论基于电子海图的航线设计对船舶航行的重要意义

摘要：电子海图在船舶航行中的应用与发展越来越受重视，文章就电子海图的种类、功能、具有的优势，航线设计的主要影响因素，开发电子海图在航海专业教学中的应用与前景等方面做了一些探讨。

关键词：电子海图；航线设计；专业教学

1前言

1996年国际海道测量组织（IHO）颁布S—57V3.0标准后，中国电子海图研究开发进入一个全新的阶段，开发和制作的电子海图及电子海图系统取得突破性进展。电子海图显示与信息系统（EC—DIS）是船舶导航方面一次伟大的技术革新。STCW78/95公约规定了海员最低适任标准，规定了船舶驾驶员适任考试前必需通过相应项目的适任评估。航线设计（航次计划）是航海技术专业操作级关于“计划并引导航行和定位”和管理级航行职能“作航次计划并引导航行”适任评估项目之一。随着计算机技术的不断发展，电子海图具有了强大的优势功能。例如，驾驶员可以直接在电子海图上进行航线设计、航向监视、航线记录与回放、航海通告自动改正等自动化作业方式；可以将GPS信号输入直接在电子海图上显示船位；可以设立一系列报警，避免偏离航线过多或接近障碍物等，极大地方便了航行人员。本文就电子海图在航线设计中的应用，开发基于电子海图的航线设计教学等方面做一探讨。

2电子海图的种类

目前国际海事组织（IMO）和国际海道测量组织（IHO）把电子海图分为两组：

第一：电子海图显示与信息系统ECDIS（www.haiyuan5.com Electronic Chart Display and Information

System），ECDIS设备和数据组织形式将严格遵循IMO/IHO制定的规范。

第二：不遵循ECDIS规范的其它电子海图，这种电子海图称为电子海图系统ECS（Electronic Chart system）。

3电子海图的功能

3.1航线设计

电子海图设备大大简化航线设计，方便了转向点和航线库的产生、修改和取消。航线可以依靠大困海图或是墨卡托海图得到。航线以不同的比例显示在海图上，可以自动推算出航程和距离。此外，系统提供自动和半自动的潮汐表有助于航程时间的计算。基于矢量格式的电子海图能够自动检测航线，可以检测到一些禁航或特殊区域，例如：军事区域、禁止抛锚区域等。同时电子海图设备还能检测到航线是否违反船舶航行的安全吃水线。

3.2航线监测

沿着计划航线前进连续地监测，连续地显示船位是电子海图突出的特点之一。以往利用GPS、罗兰、台卡等定位设备得到的船舶的经、纬度座标仅仅显示了船舶的历史位置。而电子海图上的即时显示设备既显示船舶的即时位置又显示船舶的历史位置，同时利用矢量图形还可以显示船速。矢量系统为船前是否为禁航水域或特殊水域提供一个适当的报警或说明。无论何时，值班驾驶员对船舶的位置或者对航线正在执行的方式有任何的怀疑，应当马上呼请船长，如果有必要的话，可以为船舶的安全采取合适的行动。应当在开航前，在进入受限或危险水域之前，以及在贯穿整个航线的别的时间，定期和不定期的检查航海设备的性能。有效地使用雷达平行指标线监测船位。中国海员网

3.3航次记录

在航海日志中，标注的海图上的位置以及其他一些信息，提供了一个有价值的航次记录。一旦海上事故发生，这些信息具有重要的参考价值，这是船舶为保护自船所提供的法律上的证据。ECDIS提供了这种功能，从事故前的一分钟到事故前的8个小时的位置、前进方向都将被存储，而且系统的存储内容是不允许修改的。

4航线设计的影响因素

航线设计的正确与否对航行的安全起到关键性的保证作用。航线设计的主要要素有评价相关信息；计划预计的航线，考虑主要的条件并制定航线计划；针对计划连续不断的监视船舶的航行。

4.1航线设计的原则

航线设计有四个阶段：评估，设计，制定，监测。对所有可用的信息评估必须在详细的航线设计被画之前，并且一个航线计划必须在制定航线前存在。一旦计划和航线被制定，监测必须被连续不断地执行。

4.2航线设计中航海信息的评估

评估是对预计航线相关的信息，包括确知的危险物以及它的临界区域。在所有相关的信息被收集后，计划航线的评估应该由船长与驾驶员共同商量后，由船长来决定。此评估将为船长和驾驶员提供一个关于所有的航海危险区的清楚的指示，以及描述具有船舶合适吃水与富余水深能安全航行的区域和在计划航线的不同航段的安全边距判断。在航线计划的制定过程中，船长应当考虑任何可能出现的情况，可以要求航线计划更改或重新仔细检查的特殊的境况。

5电子海图的开发研究应用前景

现在，航海类院校的海图作业一直是在（纸）海图实训室进行。海图耗量大、教学时数长，费时费力，效率低，效果不令人满意。随着电子海图的发展，应当尽快把改革与航海有关的教学内容和改革传统的实验手段提到一定的日程上来。航海类院校进行研制与开发电子海图教学训练系统，使其成为航海院校的一种发展趋势。目前，我院与天津计算机研究所正在共同研发“基于电子海图的航线设计开发与应用”项目。该项目的开发对航海专业教学的改革有着重要的意义。我们认为，这种电子海图教学训练系统可由教师主控台、大屏幕投影设备、学生操作显示器、键盘及语音系统组成。理论或实训教师在主控台上讲解，将训练作业软盘输入系统，学生在操作显示器上进行海图作业训练。此时，教师可通过主控制台上的监视器来随时指导、检查学生的练习与操作情况。这个训练系统还同时可以接入雷达、GPS以及罗经、计程仪等一些导航模拟信号，供学生进行雷达与电子海图显示操作及各种定位技能的训练。此外，使用该系统还可以进行当场考核评分，对学生进行形成性评价和诊断性评价，促进学生的专业学习，顺利通过航线设计的适任评估项目，更重要的是能够满足航运企业对人才的高标准要求，让学生快速适岗。

6结束语

ECDIS是一种显示电子海图和各种信息的系统，与现代船舶的联系正在加快。这种“智能化”的电子海图系统与高级的航海设备相结合，在理论上提供了完全自动航行的可能性，然而这种系统还有许多问题尚待解决。从长远观点来看，电子海图一定会成为船舶自动和安全航行必不可少的一部分。因此，在航海院校要大力开发电子海图的训练教学系统，促进教师的专业教学水平，提高学生的专业技能训练能力。因而，加强对这一领域的研究将会有更深刻的现实意义。

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