试析航海技术的发展及面临的挑战

闫萌

摘要：本文简述船舶技术、航海技术的发展，从船员的安全意识、对交管系统熟悉程度、综合素质三方面阐述存在的几点问题，并提出合理运用自动化驾驶技术、提高人员对交管系统的熟悉程度、加大力度培养航海人才等解决策略，最后，从船舶和航海两方面阐述对应技术的未来发展。

Abstract： This article briefly describes the development of ship technology and navigation technology. It expounds on the existing problems from the aspects of crew safety awareness， familiarity with the traffic control system and comprehensive quality. It also proposes the strategies， including， rationally using automated driving technology， improving personnel's familiarity of the traffic control system and increasing efforts to train nautical talents. Finally， the future development of the corresponding technology is elaborated from both the ship and nautical aspects.

关键词：航海技术;自动化驾驶;船舶;人才培养

Key words： navigation technology;automated driving;ship;talent training

中图分类号：U667                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）11-0241-02

0  引言

航海技术的智能化程度越来越高，在航海过程对相关人员的专业素质要求也逐渐提高，人才对于自动化航行、AIS系统的应用等方面和船舶发展出现了不匹配的现状，因此，需要找出具体的解决措施，应对挑战。

1  船舶技术和航海技术的发展

1.1 船舶技术  船舶在国际贸易当中发挥着关键作用，同时也是航海技术的重要載体。在当前经济全球化趋势不断增强的背景下，船舶制造技术也得到了快速的发展，在包括船舶结构、航行距离、装载量等很多方面都得到了显著提升，从而更有利于提高运输利益、促进能源的高效利用。除此之外，信息技术也在船舶制造中得到了有效应用，例如采取电子设备实时监控各项船舶数据。

1.2 航海技术  目前航海技术的主要发展趋势包括网络导航趋势、自主管理化趋势以及轮机自动化趋势。网络导航是指通过卫星网络等技术手段，确保航向的正确性，同时对海域和气候情况作出全面了解，绘制出动态海图。自主巡航主要依靠AIS系统，能够准确判断出船只航行相关信息。轮机自动化是利用机械遥控技术进行轮机的控制，能够起到提升运输和装卸效率的作用。

2  航海技术面临的挑战

2.1 自动化驾驶降低船员安全意识  目前自动化驾驶技术在船舶航行中得到了广泛应用，通过运用各种先进航海技术，降低了操作人员的工作量，但同时也造成了船员安全意识下降的问题。由于相关操作人员过于依赖自动化技术，从而造成面对突发情况时缺乏有效的应对措施。

2.2 人员对交管系统不熟悉  在海上贸易开展过程中常涉及跨国运输，因此对船员的法律意识提出了更高要求。而在实际工作中，一些船员对于不同国家的PSC管控措施缺乏必要了解，此种情况下很容易出现操作错误的问题，受到港口国负责部门警告与滞留，对经济和信誉造成损失[1]。同时部分员对于国际法缺乏认识，也容易出现违背国际法律的行为。

2.3 人才综合素质有待提升  目前航海行业对于高素质人才的需求不断增强，航海人员需要具备包括船舶维修、航行操控、海上管理、国际形势与交际等多方面知识，在人才的培养方面也具有很强的综合性。而目前我国航海人才的培养上仍然存在不足之处，比如学生的实际操作时间不足，没能将最新航海技术引进教学工作，教师专业水平有待提高。上述因素对于航海专业人才的培养都造成了负面影响。

3  应对航海技术挑战的几点策略

3.1 合理运用自动化驾驶技术  船舶的自动化驾驶技术发展，实现了航海技术的自动化，但同时，高度自动化的环境下弱化了船员的安全意识。对此，要求船员合理使用自动化技术。科技的迅速发展，计算机系统和通讯卫星大量应用于船舶当中，船员利用电子航海图、定位仪、导航仪、自动控制技术，配合导航系统以及数字驾驶舱，使船舶能够打破传统航海模式，逐渐向自动化航海方向发展。具体而言，为提升航海过程自动化技术应用的安全性，需要注意如下几个方面：

