或是向外偏離的方向作為航向進(jìn)行避碰。圖 4.104.6.2 結(jié)合 AIS基于定位的 AIS 是無需人工和參與，在 VHF 頻段以廣播方式自動發(fā)射和接收船舶靜、動態(tài)信息、航次相關(guān)信息以及安全相關(guān)短消息，實(shí)現(xiàn)了船舶識別、通信和監(jiān)視的系統(tǒng)。ECDIS 與 AIS 的組合具有很大優(yōu)勢，目前，海警艦艇還未實(shí)現(xiàn) ECDIS與 AIS，這兩個代表目前最高水平的導(dǎo)航避碰儀器在海警艦艇避碰中有著重要的意義7。（1）可靠的AIS 作用距離視天線高度穩(wěn)定在 1530n以上，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)距離能力強(qiáng)。在使用時，只需打開 AIS 圖層，就可以在 ECDIS 上顯示所有裝備 AIS 船舶的信

30、息，例如：船名、呼號、航次等靜態(tài)信息以及船位、航向、航速、航跡向等動態(tài)信息，不需要逐個錄取目標(biāo)，十分方便8，如圖 4.11 所示。AIS 無錄取容量限制，極大地滿足了海警艦艇在船舶密集區(qū)域的航行，一經(jīng)錄取的目標(biāo)都可以顯示在 ECDIS 屏幕上，對目標(biāo)實(shí)施持續(xù)，不會發(fā)生目標(biāo)交換的現(xiàn)象。78.船舶自動識別系統(tǒng)（AIS）.航海,2002。劍. ECDIS 和 AIS 組合使用的優(yōu)勢和前景J.航海技術(shù), 2007(3)。L3L2L1圖 4.11AIS信息有著很強(qiáng)的穩(wěn)定性。受自身技術(shù)性能及自然環(huán)境的影響，在探測目標(biāo)上存在各種局限性，如雨雪、大風(fēng)浪等惡劣天氣造成出現(xiàn)雜波干擾或丟失目標(biāo)。由于 AIS 的工作

31、原理不同，通信鏈路可靠，不受惡劣天氣影響，配合 ECDIS 使用，可改善探測目標(biāo)的局限性，不會因雜波干擾發(fā)生丟失弱小目標(biāo)的現(xiàn)象。同樣，當(dāng)目標(biāo)受遮擋時，由于電磁波的直線原理無法被探測到，而 AIS 的信息傳輸具有一定的繞越可靠性。天線高度使的能力，可探測到被河道、物遮擋住的船舶，增強(qiáng)了目標(biāo)的存在盲區(qū)，當(dāng)兩船距離過近時可能中斷，導(dǎo)致被船舶的信息無法正常顯示。AIS 則不存在近距離盲區(qū)，目標(biāo)的分辨能力決定于 GNSS 的精度，高于，且不因目標(biāo)方位距離的變化而變化9。（2）精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)海警艦艇使用 ARPA進(jìn)行避碰時，避碰存在滯后性，在被測目標(biāo)作出相對位置的改變后，ARPA 根據(jù)此變化規(guī)律推算出后續(xù)的相

32、對位置，如果船舶改變航向，變化規(guī)律被打破，就必須要重新測量，通常在他船大幅度轉(zhuǎn)向后 12 min 后才能測出方位變化。而 AIS 不存在處理延時，可在 23.3s 內(nèi)近于實(shí)時地反映目標(biāo)的機(jī)動狀況，為海警艦艇提供目標(biāo)船實(shí)時的數(shù)據(jù)信息，全面了解目標(biāo)船將要采取的避碰措施，能夠有效的應(yīng)對多船相遇、快速逼近及機(jī)動頻繁等場合，從根本上解決避碰信息不足的問題。當(dāng)對目標(biāo)船行動有懷疑時，可通過安全短消息及時和協(xié)調(diào)。9,等.AIS 性能特點(diǎn)及其應(yīng)用分析C.中國航海學(xué)會 2005 年度學(xué)術(shù)交流會優(yōu)秀集專刊,2005。（3）位移燈浮標(biāo)燈浮標(biāo)是狹水道航行的重要助航設(shè)施，艦艇在裝備 AIS 后，可以接收來自 AIS 航標(biāo)

