摘要：電子海圖在船舶航行中的應用與發(fā)展越來(lái)越受重視，文章就電子海圖的種類(lèi)、功能、具有的優(yōu)勢，航線(xiàn)設計的主要影響因素，開(kāi)發(fā)電子海圖在航海專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的應用與前景等方面做了一些探討。

關(guān)鍵詞：電子海圖；航線(xiàn)設計；專(zhuān)業(yè)教學(xué)

1前言

1996年國際海道測量組織（IHO）頒布S—57V3.0標準后，中國電子海圖研究開(kāi)發(fā)進(jìn)入一個(gè)全新的階段，開(kāi)發(fā)和制作的電子海圖及電子海圖系統取得突破性進(jìn)展。電子海圖顯示與信息系統（EC—DIS）是船舶導航方面一次偉大的技術(shù)革新。STCW78/95公約規定了海員最低適任標準，規定了船舶駕駛員適任考試前必需通過(guò)相應項目的適任評估。航線(xiàn)設計（航次計劃）是航海技術(shù)專(zhuān)業(yè)操作級關(guān)于“計劃并引導航行和定位”和管理級航行職能“作航次計劃并引導航行”適任評估項目之一。隨著(zhù)計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，電子海圖具有了強大的優(yōu)勢功能。例如，駕駛員可以直接在電子海圖上進(jìn)行航線(xiàn)設計、航向監視、航線(xiàn)記錄與回放、航海通告自動(dòng)改正等自動(dòng)化作業(yè)方式；可以將GPS信號輸入直接在電子海圖上顯示船位；可以設立一系列報警，避免偏離航線(xiàn)過(guò)多或接近障礙物等，極大地方便了航行人員。本文就電子海圖在航線(xiàn)設計中的應用，開(kāi)發(fā)基于電子海圖的航線(xiàn)設計教學(xué)等方面做一探討。

2電子海圖的種類(lèi)

目前國際海事組織（IMO）和國際海道測量組織（IHO）把電子海圖分為兩組：

第一：電子海圖顯示與信息系統ECDIS（Electronic Chart Display and Information

System），ECDIS設備和數據組織形式將嚴格遵循IMO/IHO制定的規范。

第二：不遵循ECDIS規范的其它電子海圖，這種電子海圖稱(chēng)為電子海圖系統ECS（Electronic Chart system）。

3電子海圖的功能

3.1航線(xiàn)設計

電子海圖設備大大簡(jiǎn)化航線(xiàn)設計，方便了轉向點(diǎn)和航線(xiàn)庫的產(chǎn)生、修改和取消。航線(xiàn)可以依靠大困海圖或是墨卡托海圖得到。航線(xiàn)以不同的比例顯示在海圖上，可以自動(dòng)推算出航程和距離。此外，系統提供自動(dòng)和半自動(dòng)的潮汐表有助于航程時(shí)間的計算?；谑噶扛袷降碾娮雍D能夠自動(dòng)檢測航線(xiàn)，可以檢測到一些禁航或特殊區域，例如：軍事區域、禁止拋錨區域等。同時(shí)電子海圖設備還能檢測到航線(xiàn)是否違反船舶航行的安全吃水線(xiàn)。

3.2航線(xiàn)監測

沿著(zhù)計劃航線(xiàn)前進(jìn)連續地監測，連續地顯示船位是電子海圖突出的特點(diǎn)之一。以往利用GPS、羅蘭、臺卡等定位設備得到的船舶的經(jīng)、緯度座標僅僅顯示了船舶的歷史位置。而電子海圖上的即時(shí)顯示設備既顯示船舶的即時(shí)位置又顯示船舶的歷史位置，同時(shí)利用矢量圖形還可以顯示船速。矢量系統為船前是否為禁航水域或特殊水域提供一個(gè)適當的報警或說(shuō)明。無(wú)論何時(shí)，值班駕駛員對船舶的位置或者對航線(xiàn)正在執行的方式有任何的懷疑，應當馬上呼請船長(cháng)，如果有必要的話(huà)，可以為船舶的安全采取合適的行動(dòng)。應當在開(kāi)航前，在進(jìn)入受限或危險水域之前，以及在貫穿整個(gè)航線(xiàn)的別的時(shí)間，定期和不定期的檢查航海設備的性能。有效地使用雷達平行指標線(xiàn)監測船位。

3.3航次記錄

在航海日志中，標注的海圖上的位置以及其他一些信息，提供了一個(gè)有價(jià)值的航次記錄。一旦海上事故發(fā)生，這些信息具有重要的參考價(jià)值，這是船舶為保護自船所提供的法律上的證據。ECDIS提供了這種功能，從事故前的一分鐘到事故前的8個(gè)小時(shí)的位置、前進(jìn)方向都將被存儲，而且系統的存儲內容是不允許修改的。

