航海技术的发展及面临的挑战

航海技术的发展及面临的挑战

黄敏

广州引航站 510700

摘要：随着海港吞吐量的不断增加，对进出海港的船舶进行严格的速度管控，保持港口海域的良好秩序，是现代航海技术发展的重要方向。在海港区域行进船舶时，需要基于各种技术来确保船舶的安全稳定，全面提高船舶与港口的管理效果。

关键词：航海技术；船舶运行；海港区域；速度控制

广州港是我国重要的港口，在面对船舶进出港安全管理的挑战时，需要积极发挥航海技术的优势，通过自动驾驶技术、自动轮机技术以及自动交管技术等措施，确保所有的船舶都能够基于航海技术来有效控速，使船舶能够在港口区域中有序地进出和航行，提升海港作业安全性和效率。

一、船舶发展面临的挑战

船舶发展是海上运输的重要基础，在船舶发展过程中，基于对安全性的要求，需要在港内进行控速。船舶在港内需要维持一个既定的速度运行，从而确保港内能够更好协调多艘船舶的进出管理。海港与深海的最大区别，就是海港的深度普遍较浅，并且船舶密度较大，如果船舶不能依靠有效的航海技术手段来控制速度，容易出现船舶碰撞和搁浅的问题。在海港水域的安全管理条例中，也将船舶控速作为重要的管理任务。随着海上经济的迅猛发展，船舶规模不断扩大，万吨级船舶已经成为海上主要运力^[1]。在船舶技术发展的同时，海港控速管理也面临了更大的挑战。越是吨位大的船舶越难以快速有效地控制速度。因此在船舶发展中需要重视基于航海技术研究来提高速度控制能力。通过在符合港口水域的安全管理条例基础上，将船舶运行速度在规定时间和距离内控制到安全水平。船舶的载重情况和船速问题，都是航海技术所要重点研究和完善的。通过航海技术，能够提高船舶的操控性，在船舶进入港口进行靠岸时，可以基于航海技术来进行紧急制动，让船舶的安全性和可操控性提升。

广州港位于我国广东省，是一个具有较长历史的重要海港。广州港水域每天进出的船舶数量庞大，尤其是很多高吨级船舶占比也较高。广州港已经成为我国南方沿海重要的枢纽港和集装箱干线港口，2020年完成货物吞吐量6.36亿吨。对于广州港的船舶管理而言，做好船舶控速就显得尤为关键。

二、航海技术发展探究

（一）自动驾驶技术

航海技术的不断成熟，为船舶控速提供了技术支持。在航海技术中，通过积极完善自动驾驶技术，能够有效完成船舶的速度控制，使船舶能够安全进出海港。自动驾驶技术主要是基于自动化控制、自动化监测等技术，将船舶运行状态与海港情况进行对比分析，从而进行最优化的速度控制，既可以保证船舶的正常航线，也能够避免与海港中其他船舶出现碰撞事故^[2]。自动驾驶技术是一种更为智能的船舶操控技术，通过智能采集航海数据并进行分析，能够为船舶控制人员提供重要的判断依据。如船舶速度除了受到船舶本身因素影响外，海面的风力和风速等都会对船舶速度产生直接影响。基于自动驾驶技术，对港口区域气象数据进行采集和分析，可以做好船舶行进的速度设计与调整。自动驾驶技术中，需要依赖于智能信息系统对港口进行监控，如港口内其他船舶的位置以及行进速度等，从而能够自动完成各种参数的优化设置，保证船舶速度符合港口实际情况。船舶控制人员可以基于智能信息系统，对整个船舶运行状态以及可能遇到的情况进行预测，从而能够提前做好速度控制，避免发生危险。自动驾驶技术中，利用了船舶测定系统，基于GPS等对船舶进行准确定位，并形成数据传输到系统中，为速度控制提供依据^[3]。自动驾驶技术对于船舶的控制，不仅需要掌握船舶的整体情况，还要能够有效预判船舶所在环境情况，基于外部环境来调整船舶速度。在船舶上采用雷达系统，可以基于雷达扫描整个海港以及近海港口区域，在雷达影像中呈现精确的海面以及海面下的物体，从而基于雷达信息来完成自动驾驶躲避障碍物和速度控制，提高船舶进出海港的安全性。

