长江航行安全问题的研究

长江航行安全问题的研究长江航行安全问题的研究 摘 要 运输船舶规模大 载货量或载客量非常大 一旦发生海损事故 带来的直接经济损失和间接损失都难以估算 笔者提出了运用 先进的通信技术和通信设备 对长江航行船舶进行安全监控 针对船舶海事中 70 是碰撞事故的事实 提出了长江船舶避碰 预警系统的设计思路和技术路线 长江航运各有关机构则应恪 尽职守 确保船舶具有良好的适航性 这些新观念和新思路对 减少长江海损事故都有着积极的现实意义 关键词 航行安全 适航性 避碰预警系统 1 问题的提出 长江水系共有可航水道 57 000km 占全国内河可航里程的 52 7 长江干流是中国重要 的东西向水上运输线 据测算 在正常通航条件下 长江运输 能力相当于 14 条京广铁路 是举世公认的 黄金水道 据统 计表明 自 1984 年至 1999 年间 长江干线累计发生船舶交通 事故 6 355 件 直接经济损失累计为 9 13 亿元 年均事故件数近 400 件 年均经济损失近 6000 万元 而 1997 年至 1999 年 长江干 线共发生海损事故 1 071 起 死亡 741 人 直接经济损失 3 92 亿元 2000 年全年 长江干线共发生一般以上海损事故 159 起 沉船 92 艘 死亡和 失踪 178 人 直接经济损失达 2641 万元 其中仅 2000 年 6 月 份 长江就发生 14 起海损事故 死亡 100 余人 可见 近年来 长江干线发生海损事故越来越频 繁 造成的损失越来越大 长江航行安全问题也就成为越来越 严峻的问题 2 航行安全的影响因素 影响航行安全的因素很多 综合分析 可归纳为两方面 其一 航行自然环境 其二 船舶适航状态 2 1 航行自然环境分析 长江航道复杂 其中川江水道更为险要 险滩多 航道弯曲 江面狭窄 水流湍急 特别是枯水期容易搁浅 而长江下游水 流平缓 但是来往船舶多 雾浓风浪大 易发生碰撞事故 长 江水域自然条件多变 水流 风浪 雾 潮汐等自然因素都会 影响到船舶的航行安全 1 船舶在长江中航行受水流速度的影响较大 船舶顺水行驶时一般会最大限度地利用主流 逆水行驶时则选 择缓流及回流 因此 顺水时速度增大 逆水时速度减小 一 般顺水速度的增值大于逆水速度的减值 随着水位的变化 如洪 水期 枯水期 船舶速度的增值或减值也不同 水位愈高 增 值或减值也往往愈大 所以 驾驶人员必须充分考虑到水流速 度的影响 以确保船舶航行安全 2 船舶航行受风浪的影响 在风浪中航行 必然受到风的阻力 浪的抨击 船舶偏航 侧向 风 甲板上浪以及纵摇 升沉等运动的影响 并由此导致螺旋 桨工况不稳而降低效率 在大风浪下效率降低可达 10 15 这些都能导致航行船舶容易发生海损事故 应该引起驾驶人员 的高度重视 3 船舶航行受浓雾及水域气候的影响 由于浓雾使能见度降低 极易发生船舶碰撞事故 在南京以下 江段中航行的船舶还必须时刻关注着潮汐 以免船舶候潮进出 港时对潮高估算不足而遭遇搁浅危险 2 2 船舶适航分析 船舶的适航性 seaworthiness 指承运人保证船舶具有完成预定 航程的航行能力 主要包括船龄 船舶结构 强度以及船舶性 能 如浮性 稳性 抗沉性 耐波性 操纵性 等主要参数 船 舶营运的适航条件是船舶能顺利地在水上航行并提供运输服务 的必要保证 也是船舶经营人在从事航运活动中必须重视的一 件大事 1 船舶检验 其目的是保证船舶及其有关设施具备正常的技术 条件 以保障航行船舶 有关设施和人命的安全以及航行环境 免受污染 就船舶营运的基本条件而言 船舶检验也是保证船 舶适航的法定程序之一 2 船舶签证 其目的是监督船舶保持良好的适航状态 保障船 舶航行安全 维护水路运输秩序 3 船员配备 其目的在于保证船舶正常生产 安全航行 