長江航行安全問題的研究 1問題的提出長江水系共有可航水道57000km，占全國內(nèi)河可航里程的527。長江干流是中國重要的東西向水上運輸線，據(jù)測算，在正常通航條件下，長江運輸能力相當于14條京廣鐵路，是舉世公認的“黃金水道”。據(jù)統(tǒng)計表明，自1984年至1999年間，長江干線累計發(fā)生船舶交通事故6355件，直接經(jīng)濟損失累計為913億元，年均事故件數(shù)近400件，年均經(jīng)濟損失近6000萬元；而1997年至1999年，長江干線共發(fā)生海損事故1071起，死亡741人，直接經(jīng)濟損失392億元；2000年全年長江干線共發(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)濟損失達2641萬元，其中僅2000年6月份，長江就發(fā)生14起海損事故，死亡100余人?？梢?，近年來，長江干線發(fā)生海損事故越來越頻繁，造成的損失越來越大，長江航行安全問題也就成為越來越嚴峻的問題。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)。21航行自然環(huán)境分析長江航道復雜，其中川江水道更為險要，險灘多，航道彎曲，江面狹窄，水流湍急，特別是枯水期容易擱淺；而長江下游水流平緩，但是來往船舶多，霧濃風浪大，易發(fā)生碰撞事故。長江水域自然條件多變，水流、風浪、霧、潮汐等自然因素都會影響到船舶的航行安全。1)船舶在長江中航行受水流速度的影響較大。船舶順水行駛時一般會最大限度地利用主流，逆水行駛時則選擇緩流及回流。因此，順水時速度增大，逆水時速度減小，一般順水速度的增值大于逆水速度的減值。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，駕駛人員必須充分考慮到水流速度的影響，以確保船舶航行安全。2)船舶航行受風浪的影響。在風浪中航行，必然受到風的阻力、浪的抨擊、船舶偏航(側向風)、甲板上浪以及縱搖、升沉等運動的影響，并由此導致螺旋槳工況不穩(wěn)而降低效率(在大風浪下效率降低可達1015)，這些都能導致航行船舶容易發(fā)生海損事故，應該引起駕駛人員的高度重視。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刻關注著潮汐，以免船舶候潮進出港時對潮高估算不足而遭遇擱淺危險。22船舶適航分析船舶的適航性(Seaworthine)指承運人保證船舶具有完成預定航程的航行能力，主要包括船齡、船舶結構、強度以及船舶性能(如浮性、穩(wěn)性、抗沉性、耐波性、操縱性)等主要參數(shù)。船舶營運的適航條件是船舶能順利地在水上航行并提供運輸服務的必要保證，也是船舶經(jīng)營人在從事航運活動中必須重視的一件大事。(1)船舶檢驗：其目的是保證船舶及其有關設施具備正常的技術條件，以保障航行船舶、有關設施和人命的安全以及航行環(huán)境免受污染。就船舶營運的基本條件而言，船舶檢驗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，維護水路運輸秩序。(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的船員和備有船員名冊，也是船舶簽證的一項重要內(nèi)容。從以往發(fā)生的海事原因來看，人為引起的占80。船員配備必須要求船員具有適任證書，還要有一定的經(jīng)驗，因為在長江船舶自動化程度比較落后的情況下，駕駛人員技術對航行安全的影響就非常之大。