4航線(xiàn)設計的影響因素

航線(xiàn)設計的正確與否對航行的安全起到關(guān)鍵性的保證作用。航線(xiàn)設計的主要要素有評價(jià)相關(guān)信息；計劃預計的航線(xiàn)，考慮主要的條件并制定航線(xiàn)計劃；針對計劃連續不斷的監視船舶的航行。

4.1航線(xiàn)設計的原則

航線(xiàn)設計有四個(gè)階段：評估，設計，制定，監測。對所有可用的信息評估必須在詳細的航線(xiàn)設計被畫(huà)之前，并且一個(gè)航線(xiàn)計劃必須在制定航線(xiàn)前存在。一旦計劃和航線(xiàn)被制定，監測必須被連續不斷地執行。

4.2航線(xiàn)設計中航海信息的評估

評估是對預計航線(xiàn)相關(guān)的信息，包括確知的危險物以及它的臨界區域。在所有相關(guān)的信息被收集后，計劃航線(xiàn)的評估應該由船長(cháng)與駕駛員共同商量后，由船長(cháng)來(lái)決定。此評估將為船長(cháng)和駕駛員提供一個(gè)關(guān)于所有的航海危險區的清楚的指示，以及描述具有船舶合適吃水與富余水深能安全航行的區域和在計劃航線(xiàn)的不同航段的安全邊距判斷。在航線(xiàn)計劃的制定過(guò)程中，船長(cháng)應當考慮任何可能出現的情況，可以要求航線(xiàn)計劃更改或重新仔細檢查的特殊的境況。

5電子海圖的開(kāi)發(fā)研究應用前景

現在，航海類(lèi)院校的海圖作業(yè)一直是在（紙）海圖實(shí)訓室進(jìn)行。海圖耗量大、教學(xué)時(shí)數長(cháng)，費時(shí)費力，效率低，效果不令人滿(mǎn)意。隨著(zhù)電子海圖的發(fā)展，應當盡快把改革與航海有關(guān)的教學(xué)內容和改革傳統的實(shí)驗手段提到一定的日程上來(lái)。航海類(lèi)院校進(jìn)行研制與開(kāi)發(fā)電子海圖教學(xué)訓練系統，使其成為航海院校的一種發(fā)展趨勢。目前，我院與天津計算機研究所正在共同研發(fā)“基于電子海圖的航線(xiàn)設計開(kāi)發(fā)與應用”項目。該項目的開(kāi)發(fā)對航海專(zhuān)業(yè)教學(xué)的改革有著(zhù)重要的意義。我們認為，這種電子海圖教學(xué)訓練系統可由教師主控臺、大屏幕投影設備、學(xué)生操作顯示器、鍵盤(pán)及語(yǔ)音系統組成。理論或實(shí)訓教師在主控臺上講解，將訓練作業(yè)軟盤(pán)輸入系統，學(xué)生在操作顯示器上進(jìn)行海圖作業(yè)訓練。此時(shí)，教師可通過(guò)主控制臺上的監視器來(lái)隨時(shí)指導、檢查學(xué)生的練習與操作情況。這個(gè)訓練系統還同時(shí)可以接入雷達、GPS以及羅經(jīng)、計程儀等一些導航模擬信號，供學(xué)生進(jìn)行雷達與電子海圖顯示操作及各種定位技能的訓練。此外，使用該系統還可以進(jìn)行當場(chǎng)考核評分，對學(xué)生進(jìn)行形成性評價(jià)和診斷性評價(jià)，促進(jìn)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)學(xué)習，順利通過(guò)航線(xiàn)設計的適任評估項目，更重要的是能夠滿(mǎn)足航運企業(yè)對人才的高標準要求，讓學(xué)生快速適崗。

6結束語(yǔ)

ECDIS是一種顯示電子海圖和各種信息的系統，與現代船舶的聯(lián)系正在加快。這種“智能化”的電子海圖系統與高級的航海設備相結合，在理論上提供了完全自動(dòng)航行的可能性，然而這種系統還有許多問(wèn)題尚待解決。從長(cháng)遠觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，電子海圖一定會(huì )成為船舶自動(dòng)和安全航行必不可少的一部分。因此，在航海院校要大力開(kāi)發(fā)電子海圖的訓練教學(xué)系統，促進(jìn)教師的專(zhuān)業(yè)教學(xué)水平，提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能訓練能力。因而，加強對這一領(lǐng)域的研究將會(huì )有更深刻的現實(shí)意義。

參考文獻

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作者：吳金龍，周瑜  來(lái)源：天津航海