摘要：電子海圖在船舶航行中的應(yīng)用與發(fā)展越來越受重視，文章就電子海圖的種類、功能、具有的優(yōu)勢，航線設(shè)計的主要影響因素，開發(fā)電子海圖在航海專業(yè)教學中的應(yīng)用與前景等方面做了一些探討。

關(guān)鍵詞：電子海圖；航線設(shè)計；專業(yè)教學

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發(fā)進入一個全新的階段，開發(fā)和制作的電子海圖及電子海圖系統(tǒng)取得突破性進展。電子海圖顯示與信息系統(tǒng)（EC—DIS）是船舶導航方面一次偉大的技術(shù)革新。STCW78/95公約規(guī)定了海員最低適任標準，規(guī)定了船舶駕駛員適任考試前必需通過相應(yīng)項目的適任評估。航線設(shè)計（航次計劃）是航海技術(shù)專業(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行航線設(shè)計、航向監(jiān)視、航線記錄與回放、航海通告自動改正等自動化作業(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(shè)立一系列報警，避免偏離航線過多或接近障礙物等，極大地方便了航行人員。本文就電子海圖在航線設(shè)計中的應(yīng)用，開發(fā)基于電子海圖的航線設(shè)計教學等方面做一探討。

2電子海圖的種類

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(tǒng)ECDIS（Electronic Chart Display and Information

System），ECDIS設(shè)備和數(shù)據(jù)組織形式將嚴格遵循IMO/IHO制定的規(guī)范。

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

3電子海圖的功能

3.1航線設(shè)計

電子海圖設(shè)備大大簡化航線設(shè)計，方便了轉(zhuǎn)向點和航線庫的產(chǎn)生、修改和取消。航線可以依靠大困海圖或是墨卡托海圖得到。航線以不同的比例顯示在海圖上，可以自動推算出航程和距離。此外，系統(tǒng)提供自動和半自動的潮汐表有助于航程時間的計算。基于矢量格式的電子海圖能夠自動檢測航線，可以檢測到一些禁航或特殊區(qū)域，例如：軍事區(qū)域、禁止拋錨區(qū)域等。同時電子海圖設(shè)備還能檢測到航線是否違反船舶航行的安全吃水線。

3.2航線監(jiān)測

沿著計劃航線前進連續(xù)地監(jiān)測，連續(xù)地顯示船位是電子海圖突出的特點之一。以往利用GPS、羅蘭、臺卡等定位設(shè)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顯示設(shè)備既顯示船舶的即時位置又顯示船舶的歷史位置，同時利用矢量圖形還可以顯示船速。矢量系統(tǒng)為船前是否為禁航水域或特殊水域提供一個適當?shù)膱缶蛘f明。無論何時，值班駕駛員對船舶的位置或者對航線正在執(zhí)行的方式有任何的懷疑，應(yīng)當馬上呼請船長，如果有必要的話，可以為船舶的安全采取合適的行動。應(yīng)當在開航前，在進入受限或危險水域之前，以及在貫穿整個航線的別的時間，定期和不定期的檢查航海設(shè)備的性能。有效地使用雷達平行指標線監(jiān)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，提供了一個有價值的航次記錄。一旦海上事故發(fā)生，這些信息具有重要的參考價值，這是船舶為保護自船所提供的法律上的證據(jù)。ECDIS提供了這種功能，從事故前的一分鐘到事故前的8個小時的位置、前進方向都將被存儲，而且系統(tǒng)的存儲內(nèi)容是不允許修改的。

4航線設(shè)計的影響因素

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

4.1航線設(shè)計的原則

航線設(shè)計有四個階段：評估，設(shè)計，制定，監(jiān)測。對所有可用的信息評估必須在詳細的航線設(shè)計被畫之前，并且一個航線計劃必須在制定航線前存在。一旦計劃和航線被制定，監(jiān)測必須被連續(xù)不斷地執(zhí)行。

4.2航線設(shè)計中航海信息的評估

評估是對預(yù)計航線相關(guān)的信息，包括確知的危險物以及它的臨界區(qū)域。在所有相關(guān)的信息被收集后，計劃航線的評估應(yīng)該由船長與駕駛員共同商量后，由船長來決定。此評估將為船長和駕駛員提供一個關(guān)于所有的航海危險區(qū)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(qū)域和在計劃航線的不同航段的安全邊距判斷。在航線計劃的制定過程中，船長應(yīng)當考慮任何可能出現(xiàn)的情況，可以要求航線計劃更改或重新仔細檢查的特殊的境況。

5電子海圖的開發(fā)研究應(yīng)用前景

現(xiàn)在，航海類院校的海圖作業(yè)一直是在（紙）海圖實訓室進行。海圖耗量大、教學時數(shù)長，費時費力，效率低，效果不令人滿意。隨著電子海圖的發(fā)展，應(yīng)當盡快把改革與航海有關(guān)的教學內(nèi)容和改革傳統(tǒng)的實驗手段提到一定的日程上來。航海類院校進行研制與開發(fā)電子海圖教學訓練系統(tǒng)，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設(shè)計開發(fā)與應(yīng)用”項目。該項目的開發(fā)對航海專業(yè)教學的改革有著重要的意義。我們認為，這種電子海圖教學訓練系統(tǒng)可由教師主控臺、大屏幕投影設(shè)備、學生操作顯示器、鍵盤及語音系統(tǒng)組成。理論或?qū)嵱柦處熢谥骺嘏_上講解，將訓練作業(yè)軟盤輸入系統(tǒng)，學生在操作顯示器上進行海圖作業(yè)訓練。此時，教師可通過主控制臺上的監(jiān)視器來隨時指導、檢查學生的練習與操作情況。這個訓練系統(tǒng)還同時可以接入雷達、GPS以及羅經(jīng)、計程儀等一些導航模擬信號，供學生進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(tǒng)還可以進行當場考核評分，對學生進行形成性評價和診斷性評價，促進學生的專業(yè)學習，順利通過航線設(shè)計的適任評估項目，更重要的是能夠滿足航運企業(yè)對人才的高標準要求，讓學生快速適崗。

6結(jié)束語

ECDIS是一種顯示電子海圖和各種信息的系統(tǒng)，與現(xiàn)代船舶的聯(lián)系正在加快。這種“智能化”的電子海圖系統(tǒng)與高級的航海設(shè)備相結(jié)合，在理論上提供了完全自動航行的可能性，然而這種系統(tǒng)還有許多問題尚待解決。從長遠觀點來看，電子海圖一定會成為船舶自動和安全航行必不可少的一部分。因此，在航海院校要大力開發(fā)電子海圖的訓練教學系統(tǒng)，促進教師的專業(yè)教學水平，提高學生的專業(yè)技能訓練能力。因而，加強對這一領(lǐng)域的研究將會有更深刻的現(xiàn)實意義。

參考文獻

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作者：吳金龍，周瑜  來源：天津航海