[摘 要]
運輸船舶規(guī)模大，載貨量或載客量非常大，一旦發(fā)生海損事故，帶來的直接經(jīng)濟損失和間接損失都難以估算。筆者提出了運用先進的通信技術(shù)和通信設(shè)備，對長江航行船舶進行安全監(jiān)控；針對船舶海事中70％是碰撞事故的事實，提出了長江船舶避碰預警系統(tǒng)的設(shè)計思路和技術(shù)路線；長江航運各有關(guān)機構(gòu)則應(yīng)恪盡職守，確保船舶具有良好的適航性。這些新觀念和新思路對減少長江海損事故都有著積極的現(xiàn)實意義。
[關(guān)鍵詞] 航行安全 適航性 避碰預警系統(tǒng)
1 問題的提出
長江水系共有可航水道57
000km，占全國內(nèi)河可航里程的52．7％。長江干流是中國重要的東西向水上運輸線，據(jù)測算，在正常通航條件下，長江運輸能力相當于14條京廣鐵路，是舉世公認的“黃金水道”。據(jù)統(tǒng)計表明，自1984年至1999年間，長江干線累計發(fā)生船舶交通事故6
355件，直接經(jīng)濟損失累計為9．13億元，年均事故件數(shù)近400件，年均經(jīng)濟損失近6000萬元；而1997年至1999年，長江干線共發(fā)生海損事故1
071起，死亡741人，直接經(jīng)濟損失3．92億元；2000年全年長江干線共發(fā)生一般以上海損事故159起，沉船92艘，死亡和失蹤178人，直接經(jīng)濟損失達2641萬元，其中僅2000年6月份，長江就發(fā)生14起海損事故，死亡100余人。可見，近年來，長江干線發(fā)生海損事故越來越頻
繁，造成的損失越來越大，長江航行安全問題也就成為越來越嚴峻的問題。
2 航行安全的影響因素
影響航行安全的因素很多，綜合分析，可歸納為兩方面：其一，航行自然環(huán)境；其二，船舶適航狀態(tài)。
2．1 航行自然環(huán)境分析

長江航道復雜，其中川江水道更為險要，險灘多，航道彎曲，江面狹窄，水流湍急，特別是枯水期容易擱淺；而長江下游水流平緩，但是來往船舶多，霧濃風浪大，易發(fā)生碰撞事故。長江水域自然條件多變，水流、風浪、霧、潮汐等自然因素都會影響到船舶的航行安全。
1)船舶在長江中航行受水流速度的影響較大。

船舶順水行駛時一般會最大限度地利用主流，逆水行駛時則選擇緩流及回流。因此，順水時速度增大，逆水時速度減小，一般順水速度的增值大于逆水速度的減值。隨著水位的變化(如洪水期、枯水期)，船舶速度的增值或減值也不同，水位愈高，增值或減值也往往愈大。所以，駕駛?cè)藛T必須充分考慮到水流速度的影響，以確保船舶航行安全。
2)船舶航行受風浪的影響。

在風浪中航行，必然受到風的阻力、浪的抨擊、船舶偏航(側(cè)向風)、甲板上浪以及縱搖、升沉等運動的影響，并由此導致螺旋槳工況不穩(wěn)而降低效率(在大風浪下效率降低可達10％～15％)，這些都能導致航行船舶容易發(fā)生海損事故，應(yīng)該引起駕駛?cè)藛T的高度重視。
3)船舶航行受濃霧及水域氣候的影響。

由于濃霧使能見度降低，極易發(fā)生船舶碰撞事故。在南京以下江段中航行的船舶還必須時刻關(guān)注著潮汐，以免船舶候潮進出港時對潮高估算不足而遭遇擱淺危險。
2．2 船舶適航分析

船舶的適航性(Seaworthiness)指承運人保證船舶具有完成預定航程的航行能力，主要包括船齡、船舶結(jié)構(gòu)、強度以及船舶性能(如浮性、穩(wěn)性、抗沉性、耐波性、操縱性)等主要參數(shù)。船舶營運的適航條件是船舶能順利地在水上航行并提供運輸服務(wù)的必要保證，也是船舶經(jīng)營人在從事航運活動中必須重視的一件大事。