是船 舶适航重要条件之一 合理的船员配备 是保障船舶安全的基 本条件 配备足够的持有证书的船员和备有船员名册 也是船 舶签证的一项重要内容 从以往发生的海事原因来看 人为引 起的占 80 船员配备必须要求船员具有适任证书 还要有一 定的经验 因为在长江船舶自动化程度比较落后的情况下 驾 驶人员技术对航行安全的影响就非常之大 因此 船舶安全必 须强调人的因素 4 船舶稳性 它直接影响到船舶的操纵性能 与船舶安全有密 切关系 船舶缺乏足够的稳性也是不适航的重要因素 船舶必 须具有可靠的稳性 对横稳心要求适当和可靠 否则船舶易在 风浪中频繁的摇摆 使船体结构易于受损 同时也易发生货移 及人体不适 甚至导致事故的发生 还要保持船舶处于正浮状 态 因为船舶横倾时不利于航行安全和货物完整 在装卸过程 中 船舶倾斜使吊杆索受力过大而发生危险 而且不应超载 一旦超载 船舶就会缺乏足够的储备浮力 reserve buoyancy 使抵御暴风浪侵袭的能力减小 当船舶发生漏水或 波浪冲上甲板以致增大船舶负荷时 船舶就有沉没的危险 因 此 在货物配积载时 既要满足保护承运货物质量 安全的要 求 又应充分考虑到船舶的利益和安全 长江船舶设备相当落后 大都是 瞎船 聋船 目前长 江上船舶的导航设备主要是磁罗经 偏航仪和普通船用雷达 难以满足船舶安全航行的需要 众所周知 先进的船舶设备可 使船舶具有更强的抵御自然因素的能力 可以降低驾驶人员的 劳动强度 对船舶安全航行起到重要的保障作用 随着现代通 信和计算机技术的发展 长江安全航行也应向着实时化 信息 化 智能化方向发展 3 船舶航行安全应对措施 为了促进长江船舶航行安全和提高长江运输的效率 降低船舶 事故的发生率 一方面航运公司应依靠科技进步 改进现有落 后的设备 采用先进的定位 导航 通信和管理等电子信息系 统 改善船用和船岸设备的功能 保障船舶安全和提高效率 以便加强船舶安全监督 实现自动避碰的智能化航行 另一方 面长江航运有关机构应恪尽职守 保证船舶具有良好的适航性 3 1 船舶安全监控 船舶在航行中 船舶与公司之间只能通过船舶电报 移动电话 或船舶靠岸停泊时用固定电话向公司报告船位 货主甚至船舶 公司的调度人员都无法随时了解到船舶的即时动态 当船舶发 生事故时 只能以船电的形式向公司或附近的船舶发出求救信 号 但公司往往不能迅速准确地了解事故地点的情况及附近船 舶的情况 因此 可能会因救助不及时而导致灾难 所以很有 必要建立船舶安全监控系统 船舶安全监控系统是利用先进的 gps 全球卫星定位系统 产品 和强大的 gsm 数字蜂窝移动通信系统 网络 集现代化通讯 计算机网络 gps 及 gis 地理信息系统 等高新技术于一体的通 信及信息处理系统 其工作原理是由船载单元采集船舶定位数 据 时间 日期 经纬度 航向 航速 按一定的时间间隔 通 过通信系统 传给公司监控中心 由无线接收机接收有关信息 并通过通信控制器送往具有地理信息查询功能的电子地图 监控 终端及大屏幕 上进行移动船舶运动轨迹的显示 公司监控中心 根据需要对单船或多船进行定位跟踪监控 或者回放船舶运行 轨迹 公司监控中心与船舶之间通过通信系统及计算机网络进 行有关安全信息的双向传输 同时可进行调度指令的发布和反 馈 当船舶遇险时 以手动方式激活报警装置 同时通过选择 按键报告遇险种类 由船载单元通过通信系统发送给监控中心 监控终端会发出声光报警信号 同时在电子江图上显示遇险种 类 船名 位置 以便公司进行及时快速地处理 船舶安全监 控系统总体结构示意图如图 1 所示 船岸通信系统是由包括卫星通讯 单边带 ssb 甚高频 vhf 移动电话 传真和因特网等现代通信技术组成的船岸数据实时 传输网 通过该传输网 船舶公司可以正确地了解船舶的即时 航行动态和安全状况 