因此，船舶安全必須強調(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，對橫穩(wěn)心要求適當和可靠，否則船舶易在風浪中頻繁的搖擺，使船體結構易于受損，同時也易發(fā)生貨移及人體不適，甚至導致事故的發(fā)生；還要保持船舶處于正浮狀態(tài)，因為船舶橫傾時不利于航行安全和貨物完整，在裝卸過程中，船舶傾斜使吊桿索受力過大而發(fā)生危險；而且不應超載，一旦超載，船舶就會缺乏足夠的儲備浮力(ReserveBuoyancy)，使抵御暴風浪侵襲的能力減小，當船舶發(fā)生漏水或波浪 長江航行安全問題的研究摘要運輸船舶規(guī)模大，載貨量或載客量非常大，一旦發(fā)生海損事故，帶來的直接經(jīng)濟損失和間接損失都難以估算。筆者提出了運用先進的通信技術和通信設備，對長江航行船舶進行安全監(jiān)控；針對船舶海事中70是碰撞事故的事實，提出了長江船舶避碰預警系統(tǒng)的設計思路和技術路線；長江航運各有關機構則應恪盡職守，確保船舶具有良好的適航性。這些新觀念和新思路對減少長江海損事故都有著積極的現(xiàn)實意義。關鍵詞航行安全適航性避碰預警系統(tǒng)1問題的提出長江水系共有可航水道57000km，占全國內(nèi)河可航里程的527。長江干流是中國重要的東西向水上運輸線，據(jù)測算，在正常通航條件下，長江運輸能力相當于14條京廣鐵路，是舉世公認的“黃金水道”。據(jù)統(tǒng)計表明，自1984年至1999年間，長江干線累計發(fā)生船舶交通事故6355件，直接經(jīng)濟損失累計為913億元，年均事故件數(shù)近400件，年均經(jīng)濟損失近6000萬元；而1997年至1999年，長江干線共發(fā)生海損事故1071起，死亡741人，直接經(jīng)濟損失392億元；2000年全年長江干線共發(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)濟損失達2641萬元，其中僅2000年6月份，長江就發(fā)生14起海損事故，死亡100余人?？梢姡陙?，長江干線發(fā)生海損事故越來越頻繁，造成的損失越來越大，長江航行安全問題也就成為越來越嚴峻的問題。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)。21航行自然環(huán)境分析長江航道復雜，其中川江水道更為險要，險灘多，航道彎曲，江面狹窄，水流湍急，特別是枯水期容易擱淺；而長江下游水流平緩，但是來往船舶多，霧濃風浪大，易發(fā)生碰撞事故。長江水域自然條件多變，水流、風浪、霧、潮汐等自然因素都會影響到船舶的航行安全。1)船舶在長江中航行受水流速度的影響較大。船舶順水行駛時一般會最大限度地利用主流，逆水行駛時則選擇緩流及回流。因此，順水時速度增大，逆水時速度減小，一般順水速度的增值大于逆水速度的減值。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，駕駛人員必須充分考慮到水流速度的影響，以確保船舶航行安全。2)船舶航行受風浪的影響。在風浪中航行，必然受到風的阻力、浪的抨擊、船舶偏航(側向風)、甲板上浪以及縱搖、升沉等運動的影響，并由此導致螺旋槳工況不穩(wěn)而降低效率(在大風浪下效率降低可達1015)，這些都能導致航行船舶容易發(fā)生海損事故，應該引起駕駛人員的高度重視。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刻關注著潮汐，以免船舶候潮進出港時對潮高估算不足而遭遇擱淺危險。22船舶適航分析船舶的適航性(seaworthine)指承運人保證船舶具有完成預定航程的航行能力，主要包括船齡、船舶結構、強度以及船舶性能(如浮性、穩(wěn)性、抗沉性、耐波性、操縱性)等主要參數(shù)。船舶營運的適航條件是船舶能順利地在水上航行并提供運輸服務的必要保證，也是船舶經(jīng)營人在從事航運活動中必須重視的一件大事。(1)船舶檢驗：其目的是保證船舶及其有關設施具備正常的技術條件，以保障航行船舶、有關設施和人命的安全以及航行環(huán)境免受污染。