[摘 要]
運(yùn)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(lái)的直接經(jīng)濟(jì)損失和間接損失都難以估算。筆者提出了運(yùn)用先進(jìn)的通信技術(shù)和通信設(shè)備，對(duì)長(zhǎng)江航行船舶進(jìn)行安全監(jiān)控；針對(duì)船舶海事中70％是碰撞事故的事實(shí)，提出了長(zhǎng)江船舶避碰預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和技術(shù)路線；長(zhǎng)江航運(yùn)各有關(guān)機(jī)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(duì)減少長(zhǎng)江海損事故都有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。
[關(guān)鍵詞] 航行安全 適航性 避碰預(yù)警系統(tǒng)
1 問(wèn)題的提出
長(zhǎng)江水系共有可航水道57
000km，占全國(guó)內(nèi)河可航里程的52．7％。長(zhǎng)江干流是中國(guó)重要的東西向水上運(yùn)輸線，據(jù)測(cè)算，在正常通航條件下，長(zhǎng)江運(yùn)輸能力相當(dāng)于14條京廣鐵路，是舉世公認(rèn)的“黃金水道”。據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，自1984年至1999年間，長(zhǎng)江干線累計(jì)發(fā)生船舶交通事故6
355件，直接經(jīng)濟(jì)損失累計(jì)為9．13億元，年均事故件數(shù)近400件，年均經(jīng)濟(jì)損失近6000萬(wàn)元；而1997年至1999年，長(zhǎng)江干線共發(fā)生海損事故1
071起，死亡741人，直接經(jīng)濟(jì)損失3．92億元；2000年全年長(zhǎng)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(jì)損失達(dá)2641萬(wàn)元，其中僅2000年6月份，長(zhǎng)江就發(fā)生14起海損事故，死亡100余人?？梢?jiàn)，近年來(lái)，長(zhǎng)江干線發(fā)生海損事故越來(lái)越頻
繁，造成的損失越來(lái)越大，長(zhǎng)江航行安全問(wèn)題也就成為越來(lái)越嚴(yán)峻的問(wèn)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(zhǎng)江航道復(fù)雜，其中川江水道更為險(xiǎn)要，險(xiǎn)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(zhǎng)江下游水流平緩，但是來(lái)往船舶多，霧濃風(fēng)浪大，易發(fā)生碰撞事故。長(zhǎng)江水域自然條件多變，水流、風(fēng)浪、霧、潮汐等自然因素都會(huì)影響到船舶的航行安全。
1)船舶在長(zhǎng)江中航行受水流速度的影響較大。

船舶順?biāo)旭倳r(shí)一般會(huì)最大限度地利用主流，逆水行駛時(shí)則選擇緩流及回流。因此，順?biāo)畷r(shí)速度增大，逆水時(shí)速度減小，一般順?biāo)俣鹊脑鲋荡笥谀嫠俣鹊臏p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(fēng)浪的影響。

在風(fēng)浪中航行，必然受到風(fēng)的阻力、浪的抨擊、船舶偏航(側(cè)向風(fēng))、甲板上浪以及縱搖、升沉等運(yùn)動(dòng)的影響，并由此導(dǎo)致螺旋槳工況不穩(wěn)而降低效率(在大風(fēng)浪下效率降低可達(dá)10％～15％)，這些都能導(dǎo)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(jiàn)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(shí)刻關(guān)注著潮汐，以免船舶候潮進(jìn)出港時(shí)對(duì)潮高估算不足而遭遇擱淺危險(xiǎn)。
2．2 船舶適航分析

船舶的適航性(Seaworthiness)指承運(yùn)人保證船舶具有完成預(yù)定航程的航行能力，主要包括船齡、船舶結(jié)構(gòu)、強(qiáng)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(yíng)運(yùn)的適航條件是船舶能順利地在水上航行并提供運(yùn)輸服務(wù)的必要保證，也是船舶經(jīng)營(yíng)人在從事航運(yùn)活動(dòng)中必須重視的一件大事。