(1)船舶檢驗：其目的是保證船舶及其有關(guān)設(shè)施具備正常的技術(shù)條件，以保障航行船舶、有關(guān)設(shè)施和人命的安全以及航行環(huán)境免受污染。就船舶營運的基本條件而言，船舶檢驗也是保證船舶適航的法定程序之一。
(2)船舶簽證：其目的是監(jiān)督船舶保持良好的適航狀態(tài)，保障船舶航行安全，維護水路運輸秩序。

(3)船員配備：其目的在于保證船舶正常生產(chǎn)，安全航行，是船舶適航重要條件之一。合理的船員配備，是保障船舶安全的基本條件。配備足夠的持有證書的船員和備有船員名冊，也是船舶簽證的一項重要內(nèi)容。從以往發(fā)生的海事原因來看，人為引起的占80％。船員配備必須要求船員具有適任證書，還要有一定的經(jīng)驗，因為在長江船舶自動化程度比較落后的情況下，駕駛?cè)藛T技術(shù)對航行安全的影響就非常之大。因此，船舶安全必須強調(diào)人的因素。

(4)船舶穩(wěn)性：它直接影響到船舶的操縱性能，與船舶安全有密切關(guān)系。船舶缺乏足夠的穩(wěn)性也是不適航的重要因素，船舶必須具有可靠的穩(wěn)性，對橫穩(wěn)心要求適當和可靠，否則船舶易在風浪中頻繁的搖擺，使船體結(jié)構(gòu)易于受損，同時也易發(fā)生貨移及人體不適，甚至導致事故的發(fā)生；還要保持船舶處于正浮狀態(tài)，因為船舶橫傾時不利于航行安全和貨物完整，在裝卸過程中，船舶傾斜使吊桿索受力過大而發(fā)生危險；而且不應(yīng)超載，一旦超載，船舶就會缺乏足夠的儲備浮力(Reserve
Buoyancy)，使抵御暴風浪侵襲的能力減小，當船舶發(fā)生漏水或波浪沖上甲板以致增大船舶負荷時，船舶就有沉沒的危險。因此，在貨物配積載時，既要滿足保護承運貨物質(zhì)量、安全的要求，又應(yīng)充分考慮到船舶的利益和安全。

長江船舶設(shè)備相當落后，大都是“瞎船”、“聾船”。目前長江上船舶的導航設(shè)備主要是磁羅經(jīng)、偏航儀和普通船用雷達，難以滿足船舶安全航行的需要。眾所周知，先進的船舶設(shè)備可使船舶具有更強的抵御自然因素的能力，可以降低駕駛?cè)藛T的勞動強度，對船舶安全航行起到重要的保障作用。隨著現(xiàn)代通信和計算機技術(shù)的發(fā)展，長江安全航行也應(yīng)向著實時化、信息化、智能化方向發(fā)展。
3 船舶航行安全應(yīng)對措施

為了促進長江船舶航行安全和提高長江運輸?shù)男剩档痛笆鹿实陌l(fā)生率，一方面航運公司應(yīng)依靠科技進步，改進現(xiàn)有落后的設(shè)備，采用先進的定位、導航、通信和管理等電子信息系統(tǒng)，改善船用和船岸設(shè)備的功能，保障船舶安全和提高效率，以便加強船舶安全監(jiān)督，實現(xiàn)自動避碰的智能化航行，另一方面長江航運有關(guān)機構(gòu)應(yīng)恪盡職守，保證船舶具有良好的適航性。
3．1 船舶安全監(jiān)控

船舶在航行中，船舶與公司之間只能通過船舶電報、移動電話或船舶靠岸停泊時用固定電話向公司報告船位，貨主甚至船舶公司的調(diào)度人員都無法隨時了解到船舶的即時動態(tài)。當船舶發(fā)生事故時，只能以船電的形式向公司或附近的船舶發(fā)出求救信號，但公司往往不能迅速準確地了解事故地點的情況及附近船舶的情況，因此，可能會因救助不及時而導致災(zāi)難，所以很有必要建立船舶安全監(jiān)控系統(tǒng)。