第一，科学制定航行计划，在航海过程，船员需使用气象导航，完成航行计划的编制，根据海域气象资料，合理选择航行路线。同时利用气象预报、操作理论、导航设备等完成航行中期的气象预报。在实践操作时，借助航线计划对数字航线、操作系统展开综合设计，处理航线的转向点以及曲率半径各类参数，并完成实践处理，以便航行计划、雷达海图等能够顺利传输至航线控制系统以及雷达装置当中。

第二，合理使用航迹控制自动化系统，该系统的运用下，船舶能够按照既定的航向，提前设定航行轨迹，展开自动化控制，在船舶的操作台上，使用雷达显示屏幕，辅以操作手柄，对航迹进行自动化干预，进而控制航行轨迹。

第三，正确使用雷达系统，该系统利用ARPA完成海面上各种来船信息的收集，之后使用具有高分辨率功能的光栅，对雷达进行扫描，正确使用此系统，能够防止船舶行驶环节产生碰撞事故。

第四，高效利用电子航海图，使用电子形式的海图系统，该系统主要是由电子海图、ARPA雷达等进行叠加，最终形成的助行设备，海员在船舶航行过程中，正确使用电子航海图，可更好地对比航海图数据、雷达数据二者的关联性，进而提升船舶航行过程的安全性。

3.2 提高人员对交管系统的熟悉程度  由于船员对于交管系统的熟悉度不足，难以精准识别出系统发布的静态、动态航行信息等，对突发事件反应速度较慢。对此，需要提高相关人员对交管系统的熟悉程度。船舶上大多使用自动识别综合系统（下文简称“AIS”），此系统为新型助行设备，能够在VHF移动频段中使用TDMA技術，实现对船舶航次、安全、动静态等信息的自动化接收与广播，进而完成对船舶的识别、通信和监视等功能。在AIS当中，船舶的航次信息主要包括吃水量、目的地、ETA等;船舶的安全信息主要包括气象信息、水道数据、交通信息、航标、预警信息、ENC信息等;船舶的静态信息主要包括船舶名称、IMO编号、识别编码、船长信息、GPS位置等;船舶的动态信息主要指航行状态、位置、航向、速度、横倾角等。利用该系统，在VHF频段下，可接收到船舶以上信息，直接在雷达屏幕上显示出来[2]。

通常而言，使用AIS系统设备，不需要过多的人工干预，只需根据TDMA协议，借助VHF应答器，即可实现在特定信道上，连续发送和船舶相关的信息。如前文所述静态信息的发送，同时还能和航变站、基站以及转发站等直接相连，通过网络和通信系统完成信息交换，精准识别船、岸边、导航、安全等信息，实现信息的互相传递，帮助驾驶人员、航运管理机构以及船务公司等科学决策，高效完成引航调度、交通管制、狭道导航以及海上救援等任务。

3.3 加大力度培养航海人才  在航海人才的培养方面，可从以下几方面入手：第一，保证人才培养的过程和《STCW78/10公约》内容相符，同时符合我国的《船员适任考试发证规则》中的各项要求，着力培养动手能力强的船舶驾驶员，兼顾人才的职业道德、心理素质等，培养具有团队精神、服从意识的航海人才[3]。第二，在业务方面，需要重点为航海人才培训航海理论知识，例如：气象常识、地理知识、避让台风、避让船舶知识等。为确保人才能够在国际水域中行驶，还应重点培训外语知识，保证人才能够和外国人顺利沟通。第三，船员的道德素质能够体现出我国国民的素养，因此，需要使其明确注意自身形象的重要性。海上工作环境存在特殊性，同一船舶上的人员可能来自不同国家、民族等，由于交际礼仪、民族风俗等存在差异性，导致人际交往变得复杂化。所以，船员需要具备较高的道德素质，在日常的工作和生活当中，乐于奉献、和睦他人，展现出我国船员的道德风采。第四，良好的心理和生理素质，一方面，从心理角度说，船舶的驾驶需要细心，但是还需大胆操作，遇到紧急事件时，能够以较好的心理素质处理问题，防止出现航海事故。另一方面，从生理角度说，海上航行面临的自然环境恶劣，只有船员拥有健康的心理素质，才能更好地适应工作环境。特别是面临大风浪航海环境时，应具备敏锐的视觉、快速的反应能力，才能实现安全驾驶。