（二）自动轮机技术

轮机是船舶的主要动力装置，船舶速度与轮机技术有着直接关系。在船舶控速方面，需要基于自动轮机技术来进行研究，通过优化轮机性能使船舶控速目标更好地实现。自动轮机技术，是基于自动化技术，使轮机能够在油料燃烧时，更好地完成船舶运行支持，能够通过自动轮机来提高动能转化，为船舶控速提供支持^[4]。轮机的主要结构是主机、传动装置、油料装置、排气装置等。船舶控速时需要几轮能够快速反应，从传动装置来降低速度。在船舶降速过程中，燃油消耗会随之降低。由于船舶主机具有一定的而定功率，在控速时需要关注到主机的影响。船舶主机降速时，气缸、燃料燃烧等都会出现性能和状态的改变，主机通过增压器来船舶行进提供传动压力，但是过快的降速会影响到燃烧系统的热负荷，同时也会使气箱以及燃烧装置和传动装置出现较为严重的磨损。在航海技术的完善与发展中，通过自动化机械设计，使船舶轮机能够在自动化控制下完成平稳控速。自动化轮机技术，让轮机操作不再完全依赖人工方式。船舶操作人员只需要在轮机系统中设置参数，轮机就能够完成运行

^[5]。在控速操作中，自动化轮机能够保持一个平稳协调的速度改变过程。在速度控制目标基础上，轮机的保护装置能够自动启动，从而避免了轮机系统结构的磨损。

（三）自动交管技术

自动交管技术是基于自动交管系统实现的，在船舶进出海港时，需要船舶能够与海港监控指挥平台进行及时有效的信息沟通，从而了解到海港情况，同时海港也能够对船舶行进进行指导和警示。在船舶自动交管技术应用中，利用先进的航海AIS系统，对各种通信信息进行接收和发送。海港环境往往较为复杂，除了船舶监控画面能够直接观察到的情况以外，可能还存在一些特殊情况，如一些重要的船舶具有优先驶入或者驶出海港的需求，某些海港会根据实际情况预留船舶停泊位置等，因此船舶在运行中，需要全面了解海港要求，并按照具体要求来完成船舶行进以及速度控制^[6]。通过自动交管系统，船舶通信系统会自动与海港管理平台建立通信联系，从而使船舶控制人员能够及时清晰地收到海港管理指令。海港基于自动交管技术，能够对港口内外海域的所有船舶进行管理，获得船舶实时动态信息，如船舶位置、速度、方向、吨级等，基于安全管控要求来统一指示每艘船舶的行进，让后基于自动交管系统来进行指令下达，这样能够提高指令接收效率，使船舶能够及时进行控速。

结束语：

航海技术的发展对于国家具有重要意义，在航海技术不断成熟中，需要重视新时期航海中面临的挑战。由于航海领域离不开船舶和港口，因此要结合二者之前的联系来优化技术。船舶在进出港口时，需要严格遵守安全规范，通过有效的速度控制来避免港口事故。航海技术则是船舶运行以及港口海域安全的重要支撑，需要结合海港实际情况来发挥技术优势，完成有效的船舶控速目标。

参考文献：

[1] 闫萌. 试析航海技术的发展及面临的挑战[J]. 价值工程, 2020, 559(11):249-250.

[2] 林联平. 航海技术的发展及面临的挑战[J]. 黑龙江科学, 2019, 159(20):124-125.

[3] 王行国. 刍议航海技术的发展及人才培养面临的新挑战[J]. 城市周刊, 2019, 000(038):80.

[4] 董垠鑫. 航海技术发展及面临的挑战探讨[J]. 产业与科技论坛, 2019, 18(23):100-101.

[5] 李美白,罗威. 航海技术对船舶制造技术发展的影响分析[J]. 河南科技, 2020, 39(32):3.

[6] 潘洪学. AIS与现代航海技术的关系及对未来航海的影响[J]. 珠江水运, 2019, 489(17):58-59.

作者简介：黄敏 1975.02 男 广东梅州 汉族 大专 一级引航员 广州引航站 研究方向:船舶操纵