船舶安全監(jiān)控系統(tǒng)是利用先進的GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))產(chǎn)品和強大的GSM(數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)，集現(xiàn)代化通訊、計算機網(wǎng)絡(luò)、GPS及GIS(地理信息系統(tǒng))等高新技術(shù)于一體的通信及信息處理系統(tǒng)。其工作原理是由船載單元采集船舶定位數(shù)據(jù)(時間、日期、經(jīng)緯度、航向、航速)按一定的時間間隔，通過通信系統(tǒng)，傳給公司監(jiān)控中心，由無線接收機接收有關(guān)信息，并通過通信控制器送往具有地理信息查詢功能的電子地圖(監(jiān)控終端及大屏幕)上進行移動船舶運動軌跡的顯示，公司監(jiān)控中心根據(jù)需要對單船或多船進行定位跟蹤監(jiān)控，或者回放船舶運行軌跡。公司監(jiān)控中心與船舶之間通過通信系統(tǒng)及計算機網(wǎng)絡(luò)進行有關(guān)安全信息的雙向傳輸，同時可進行調(diào)度指令的發(fā)布和反饋；當船舶遇險時，以手動方式激活報警裝置，同時通過選擇按鍵報告遇險種類，由船載單元通過通信系統(tǒng)發(fā)送給監(jiān)控中心，監(jiān)控終端會發(fā)出聲光報警信號，同時在電子江圖上顯示遇險種類、船名、位置，以便公司進行及時快速地處理。船舶安全監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

　　　　　　　　　　

船岸通信系統(tǒng)是由包括衛(wèi)星通訊、單邊帶(SSB)、甚高頻(VHF)、移動電話、傳真和因特網(wǎng)等現(xiàn)代通信技術(shù)組成的船岸數(shù)據(jù)實時傳輸網(wǎng)。通過該傳輸網(wǎng)，船舶公司可以正確地了解船舶的即時航行動態(tài)和安全狀況，船舶也可以隨時得到最新的水文氣象信息(包括天氣預報、海區(qū)要素預報、風場、氣壓場及臺風信息等)、港口航道信息等資料，更有利于船舶安全航行。

3．2 船舶避碰預警

船舶海事中70％是碰撞事故，其中，屬于船舶駕駛?cè)藛T；了望疏忽或操縱不當者占大多數(shù)，因而在集成駕駛系統(tǒng)中加入船舶避碰預警是十分必要的。


確保船舶航行安全的關(guān)鍵是使駕駛?cè)藛T能及早獲得船舶和航行環(huán)境的各種信息，例如：該船航向、航速和船位，來船的動態(tài)和船舶碰撞的危險度，航道的通航密度、水流、能見度和氣象等。船載單元和ARPA設(shè)備(自動雷達標繪儀)使駕駛?cè)藛T獲得所需信息，根據(jù)所獲得的信息和船舶避讓原則，應(yīng)用通信設(shè)備雙方協(xié)調(diào)進行船舶車舵操縱。

自動避碰預警的整體設(shè)計思想是：立足于《國際海上避碰規(guī)則》，應(yīng)用框架式專家系統(tǒng)原理模仿避碰專家的思維來解決避碰的安全性問題；運用數(shù)理分析導出的各類避碰算法，使避碰專家系統(tǒng)實現(xiàn)在線學習，形成動態(tài)知識庫，同時，為提供最佳避碰方案提供依據(jù)，從而解決避碰的科學性、經(jīng)濟性問題。避碰預警系統(tǒng)框圖如圖2所示。
　　　

避碰預警的基本技術(shù)路線是以ARPA避碰原理為基礎(chǔ)，加入避碰專家知識，構(gòu)成智能化船舶閉環(huán)避碰控制系統(tǒng)。船舶通過ARPA設(shè)備來錄取目標及進行避碰報警。目標錄取方式有手動和自動兩種。手動錄取能突出重點避碰物標，自動錄取方法主要是通過設(shè)置自動錄取區(qū)域或設(shè)定參數(shù)：
①以單船為中心，半徑為R的區(qū)域中的目標；