就船舶營運的基本條件而言，船舶檢驗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，維護水路運輸秩序。(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的船員和備有船員名冊，也是船舶簽證的一項重要內(nèi)容。從以往發(fā)生的海事原因來看，人為引起的占80。船員配備必須要求船員具有適任證書，還要有一定的經(jīng)驗，因為在長江船舶自動化程度比較落后的情況下，駕駛人員技術對航行安全的影響就非常之大。因此，船舶安全必須強調(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，對橫穩(wěn)心要求適當和可靠，否則船舶易在風浪中頻繁的搖擺，使船體結構易于受損，同時也易發(fā)生貨移及人體不適，甚至導致事故的發(fā)生；還要保持船舶處于正浮狀態(tài)，因為船舶橫傾時不利于航行安全和貨物完整，在裝卸過程中，船舶傾斜使吊桿索受力過大而發(fā)生危險；而且不應超載，一旦超載，船舶就會缺乏足夠的儲備浮力(reservebuoyancy)，使抵御暴風浪侵襲的能力減小，當船舶發(fā)生漏水或波浪沖上甲板以致增大船舶負荷時，船舶就有沉沒的危險。因此，在貨物配積載時，既要滿足保護承運貨物質量、安全的要求，又應充分考慮到船舶的利益和安全。長江船舶設備相當落后，大都是“瞎船”、“聾船”。目前長江上船舶的導航設備主要是磁羅經(jīng)、偏航儀和普通船用雷達，難以滿足船舶安全航行的需要。眾所周知，先進的船舶設備可使船舶具有更強的抵御自然因素的能力，可以降低駕駛人員的勞動強度，對船舶安全航行起到重要的保障作用。隨著現(xiàn)代通信和計算機技術的發(fā)展，長江安全航行也應向著實時化、信息化、智能化方向發(fā)展。3船舶航行安全應對措施為了促進長江船舶航行安全和提高長江運輸?shù)男?，降低船舶事故的發(fā)生率，一方面航運公司應依靠科技進步，改進現(xiàn)有落后的設備，采用先進的定位、導航、通信和管理等電子信息系統(tǒng)，改善船用和船岸設備的功能，保障船舶安全和提高效率，以便加強船舶安全監(jiān)督，實現(xiàn)自動避碰的智能化航行，另一方面長江航運有關機構應恪盡職守，保證船舶具有良好的適航性。31船舶安全監(jiān)控船舶在航行中，船舶與公司之間只能通過船舶電報、移動電話或船舶靠岸停泊時用固定電話向公司報告船位，貨主甚至船舶公司的調(diào)度人員都無法隨時了解到船舶的即時動態(tài)。當船舶發(fā)生事故時，只能以船電的形式向公司或附近的船舶發(fā)出求救信號，但公司往往不能迅速準確地了解事故地點的情況及附近船舶的情況，因此，可能會因救助不及時而導致災難，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)是利用先進的g(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))產(chǎn)品和強大的gsm(數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng))網(wǎng)絡，集現(xiàn)代化通訊、計算機網(wǎng)絡、g及gis(地理信息系統(tǒng))等高新技術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)(時間、日期、經(jīng)緯度、航向、航速)按一定的時間間隔，通過通信系統(tǒng)，傳給公司監(jiān)控中心，由無線接收機接收有關信息，并通過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)上進行移動船舶運動軌跡的顯示，公司監(jiān)控中心根據(jù)需要對單船或多船進行定位跟蹤監(jiān)控，或者回放船舶運行軌跡。