4  航海技术的未来发展趋势

4.1 船舶技术方面  通过上文分析，基于现有技术，未来船舶会向以下几方面发展：

第一，发展为船岸一体化。当前，互联网和通信技术等在多个领域当中发挥重要作用，将其应用在船舶领域当中，能够为海岸、船舶二者之间的沟通提供便利，促使船舶技术朝一体化方向发展，使船岸之间形成完善的信息服务网。此外，船舶上应用高水平的通信技术的可能性更高，为船岸一体化交流的推进起重要作用。

第二，船舶安全性和操作性能更高。在造船领域当中，船舶结构的强度对其安全行驶息息相关，同时关乎船上人员的生命安全。因此，国家该领域研究人员会加大力度研究船舶强度受哪些因素影响，以此优化船舶的操作性能，此项研究的顺利开展能够为船舶的安全行驶提供技术保障。如：未来造船过程，可在船体设置更多数量侧推器，保证船舶在恶劣的行驶环境中，仍然能灵活操作，特别是遭遇海上强风袭击或者向岸靠拢环节，能够顺利将制动装置启动，提高操作安全，降低事故发生概率。

第三，船舶行驶更加环保，通常船舶行驶在水体当中，会产生不同程度的污染。当前，在环保理念的运用下，我国船舶生产环节安装了“垃圾处理”和“污水处理”等设备，但是这些设备的功能和使用安全性有待提升。未来，致力于船舶污染物处理设备的升级方面，按照国际公约对船舶污染物排放的要求，完善船舶制造工艺，提高船舶航行过程的环保性。

4.2 航海技术方面  未来，航海技术的发展也会更加完善，自动化航海系统的基础上，能够充分利用气象导航，完成航行计划的编制，依据气象系统提供气象数据，优化航行线路，保证为船舶行驶提供最适宜、最安全的线路。在信息化管理系统下，不但能保证船舶上各项参数信息及时被收取，而且各项参数下发还会附加说明，为船舶操作人员掌握船舶行驶方向、速度、位置等航行状态，完善船舶监管工作提供保障。借助船舶的位置预测系统，其精准性比GPS系统更高，能够展开高度精准的测量，使管理者获取准确的位置信息。此外，还会进一步研发雷达系统，优化当前的规避碰撞系统，在船舶上安装高分辨率雷达，使用专家系统，提高防碰撞系统性能，能够预测出驾驶员相应操作的科学性，降低人为失误对船舶安全产生的影响。

5  结束语

总而言之，在科技的发展过程，航海技术也逐渐向自动化方面发展。计算机技术、互联网、高新设备、技术等在船舶上的应用，船舶航行过程的自动化程度越来越高。针对船员在航海过程存在的不足之处，需要进一步加强人才的培养，重点在操作能力、理论知识等方面强化培养，为船舶的安全航行提供保障。

参考文献：

[1]董垠鑫.航海技术发展及面临的挑战探讨[J].产业与科技论坛，2019，18（23）：98-99.

[2]郭一鸣.现代航海技术发展趋势及挑战[J].福建茶叶，2019，41（09）：166.

[3]王国栋.刍议航海技术的发展及人才培养面临的新挑战[J].中国战略新兴产业，2018（40）：23.