②以DCPA和TCPA設(shè)定值為錄取原則。所預警的危險程度則通過目標的方位、距離、DCPA(即兩船會遇時的最小通過距離)和TCPA(即兩船到達最小會遇距離時的時間)等參數(shù)來綜合確定。這樣，即使在航路上突然出現(xiàn)船舶或碰到一群漁船，由于船舶避碰預警早先提醒，駕駛?cè)藛T有足夠的時間去分析判斷，及早完成船舶的避碰操作，從而避免事故發(fā)生。
3．3 加強安全管理，消除安全隱患

為了徹底消除航行中的安全隱患，長江航運各有關(guān)機構(gòu)應(yīng)恪盡職守，并具備強烈的安全意識，確保船舶具有良好的適航性。因此，必須做到以下幾點：

(1)長江航運公司加強船員綜合素質(zhì)教育，尤其是要重視船員的安全培訓，使船員掌握航運技術(shù)，并具備船舶管理能力、較高的心理素質(zhì)和自救能力。

(2)船舶檢驗機構(gòu)從安全生產(chǎn)觀點出發(fā)，嚴格按照所頒布的規(guī)程、規(guī)范以及我國已經(jīng)承認的有關(guān)國際公約的規(guī)定，對船舶進行監(jiān)督和檢驗，使船舶具備正常的技術(shù)條件，以保障船舶和人命的安全以及航行環(huán)境不受污染。

(3)對不具備港口簽證條件的(如不具有有效的船舶證書或證書所載內(nèi)容與實際不相符，未配備足夠的持證船員，裝運危險貨物的船舶不符合裝載要求，救生、消防設(shè)備未配齊或不符合標準，載客、裝貨不符合乘客定額及載重線規(guī)定，船舶違反港口有關(guān)規(guī)章法令等等)，海事局應(yīng)堅決不予簽證，并禁止其離港。
(4)通信、航道部門應(yīng)及時通報水情、氣候、航道變化情況，為長江船舶安全航行提供必要的信息。

此外，建國五十多年來，由于國家對長江航運投入較少，水運基礎(chǔ)設(shè)施欠賬太多，長江航道缺乏整治，航標等安全設(shè)施落后，以致1999年枯水期川江、荊江、九江航段頻頻發(fā)生船舶觸礁、擱淺事故。所以，國家應(yīng)加大對長江水上運輸?shù)耐度?，最大限度地改善航道條件和水運環(huán)境。
4 結(jié)束語

長江航行船舶落后的設(shè)備對航行安全影響很大，因此，筆者提出了改進船舶設(shè)備尤其是通過先進的通信技術(shù)和通信設(shè)備，加強船舶安全監(jiān)督，并借助船載單元和ARPA設(shè)備來實現(xiàn)船舶的避碰預警，這對改善航行安全有著重要現(xiàn)實意義。目前，中國長江航運集團、重慶輪船總公司等長江大型航運公司已經(jīng)著手建設(shè)船舶安全監(jiān)控系統(tǒng)。相信在不太長的時間內(nèi)，先進的通信技術(shù)和通信設(shè)備會普遍應(yīng)用于長江航行船舶，使長江航行安全得到有力的保障。再加上長江航運有關(guān)機構(gòu)各盡其職，航道得到有效的整治，嚴峻的長江航行安全形勢將會不斷地好轉(zhuǎn)。

參考文獻
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3 數(shù)字化叢書編委會．交通運輸智能化全書．北京：清華大學出版社，2001
4 國際航運管理人員培訓教材編寫委員會編．國際航運管理基礎(chǔ)知識．北京：人民交通出版社，2001
5 吳長仲．航運管理．大連：大連海運學院出版社，1992
(作者系北方交通大學交通運輸學院 摘自：《中國安全科學學報》2003.4)