狭水道船舶操纵技术要点分析_祁尚升.pdf

第 31 卷 第 3 期2023 年 3 月Vol.31 No.3Mar.,2023船 舶 物 资 与 市 场 MARINE EQUIPMENT/MATERIALS&MARKETING0 引言随着船舶制造技术与航海技术的发展，船舶尺度越来越大，数量越来越多，推动着全球航运事业的快速发展，其中的标志之一是同一狭水道航行船舶的数量日益增多。狭水道本身可航水域宽度窄，航道内可能存在较多的障碍物，其安全航行非常重要且难度较大，属于船舶特殊水域的操纵避碰技术之一。当同一狭水道中的船舶越多，意味着船舶通过狭水道时的风险越高。多年来大、小船舶在狭水道发生的碰撞事故屡见不鲜，而大部分碰撞事故的发生都与船舶操纵人员的操作处理不当息息相关。船舶航行过程中的存在许多未知的风险，船舶操纵的关键是通过正确信息和合理操作来规避风险。在狭水道航行时，船舶操纵人员除了考虑航道本身存在的风险外，还需要充分考虑航道内其他船舶的避碰。这要求船舶操纵人员必须了解狭水道操纵安全评价，熟悉狭水道船舶操纵技术要点及事项，因此研究该课题对于提升狭水道船舶实操技术水平有着重要的意义。1 概念界定1.1 狭水道1）国际上将因可航水域狭窄导致船舶操纵能力受到一定限制的通航水域称之为狭水道。这里的限制条件主要指宽度和深度。根据国际惯例，狭水道通航水域宽度多指小于 2 n mile 的情况，如长江口深水航道、黄浦狭水道船舶操纵技术要点分析祁尚升（上海港引航站，上海 200082）摘 要：狭水道船舶操纵需要建立在全面调查了解航行资料的基础上，根据潜在风险制定航行计划，对潜在风险圈进行风险规避。船舶行驶过程中应准确掌握转向点，根据航道实际的宽度、水深及航道内其他需要避让的对象操纵船舶转向，控制好避让幅度。狭水道船舶操纵的细节较多，需要操纵人员做好航次计划，严格注意航行过程中的各事项及细节。阐述了狭水道船舶操纵的相关概念；分析了影响狭水道船舶行船的负面因素；探讨了狭水道操纵技术要点及注意事项。旨在为船舶操纵人员在狭水道中安全操纵船舶提供一些参考。关键词：狭水道；船舶驾驶；船舶操纵；风险规避中图分类号：U675.9 文献标识码：A DOI:10.19727/ki.cbwzysc.2023.03.006引用格式祁尚升.狭水道船舶操纵技术要点分析 J.船舶物资与市场,2023,31(3):16-18.收稿日期：2022-12-09 作者简介：祁尚升（1982-），男，本科，中级引航员，研究方向为船舶引航操纵。江水道和苏伊士运河等。其中长江口深水航道 D3 灯浮至 D12 灯浮航道底宽 400 m，D12 灯浮至圆沙灯船航道底宽 350 m，是国内典型的狭水道，也是最为繁忙的狭水道之一；黄浦江水道狭窄且水深多变，弯头较多，有的弯头转型角度很大，比如陆家嘴弯头转向角度大约120，且船舶日流量高，船舶操纵难度可谓险象迭生。2）狭水道的基本特点是航道狭窄、水深不一、水域环境复杂、多障碍物、多弯曲航道，航行水域整体表现出复杂性特点，行船难度相对较大。部分狭水道可航水域甚至只允许 1 艘船舶通过，一些吨位较大的船舶在驶入狭水道时岸壁效应明显1。受水深不一的影响，部分吨位较大的船舶航行经过狭水道时只能排队等待高潮时段通过。狭水道本身机动航行水域有限，加上受航道弯道的影响，增加了航行的限制，同时也增加了船舶操纵的复杂性。此外，航道水域内还可能设置有灯浮、捕鱼区、锚地及其他障碍物，增加了狭水道行船的限制，形成了狭水道航行复杂性的特点。1.2 安全通过距离在船舶操纵技术领域，安全通过距离指船舶航行时与周围其他船舶及航道边界保持的相对安全距离。在实际行船中，安全通过距离受限制性水域通行条件影响，如航道宽度、水深、潜在障碍物等。由于不同吨位大小的船舶所需要的实际通行条件不同，安全通过距离在实际航行中也往往不同，需要船舶操纵人员根据实际情况第 3 期 17 计算和确定。目前，国际上关于海上避碰的限定性规定主要参考1972 年国际海上避碰规则，其中对船舶安全通过距离给出具体的限定性规定。