(1)船舶檢驗(yàn)：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(yíng)運(yùn)的基本條件而言，船舶檢驗(yàn)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(hù)水路運(yùn)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(shū)的船員和備有船員名冊(cè)，也是船舶簽證的一項(xiàng)重要內(nèi)容。從以往發(fā)生的海事原因來(lái)看，人為引起的占80％。船員配備必須要求船員具有適任證書(shū)，還要有一定的經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)樵陂L(zhǎng)江船舶自動(dòng)化程度比較落后的情況下，駕駛?cè)藛T技術(shù)對(duì)航行安全的影響就非常之大。因此，船舶安全必須強(qiáng)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(duì)橫穩(wěn)心要求適當(dāng)和可靠，否則船舶易在風(fēng)浪中頻繁的搖擺，使船體結(jié)構(gòu)易于受損，同時(shí)也易發(fā)生貨移及人體不適，甚至導(dǎo)致事故的發(fā)生；還要保持船舶處于正浮狀態(tài)，因?yàn)榇皺M傾時(shí)不利于航行安全和貨物完整，在裝卸過(guò)程中，船舶傾斜使吊桿索受力過(guò)大而發(fā)生危險(xiǎn)；而且不應(yīng)超載，一旦超載，船舶就會(huì)缺乏足夠的儲(chǔ)備浮力(Reserve
Buoyancy)，使抵御暴風(fēng)浪侵襲的能力減小，當(dāng)船舶發(fā)生漏水或波浪沖上甲板以致增大船舶負(fù)荷時(shí)，船舶就有沉沒(méi)的危險(xiǎn)。因此，在貨物配積載時(shí)，既要滿足保護(hù)承運(yùn)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(zhǎng)江船舶設(shè)備相當(dāng)落后，大都是“瞎船”、“聾船”。目前長(zhǎng)江上船舶的導(dǎo)航設(shè)備主要是磁羅經(jīng)、偏航儀和普通船用雷達(dá)，難以滿足船舶安全航行的需要。眾所周知，先進(jìn)的船舶設(shè)備可使船舶具有更強(qiáng)的抵御自然因素的能力，可以降低駕駛?cè)藛T的勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)船舶安全航行起到重要的保障作用。隨著現(xiàn)代通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，長(zhǎng)江安全航行也應(yīng)向著實(shí)時(shí)化、信息化、智能化方向發(fā)展。
3 船舶航行安全應(yīng)對(duì)措施

為了促進(jìn)長(zhǎng)江船舶航行安全和提高長(zhǎng)江運(yùn)輸?shù)男剩档痛笆鹿实陌l(fā)生率，一方面航運(yùn)公司應(yīng)依靠科技進(jìn)步，改進(jìn)現(xiàn)有落后的設(shè)備，采用先進(jìn)的定位、導(dǎo)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(qiáng)船舶安全監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避碰的智能化航行，另一方面長(zhǎng)江航運(yùn)有關(guān)機(jī)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(guò)船舶電報(bào)、移動(dòng)電話或船舶靠岸停泊時(shí)用固定電話向公司報(bào)告船位，貨主甚至船舶公司的調(diào)度人員都無(wú)法隨時(shí)了解到船舶的即時(shí)動(dòng)態(tài)。當(dāng)船舶發(fā)生事故時(shí)，只能以船電的形式向公司或附近的船舶發(fā)出求救信號(hào)，但公司往往不能迅速準(zhǔn)確地了解事故地點(diǎn)的情況及附近船舶的情況，因此，可能會(huì)因救助不及時(shí)而導(dǎo)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(jìn)的GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))產(chǎn)品和強(qiáng)大的GSM(數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)，集現(xiàn)代化通訊、計(jì)算機(jī)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(shí)間、日期、經(jīng)緯度、航向、航速)按一定的時(shí)間間隔，通過(guò)通信系統(tǒng)，傳給公司監(jiān)控中心，由無(wú)線接收機(jī)接收有關(guān)信息，并通過(guò)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(jìn)行移動(dòng)船舶運(yùn)動(dòng)軌跡的顯示，公司監(jiān)控中心根據(jù)需要對(duì)單船或多船進(jìn)行定位跟蹤監(jiān)控，或者回放船舶運(yùn)行軌跡。公司監(jiān)控中心與船舶之間通過(guò)通信系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有關(guān)安全信息的雙向傳輸，同時(shí)可進(jìn)行調(diào)度指令的發(fā)布和反饋；當(dāng)船舶遇險(xiǎn)時(shí)，以手動(dòng)方式激活報(bào)警裝置，同時(shí)通過(guò)選擇按鍵報(bào)告遇險(xiǎn)種類，由船載單元通過(guò)通信系統(tǒng)發(fā)送給監(jiān)控中心，監(jiān)控終端會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)在電子江圖上顯示遇險(xiǎn)種類、船名、位置，以便公司進(jìn)行及時(shí)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(dòng)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(shí)時(shí)傳輸網(wǎng)。通過(guò)該傳輸網(wǎng)，船舶公司可以正確地了解船舶的即時(shí)航行動(dòng)態(tài)和安全狀況，船舶也可以隨時(shí)得到最新的水文氣象信息(包括天氣預(yù)報(bào)、海區(qū)要素預(yù)報(bào)、風(fēng)場(chǎng)、氣壓場(chǎng)及臺(tái)風(fēng)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(yù)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(dāng)者占大多數(shù)，因而在集成駕駛系統(tǒng)中加入船舶避碰預(yù)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(lái)船的動(dòng)態(tài)和船舶碰撞的危險(xiǎn)度，航道的通航密度、水流、能見(jiàn)度和氣象等。船載單元和ARPA設(shè)備(自動(dòng)雷達(dá)標(biāo)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(jìn)行船舶車(chē)舵操縱。