公司監(jiān)控中心與船舶之間通過通信系統(tǒng)及計算機網(wǎng)絡進行有關安全信息的雙向傳輸，同時可進行調(diào)度指令的發(fā)布和反饋；當船舶遇險時，以手動方式激活報警裝置，同時通過選擇按鍵報告遇險種類，由船載單元通過通信系統(tǒng)發(fā)送給監(jiān)控中心，監(jiān)控終端會發(fā)出聲光報警信號，同時在電子江圖上顯示遇險種類、船名、位置，以便公司進行及時快速地處理。船舶安全監(jiān)控系統(tǒng)總體結構示意圖如圖1所示。船岸通信系統(tǒng)是由包括衛(wèi)星通訊、單邊帶()、甚高頻(vhf)、移動電話、傳真和因特網(wǎng)等現(xiàn)代通信技術組成的船岸數(shù)據(jù)實時傳輸網(wǎng)。通過該傳輸網(wǎng)，船舶公司可以正確地了解船舶的即時航行動態(tài)和安全狀況，船舶也可以隨時得到最新的水文氣象信息(包括天氣預報、海區(qū)要素預報、風場、氣壓場及臺風信息等)、港口航道信息等資料，更有利于船舶安全航行。32船舶避碰預警船舶海事中70是碰撞事故，其中，屬于船舶駕駛人員；了望疏忽或操縱不當者占大多數(shù)，因而在集成駕駛系統(tǒng)中加入船舶避碰預警是十分必要的。確保船舶航行安全的關鍵是使駕駛人員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，來船的動態(tài)和船舶碰撞的危險度，航道的通航密度、水流、能見度和氣象等。船載單元和arpa設備(自動雷達標繪儀)使駕駛人員獲得所需信息，根據(jù)所獲得的信息和船舶避讓原則，應用通信設備雙方協(xié)調(diào)進行船舶車舵操縱。自動避碰預警的整體設計思想是：立足于國際海上避碰規(guī)則，應用框架式專家系統(tǒng)原理模仿避碰專家的思維來解決避碰的安全性問題；運用數(shù)理分析導出的各類避碰算法，使避碰專家系統(tǒng)實現(xiàn)在線學習，形成動態(tài)知識庫，同時，為提供最佳避碰方案提供依據(jù)，從而解決避碰的科學性、經(jīng)濟性問題。避碰預警系統(tǒng)框圖如圖2所示。避碰預警的基本技術路線是以arpa避碰原理為基礎，加入避碰專家知識，構成智能化船舶閉環(huán)避碰控制系統(tǒng)。船舶通過arpa設備來錄取目標及進行避碰報警。目標錄取方式有手動和自動兩種。手動錄取能突出重點避碰物標，自動錄取方法主要是通過設置自動錄取區(qū)域或設定參數(shù)：以單船為中心，半徑為r的區(qū)域中的目標；以dcpa和tcpa設定值為錄取原則。所預警的危險程度則通過目標的方位、距離、dcpa(即兩船會遇時的最小通過距離)和tcpa(即兩船到達最小會遇距離時的時間)等參數(shù)來綜合確定。這樣，即使在航路上突然出現(xiàn)船舶或碰到一群漁船，由于船舶避碰預警早先提醒，駕駛人員有足夠的時間去分析判斷，及早完成船舶的避碰操作，從而避免事故發(fā)生。33加強安全管理，消除安全隱患為了徹底消除航行中的安全隱患，長江航運各有關機構應恪盡職守，并具備強烈的安全意識，確保船舶具有良好的適航性。因此，必須做到以下幾點：(1)長江航運公司加強船員綜合素質教育，尤其是要重視船員的安全培訓，使船員掌握航運技術，并具備船舶管理能力、較高的心理素質和自救能力。(2)船舶檢驗機構從安全生產(chǎn)觀點出發(fā)，嚴格按照所頒布的規(guī)程、規(guī)范以及我國已經(jīng)承認的有關國際公約的規(guī)定，對船舶進行監(jiān)督和檢驗，使船舶具備正常的技術條件，以保障船舶和人命的安全以及航行環(huán)境不受污染。(3)對不具備港口簽證條件的(如不具有有效的船舶證書或證書所載內(nèi)容與實際不相符，未配備足夠的持證船員，裝運危險貨物的船舶不符合裝載要求，救生、消防設備未配齊或不符合標準，載客、裝貨不符合乘客定額及載重線規(guī)定，船舶違反港口有關規(guī)章法令等等)，海事局應堅決不予