33、發(fā)送的有關(guān)、位置、工作狀態(tài)及航標(biāo)周圍的潮流、水流、天氣和能見度等多種信息。燈浮標(biāo)受水流影響容易發(fā)生漂移，光從 ECDIS 圖像是不可能看出變化的，的測量精度又不足以測出燈浮標(biāo)距離方位的變化，不獲得燈浮標(biāo)位移的信息，就有可能導(dǎo)致發(fā)生碰撞事故。AIS 能檢測到發(fā)生位移的燈浮標(biāo)，發(fā)出并把燈浮標(biāo)錯看燈的位置給駕駛和 VTS，有效的減少因?yàn)闊舾?biāo)發(fā)生位移造成駕駛浮標(biāo)或者利用燈浮標(biāo)定位錯誤而發(fā)生的碰撞事故。ARPA與 AIS 對海警艦艇避碰有著幫助，同時使用 ARPA與 AIS，可以對兩者信息進(jìn)行相互檢測，綜合判斷信息的可靠性。ARPA、AIS 都具有非常良好的融合嵌入性，可以方便地顯示在 ECDIS 上

34、，極大地提高了 ECDIS 保障海警艦艇避碰的能力，所以，海警艦艇應(yīng)當(dāng)全面應(yīng)用它們的組合，發(fā)揮它們的避碰優(yōu)勢。4.7 航程與數(shù)據(jù)ECDIS 保留有紙質(zhì)海圖的功能，能夠建立并前 12h 內(nèi)的航行情況，所的數(shù)據(jù)不能被更改處理。在事故發(fā)生以后，這些數(shù)據(jù)足以幫助還原艦艇當(dāng)時航行的狀態(tài)，判斷導(dǎo)致事故發(fā)生的原因，起到“黑匣子”的作用6，為海事處理提供有力的證據(jù)。駕駛平時在船舶時，會因?yàn)槊τ诒茏?，而忽略了操船的過程，這些珍貴的操船資料對于駕駛今后駕駛技術(shù)的提高有著很大的幫助。駕駛?cè)藛T在空閑時間可以回放艦艇的整個過程，通過航行軌跡、轉(zhuǎn)向時機(jī)、時間計(jì)算等方面，查找、分析問題，通過得出更好的解決方案，使海警航海的

35、的水平。技術(shù)由定性的基礎(chǔ)至定量的層面，大大促進(jìn)了海警航海6，.基于 ECDIS 的自動避讓系統(tǒng)J.荊門學(xué)院學(xué)報(bào),2008,23(12)。5ECDIS 在避碰中存在的不足5.1故障5.2過度依賴5.3誤差10新.ECDIS 對航行船舶的安全保障及使用注意事項(xiàng)J.航海技術(shù), 2007(5)。ECDIS 同其它的儀器設(shè)備一樣存在誤差。造成 ECDIS 存在誤差有多方面的原因。首先是外部傳感器的測量誤差，例如 GPS 存在定位精度誤差，造成顯示的船位與實(shí)際的船位存在差距；其次是傳感器的處理誤差，在對傳感器的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時，會由于 ECDIS 使用簡單方便、安全性高，容易使駕駛 形成過度依賴。如果駕

36、駛將注意力一直集中在顯示屏幕上，就會疏忽對外界情況的觀察，有些東西在 ECDIS上是無法顯示的，水草、漁網(wǎng)、竹竿，這些不起眼的物體恰恰更容易引起事故，例如造成螺旋槳纏繞。所以在航行過 ，需要運(yùn)用不同的觀測 來輔助航行，一些正常的觀察瞭望必不可少，觀測員可以利用望遠(yuǎn)鏡對重點(diǎn)海域進(jìn)行觀察，及時發(fā)現(xiàn)周圍存在的安全隱患，對于駕駛 掌握艦艇航行動態(tài)以及外界情況具有十分重要意義。隨著時間的推移和使用次數(shù)的增加，設(shè)備的使用性能會下降，故障也會不可避免地出現(xiàn)。ECDIS 也不例外，假如艦艇上唯一的 ECDIS 設(shè)備出現(xiàn)了故障，同時故障又不能被及時排除，就會對艦艇航行制造不小的 ，使航行安全大打折扣。裝配兩臺