船舶也可以随时得到最新的水文气象信 息 包括天气预报 海区要素预报 风场 气压场及台风信息等 港口航道信息等资料 更有利于船舶安全航行 3 2 船舶避碰预警 船舶海事中 70 是碰撞事故 其中 属于船舶驾驶人员 了望 疏忽或操纵不当者占大多数 因而在集成驾驶系统中加入船舶 避碰预警是十分必要的 确保船舶航行安全的关键是使驾驶人员能及早获得船舶和航行 环境的各种信息 例如 该船航向 航速和船位 来船的动态 和船舶碰撞的危险度 航道的通航密度 水流 能见度和气象 等 船载单元和 arpa 设备 自动雷达标绘仪 使驾驶人员获得所 需信息 根据所获得的信息和船舶避让原则 应用通信设备双 方协调进行船舶车舵操纵 自动避碰预警的整体设计思想是 立足于 国际海上避碰规则 应用框架式专家系统原理模仿避碰专家的思维来解决避碰的 安全性问题 运用数理分析导出的各类避碰算法 使避碰专家 系统实现在线学习 形成动态知识库 同时 为提供最佳避碰 方案提供依据 从而解决避碰的科学性 经济性问题 避碰预 警系统框图如图 2 所示 避碰预警的基本技术路线是以 arpa 避碰原理为基础 加入避碰 专家知识 构成智能化船舶闭环避碰控制系统 船舶通过 arpa 设备来录取目标及进行避碰报警 目标录取方式有手动和自动 两种 手动录取能突出重点避碰物标 自动录取方法主要是通 过设置自动录取区域或设定参数 以单船为中心 半径为 r 的区域中的目标 以 dcpa 和 tcpa 设定值为录取原则 所预警的危险程度则通 过目标的方位 距离 dcpa 即两船会遇时的最小通过距离 和 tcpa 即两船到达最小会遇距离时的时间 等参数来综合确定 这样 即使在航路上突然出现船舶或碰到一群渔船 由于船舶 避碰预警早先提醒 驾驶人员有足够的时间去分析判断 及早 完成船舶的避碰操作 从而避免事故发生 3 3 加强安全管理 消除安全隐患 为了彻底消除航行中的安全隐患 长江航运各有关机构应恪尽 职守 并具备强烈的安全意识 确保船舶具有良好的适航性 因此 必须做到以下几点 1 长江航运公司加强船员综合素质教育 尤其是要重视船员的 安全培训 使船员掌握航运技术 并具备船舶管理能力 较高 的心理素质和自救能力 2 船舶检验机构从安全生产观点出发 严格按照所颁布的规程 规范以及我国已经承认的有关国际公约的规定 对船舶进行监 督和检验 使船舶具备正常的技术条件 以保障船舶和人命的 安全以及航行环境不受污染 3 对不具备港口签证条件的 如不具有有效的船舶证书或证书 所载内容与实际不相符 未配备足够的持证船员 装运危险货 物的船舶不符合装载要求 救生 消防设备未配齐或不符合标 准 载客 装货不符合乘客定额及载重线规定 船舶违反港口 有关规章法令等等 海事局应坚决不予签证 并禁止其离港 4 通信 航道部门应及时通报水情 气候 航道变化情况 为 长江船舶安全航行提供必要的信息 此外 建国五十多年来 由于国家对长江航运投入较少 水运 基础设施欠账太多 长江航道缺乏整治 航标等安全设施落后 以致 1999 年枯水期川江 荆江 九江航段频频发生船舶触礁 搁浅事故 所以 国家应加大对长江水上运输的投入 最大限 度地改善航道条件和水运环境 4 结束语 长江航行船舶落后的设备对航行安全影响很大 因此 笔者提 出了改进船舶设备尤其是通过先进的通信技术和通信设备 加 强船舶安全监督 并借助船载单元和 arpa 设备来实现船舶的避 碰预警 这对改善航行安全有着重要现实意义 目前 中国长 江航运集团 重庆轮船总公司等长江大型航运公司已经着手建 设船舶安全监控系统 相信在不太长的时间内 先进的通信技 术和通信设备会普遍应用于长江航行船舶 使长江航行安全得 到有力的保障 再加上长江航运有关机构各尽其职 航道得到 有效的整治 严峻的长江航行安全形势将会不断地好