自動(dòng)避碰預(yù)警的整體設(shè)計(jì)思想是：立足于《國(guó)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(lái)解決避碰的安全性問(wèn)題；運(yùn)用數(shù)理分析導(dǎo)出的各類避碰算法，使避碰專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線學(xué)習(xí)，形成動(dòng)態(tài)知識(shí)庫(kù)，同時(shí)，為提供最佳避碰方案提供依據(jù)，從而解決避碰的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。避碰預(yù)警系統(tǒng)框圖如圖2所示。
　　　

避碰預(yù)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(shí)，構(gòu)成智能化船舶閉環(huán)避碰控制系統(tǒng)。船舶通過(guò)ARPA設(shè)備來(lái)錄取目標(biāo)及進(jìn)行避碰報(bào)警。目標(biāo)錄取方式有手動(dòng)和自動(dòng)兩種。手動(dòng)錄取能突出重點(diǎn)避碰物標(biāo)，自動(dòng)錄取方法主要是通過(guò)設(shè)置自動(dòng)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(biāo)；

②以DCPA和TCPA設(shè)定值為錄取原則。所預(yù)警的危險(xiǎn)程度則通過(guò)目標(biāo)的方位、距離、DCPA(即兩船會(huì)遇時(shí)的最小通過(guò)距離)和TCPA(即兩船到達(dá)最小會(huì)遇距離時(shí)的時(shí)間)等參數(shù)來(lái)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(yù)警早先提醒，駕駛?cè)藛T有足夠的時(shí)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(qiáng)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(zhǎng)江航運(yùn)各有關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)恪盡職守，并具備強(qiáng)烈的安全意識(shí)，確保船舶具有良好的適航性。因此，必須做到以下幾點(diǎn)：

(1)長(zhǎng)江航運(yùn)公司加強(qiáng)船員綜合素質(zhì)教育，尤其是要重視船員的安全培訓(xùn)，使船員掌握航運(yùn)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(yàn)機(jī)構(gòu)從安全生產(chǎn)觀點(diǎn)出發(fā)，嚴(yán)格按照所頒布的規(guī)程、規(guī)范以及我國(guó)已經(jīng)承認(rèn)的有關(guān)國(guó)際公約的規(guī)定，對(duì)船舶進(jìn)行監(jiān)督和檢驗(yàn)，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(duì)不具備港口簽證條件的(如不具有有效的船舶證書(shū)或證書(shū)所載內(nèi)容與實(shí)際不相符，未配備足夠的持證船員，裝運(yùn)危險(xiǎn)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(biāo)準(zhǔn)，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(jiān)決不予簽證，并禁止其離港。
(4)通信、航道部門(mén)應(yīng)及時(shí)通報(bào)水情、氣候、航道變化情況，為長(zhǎng)江船舶安全航行提供必要的信息。

此外，建國(guó)五十多年來(lái)，由于國(guó)家對(duì)長(zhǎng)江航運(yùn)投入較少，水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施欠賬太多，長(zhǎng)江航道缺乏整治，航標(biāo)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(guó)家應(yīng)加大對(duì)長(zhǎng)江水上運(yùn)輸?shù)耐度?，最大限度地改善航道條件和水運(yùn)環(huán)境。
4 結(jié)束語(yǔ)

長(zhǎng)江航行船舶落后的設(shè)備對(duì)航行安全影響很大，因此，筆者提出了改進(jìn)船舶設(shè)備尤其是通過(guò)先進(jìn)的通信技術(shù)和通信設(shè)備，加強(qiáng)船舶安全監(jiān)督，并借助船載單元和ARPA設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)船舶的避碰預(yù)警，這對(duì)改善航行安全有著重要現(xiàn)實(shí)意義。目前，中國(guó)長(zhǎng)江航運(yùn)集團(tuán)、重慶輪船總公司等長(zhǎng)江大型航運(yùn)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(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，先進(jìn)的通信技術(shù)和通信設(shè)備會(huì)普遍應(yīng)用于長(zhǎng)江航行船舶，使長(zhǎng)江航行安全得到有力的保障。再加上長(zhǎng)江航運(yùn)有關(guān)機(jī)構(gòu)各盡其職，航道得到有效的整治，嚴(yán)峻的長(zhǎng)江航行安全形勢(shì)將會(huì)不斷地好轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)
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(作者系北方交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院 摘自：《中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)》2003.4)