按照国际海上航行管理，一般情况大型船舶的安全通过距离需要将 DCPA 控制在 5 cable 以上，小型船舶则需要将 DCPA 控制在 1 cable 以上，在狭水道航行过程中有时很难满足以上要求的安全通过距离。1.3 狭水道安全评价体系安全评价法时狭水道船舶操纵必要的基础理论之一，也是评价狭水道船舶操纵安全的关键，其评价目的是为了确保狭水道航行的安全性，规避航行危险。在评价方法的选择上，需要根据评价独享的性质而定。在选择评价方法时，主要参考以下因素：1）安全指标。目前，国际上关于狭水道操纵的安全指标并未有明确的限定，学术上一般极少用定量指标评价，多用定性指标评价。2）狭水道操纵安全因素。就狭水道而言，影响船舶操纵安全因素较多，包括航道条件、船舶操纵性能、船舶操纵人员获得的操船信息和自然条件等。航道条件因素主要指航道宽度、曲率半径及助航设施等。船舶操纵性能指停船性能、改向性能、保向性能、初始旋回性能、旋回性能等。操船信息包括 VTS 质询、障碍物坐标、暗礁区域及其他狭水道船舶操纵所必须的资料信息。自然条件指行船当天的能见度、水流、风等相关的水位气象条件。考虑到狭水道船舶操纵航行的复杂性和通航条件的不确定性，实际狭水道航行还需要充分考虑航道、水文气象、船舶操纵性能的突然性变化，从多因素充分考虑狭水道船舶操纵安全性与危险性因素，整合各因素信息后由船舶操纵人员根据实际航行过程中可能发生的动态性、紧迫性风险进行评估和预测，并制定正确合理的航线和避险措施，以备在通航发生紧急风险时能够灵活采取措施，精准把握狭水道船舶操纵的实际安全指标，确保狭水道通航安全。3）狭水道操纵安全角度。狭水道操纵安全是较为宽泛的概念，无论是学术上，还是实践中，对于狭水道操纵安全的角度、方法有着不同的切入视角。其根本原因在于狭水道操纵安全本身受多因素影响，实际操作中不确定性因素较多，很难规范客观地进行描述。2 影响狭水道船舶行船的负面因素2.1 自然气象条件的不确定性随着人类对于气象的监测与分析，了解了越来越多的自然气象规律，也能够相对精准地预测预报天气变化。但自然气象条件对于人类而言依旧存在较多的不确定性，而气象预测结果的准确性直接影响着船舶操纵人员对于船舶操纵技术参数的选择。当狭水道发生突然的天气变化时，如大风、雷暴雨、大雾等，这些都会影响操纵人员的判断和操作水平，增加狭水道船舶航行的风险。2.2 航行区域的复杂性一般而言，狭水道地处特殊位置，或为海上航行要道，或为海河航运的交通枢纽，航道内通航作业非常繁忙。狭水道的通航便利为养殖业的发展提供了条件，一般也是非常重要的渔区。为适应狭水道的发展需求，在水域范围往往还会设置锚地、测速场、捕鱼区、养殖区、校正磁场区、引航作业区等。上述区域的设置使得狭水道水域范围内的通航环境变得更为复杂，且通航限制性条件增多，增加了狭水道船舶操纵的复杂性，因此相应的通航风险也就上升了5。2.3 航道内障碍物的限制为规范狭水道通航条件，提供精准的航行定位标识，狭水道内都会设置灯浮。灯浮在为船舶操纵人员提供船舶操纵导向的同时，也相当于通航的障碍物。狭水道还还会存在海底电缆、渔栅、暗礁、沉船等障碍物，包括水面区域内其他的一些分区。这些相对于船舶操纵而言，都属于限定性条件，增加了船舶航行中的碰撞风险。障碍物的限制要求操纵人员必须具备较高的船舶驾驶避碰专业知识及实践经验，并具有灵活应变能力，才能在复杂的狭水道通航环境中规避风险。2.4 航道宽度、深度的限制狭水道航道宽度狭窄，水深浅，大型船舶通航船两侧和底部的富余量不多，航行时必须把握涨潮后的有利条件，结合专业的船舶操纵理论和实际情况做好航行操纵和避碰决策。如果在船舶操纵过程中忽视了航道宽度、深度等条件限制，会增加狭水道船舶航行的碰撞风险。3 狭水道船舶操纵技术要点及注意事项3.1 技术要点1）船舶操作准备。船舶在进入狭水道前，船舶操纵人员必须准备详实的航海通告、航海图书资料、狭水道水域地形地貌资料、当时狭水道的风浪资料、水文资料等，了解导航标志设施、船舶交通状况、船舶工作状态，结合本船的操纵特性制定详细的航行计划，如过浅滩需计算出最小安全水深=吃水+咸淡水差+横倾增加吃水+船体下沉+半波高+保留水深。