【当代航海科学技术】 20世纪下半叶,伴随整个科学技术的迅猛发展,航海科学技术的进步日新月异,其重要标志如下:
1)船舶大型化
在20世纪60年代,1万载重吨的船就可称为“万吨巨轮”,2000年末世界上拥有10万载重吨的超大型油轮(VLCC)数百艘,其中包括3艘50万载重吨的特大型(ULCC)油轮。目前最大的散货船为36万载重吨。集装箱船近年来也越来越大,5000TEU、6000TEU、7000TEU和8000TEU的集装箱船相继投入使用,9000TEU和10000TEU的集装箱船正在建造和开发中。90年代后半期,欧美船东不断建造大型豪华油轮,1998年至2002年,年均建造13艘,其中多数是14万总吨级。
2)船舶专业化
过去的海洋运输船舶主要是客船、货船和油船。近20年来,集装箱船、滚装船(Roll—Roll)、液化气船(LNG、LPG)等专业化特种船舶迅速增多。
3)船舶高速化
为了与高速公路、高速铁路运输竞争,近20年来,速度30节以上的小型高速气垫船、水翼船、水动力船、喷气推进船快速研制并大量投入使用。当前的集装箱船速度为25—30节,大约比过去的普通货船快一倍。
4)船舶自动化
20世纪70年代计算机在船上广泛应用,从船舶在机舱设置集中控制室到出现无人值班机舱和驾驶台对主机遥控遥测,船舶机舱自动化成为趋势。1970年日本“星光丸”竣工开创驾机合一的新时代,在当时被称为是“超自动化船”。船舶自动化使船舶定员大约减半,降低了营运成本。近10年来建造的新型船舶基本上都可称之为自动化船舶,其中一部分自动化程度高的船舶被称之为“高技术船舶”。船舶自动化从机舱自动化走向了驾驶自动化。
5)导航定位电子化
当前,传统的陆标定位、天文定位方法已成为特殊情况下的补充手段,无线电导航定位方法经过了无线电测向仪(1921)、雷达(1935)、罗兰A(1943)、台卡(1944)、罗兰C(1958)、卫星导航系统(1964)、全球定位系统(1993)的发展历程,进入高精度卫星导航定位时代。美国开发的全球定位系统(Navigation Satelite Timing and Ranging/Global Positing System,GPS)可在全球范围内全天候为海上、陆上、空中和空间用户提供连续的、高精度的三维定位、速度和时间信息,使船舶、飞机和汽车等运载工具的导航与定位发生了划时代的变革。采取差分技术的GPS技术可把定位精度提高到几米。GPS现已普遍装在船上,成为最主要、最常用、最简便、最准确的导航定位手段。为摆脱对美国GPS的依赖,俄罗斯开发了GLONASS全球导航系统,中国开发了北斗卫星定位系统,欧盟正开发伽里略卫星导航定位系统(中国将参与合作开发)。
6)避碰自动化
为在能见度不良情况下发现来船而进行避碰,船用雷达发挥很大作用,而船用雷达最初用于海上避碰时却因对雷达提供的信息解释和运用不当反而促成了船舶碰撞。20世纪70年代研制出的自动雷达标绘装置(APPA)较好地解决了这一问题。因而APPA和雷达的结合被称之为自动避碰系统。该系统可自动采取和跟踪目标以及自动显示来船的位置、航向、航速、相对运动和碰撞危险数据,并可用图像方式自动显示相遇船舶运动矢量线、可能碰撞点、预测危险区等信息,还可以进行避碰试操作。避碰自动化进一步得到发展是20世纪末开发了船舶自动识别系统(AIS),可连续向其他船舶传送船舶自身数据,并可连续接收其他船舶的数据,如船名、船舶种类、船舶尺度,装载情况、航行状态和航行计划等。这有利于减少因船舶识别和避碰决策失误引起的船舶碰撞事故。
7)海图电子化
传统的载明静态、固定航海资料的纸质印刷海图已不适应船舶自动化和航海智能化的发展要求,电子海图显示与信息系统(Electronic Chart Display and Information System, ECDIS)在近十几年研发成功并不断完善。该系统不但能很好地提供纸质印刷海图的有用信息,而且取代了传统的手工海图作业,综合了GPS、APPA、AIS等各种现代化的导航设备所获得了信息,成为一种集成式的导航信息系统。ECDIS具有海图显示、计划航线设计、航路监视、危险事件报警、航行记录、海图自动改正等功能。大大提高了航行安全和效率,被称为是航海领域的一场技术革命。
8)航海资料数字化
航海所需的各种图书资料原都采用纸质印刷形式。随着计算机技术和互联网技术的发展,航海通告潮汐表、灯标表等出现了电子版和网络版。海员可购买光盘或在网上查询与下载,这有利于航海图书资料中内容的迅速更新,避免了海员对纸质图书资料的手工更正,使用也更加方便。
9)通信自动化
无线电报、无线电话、电传和传真在船上采用,比船舶采用手旗、灯光进行通信已是很大的进步。1957年第一颗人造卫星升空,拉开了卫星通信的序幕。1979年国际海事卫星组织(Inmarsat)宣告成立,1982年开始提供全球海事卫星通信服务,1985年Inmarsat开发航空卫星移动通信业务,1987年又将业务从海空扩展到陆地。Inmarsat可以为海陆空提供电话、电传、传真、数据、国际互联网及多媒体通信业务。船舶通信自动化的另一重要标志是船舶使用了全球海上遇险与安全系统(Maritime Distress and Safety System, GMDSS),该系统使用Inmarsat和COAPAS—SARSAT两种卫星通信系统,它使船与船、船与岸台全方位和全天候即时沟通信息。一旦发生海上事故时,岸上搜救当局及遇难船或其附近船舶能够迅速地获得报警,他们则能以最小的时间延迟参与协调的搜救行动。GMDSS还能提供紧急与安全通信业务和海上安全信息的播发,以及进行常规通信。GDMSS在船上的使用导致了驾驶与通信合一,传统的船舶报务员已被取消。
10)航行记录自动化
为了在船舶发生海上事故后查明事故原因,从中吸取教训,采取针对性防范措施,原由海员手工记录的航海日志、车钟记录簿等,现正被俗称为船舶“黑匣子”的航行记录仪(Voyage Data Recorder, VDR)代替。VDR系统由主机、传感器、数据存储器、专用备用电源和回放再现系统等构成。船上有了VDR,就有利于避免无法收集事故数据或当事人作伪证的情况发生。