37、ECDIS 設(shè)備就能有效應(yīng)對此類問題。兩臺 ECDIS 同時出現(xiàn)故障的概率是極小的，當(dāng)其中一臺出現(xiàn)故障無法正常使用時，啟動另一臺 ECDIS 設(shè)備，能迅速緩解航行壓力，使艦艇依舊能正常安全地航行。當(dāng)然，受條件影響，這種方法未能在海警艦艇上得到運(yùn)用，所以，紙質(zhì)海圖是必不可少的，關(guān)鍵時刻可暫時替代 ECDIS。雖然 ECDIS 給避碰帶來許多便利，提高了航行安全性，但它畢竟只是一個輔助設(shè)備，自身存在某些無法克服的弊端10。海警艦艇在使用 ECDIS 時必須清楚地認(rèn)識到這些問題的存在，避免因忽視而發(fā)生嚴(yán)重。使用時，需要注意以下幾個方面：5.4 定期更新由于某些原因，航行海域會發(fā)生變化，使得海域?qū)嶋H情

38、況與 ECDIS 顯示的海域信息存在差異，例如一些新的沉船、燈標(biāo)等。如果不進(jìn)行更新，航行就存在一定的安全隱患，萬一不幸航行到有新沉船的地方而沒有進(jìn)行避碰，就會發(fā)生碰撞事故。所以ECDIS 必須進(jìn)行實(shí)時的更新，防止因海域變化造成碰撞事故，保證 ECDIS 可靠性。產(chǎn)生微小的誤差；第三是坐標(biāo)系的不同引起的誤差，例如，當(dāng) GPS 與 ECDIS 選擇不同的坐標(biāo)系時，同一個點(diǎn)在兩坐標(biāo)系上的數(shù)據(jù)是不同的，換而言之，相同的數(shù)據(jù)在兩坐標(biāo)系中對應(yīng)的不是同一個點(diǎn)；第四是海圖的數(shù)據(jù)誤差，海圖上的數(shù)據(jù)是由專門負(fù)責(zé)海道測量的機(jī)構(gòu)進(jìn) 量審核，由于測量過 種種 的存在，測量數(shù)據(jù)會存在不可避免的誤差。對于 ECDIS 存在

39、的誤差， 需要辯證理性地 ，雖然存在誤差，但是這些誤差都比較小，只要 ECDIS 運(yùn)用得當(dāng)，避免由于操作者對一些概念的誤解、操作不當(dāng)、缺乏經(jīng)驗(yàn)或疏忽導(dǎo)致信息 的錯誤， 最后的測量結(jié)果是不會有影響的。6總結(jié)與展望ECDIS 在海警艦艇避碰中的應(yīng)用具有巨大意義，本文通過ECDIS 在海警艦艇避碰每個階段中的應(yīng)用，在一定程度上解決了如何運(yùn)用 ECDIS 實(shí)現(xiàn)海警艦艇避碰的問題，有助于海警艦艇避碰朝著有效化、規(guī)范化方向發(fā)展。由于本人學(xué)習(xí)經(jīng)歷與資料來源有限，對于 ECDIS 在海警艦艇避碰中的應(yīng)用的還不夠深入，特別是在艦艇處于緊迫局面、緊迫一步的。時，如何運(yùn)用 ECDIS 進(jìn)行避碰還不夠完善，在今后還需要進(jìn)ECDIS 在海警艦艇避碰中的作用已經(jīng)無可替代，未來所要做的就是讓它變得更加強(qiáng)大，如何使 ECDIS 在艦艇避碰變得更加智能將是今后的重點(diǎn)。為適應(yīng)海警艦艇未來的發(fā)展需要，ECDIS 應(yīng)向著可以模仿人的思維自動生成避碰決策的方向發(fā)展，能夠做到無人避碰。參考文獻(xiàn)123.電子海圖應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).國防工業(yè),1997。.21 世紀(jì)初期