同时，船舶操纵人员要休息好，调整好精神及注意力状态6。祁尚升：狭水道船舶操纵技术要点分析船舶物资与市场第 31 卷 第 3 期 18 2）计划航线的驾驶操作。按照计划航线执行驾驶操作是狭水道船舶操作的基础，在这基础上，还要求船舶驾驶人员采用正确的避险方法与导航方法辅助操作，保证船舶航行不偏离计划航线。常用的避险方法包括距离圈避险、物标方位线避险等。常用的导航方法有浮标导航、叠标导航、导标方位导航和平行方位线导航等。在航行操作中计算预配好风、流压角，保证船舶在预定的计划航线上。3）转向点的把握。船舶的转向点需要通过新航向距离确定，新航向距离可通过控制航速 Vs、追随性指数 T、操舵时间 t1、旋回性指数 K、舵角、转向角度 得出。在精准控制上述船舶驾驶参数的基础上，驾驶人员需要将施舵转向稍微提前。这是由于船舶的转向受风力、水流、浪等因素影响会发生偏向和转向时差，导致实际转向船位与理论船位的差异。如中浚高潮前 5 h 在长江口深水航道 D13 进口转向时，水流压向左侧很强，有时达到 15 20的流压角，驾驶人员必须灵活操作车、舵，尽可能地通过调控影响新航向距离的因素，确保船舶的行驶状态始终尽可能保持在新航线上。4）航道宽度、深度及避让幅度的掌握。狭水道船舶操纵必须建立在掌握航道宽度（见图 1）、深度避让幅度的基础上，选择合适的安全评估方法，依据船舶操纵安全评价体系对航道宽度（见表 1）、深度、避让幅度等因素的危险度进行分析，确定不同因素下船舶操纵的危险度及等级，明确不同等级评价指标下船舶发生碰撞的危险系数，最终选择危险性最低的系数进行船舶操纵，控制好船舶转向时机，降低岸壁效应、船间效应和浅水效应，来防止船舶在狭水道航行中可能发生的碰撞风险。图 1 航道宽度示意图表 1 航道宽度因素评价参考表危险度高危险 危险较高 危险一般 危险较低 低危险航宽最窄处/船舶宽度 2（3，2）（7，3）（20，7）203.2 注意事项狭水道船舶操纵难度极大，操作过程中需要密切关注船位实际动态，持续确认船舶航行新航线是否偏离计划航线。航行过程中，为了应对紧迫时间，应该随时备车、备锚，持续监测吃水深度和航道深度。在浅水域航行时，应对船舶富余水深做出评估。通过潮流比较强的水道时，需准确把握时机，在视界良好、航道交通流量少的时段或平流时机航行，防止船舶陷入被动局面。驶入到水面宽度较窄的航段时，应降低航速，按照船舶两侧边界与岸评估的安全通过距离精准导航，仔细的调整驾驶参数，防止船舶发生碰撞7。在距岸较近高速行驶状态下，必须提前减速。考虑到岸壁效应造成的压舵角 5不能保向的情况，需要提前减速，或适当的加大岸距，防止碰撞。在借助 ARPA 协助嘹望时，需要完整地呈现船舶可能碰撞的相关信息，在综合评估船舶安全通过距离前提下，确定并采取合理地操纵避让措施保证船舶在狭水道中的航行安全。4 结语狭水道船舶操纵的难度在于影响船舶安全航行的因素较为复杂，需要操纵人员在熟悉掌握狭水道船舶操纵技术规范的基础上，根据实际情况和既往经验对船舶在狭水道的安全通过距离进行评估，并选择和确定航线、航向等操作参数，密切关注驾驶中水流、天气、周围大小船舶及障碍物的变化，利用现有的通讯设备与其他人员做好协调配合，及时灵活地应对急迫事件，避免狭水道中船舶航行碰撞安全事故的发生。参考文献：1 商新友.狭水道船舶操纵技术要点分析 J.珠江水运,2022(16):78-80.2王仁强,薛瑞,孙建明.狭水道追越局面下的船舶避碰建模J.广州航海学院学报,2020(2):15-17+23.3 蒋思怡.狭水道船舶乘潮进出港优化调度研究 D.厦门:集美大学,2019.4 彭建斌.试论狭水道船舶操纵技术以长江水域为例 J.中国水运(下半月),2019(2):8-9.5 张锋.长江狭水道航行安全及碰撞事故分析 J.青岛远洋船员职业学院学报,2018(4):10-13+20.6 孙建明.基于路径规划跟踪控制的狭水道船舶避碰研究 D.大连:大连海事大学,2018.7 胡甚平,施朝健.狭水道视景数据生成技术的研究 J.上海海运学院学报,2002(2):6-9+13.