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浅谈ECDIS航次计划、监控

 踏雪无痕zmbk92 2020-02-27

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浅谈ECDIS航次计划、监控

      王建海(DMU、台塑海运VLCC二副)

一、航次评估Voyage Appraisal

1船长和二副要使用评估检查表,且必须查阅官方海图(ENC、AVCS、RNC、ARCS、纸版海图和航路图)。

2为航次选择适当的ENC

船长和二副必须对船舶将要运营区域执行一个风险评估,包括:有充分的适当比例尺的ENC覆盖、数据被安装和更新、持有(或订购)的许可覆盖航次期间。

有ENC覆盖但未安装的地方,应该获取。没有适当覆盖的地方,必须考虑使用光栅航海图RNC或纸版海图。评估必须使用更新版本的数字海图目录来执行。

3理解ENC精度的限制

在ENC内通过点选报告可进入一系列信息组,其确定数据的基础质量;它可以支持计算需要的容差。当评估ENC的精度并确定航次计划时,负责航次计划的驾驶员考虑如下要素:测量精度、编写和数据精度、水平精度。

4使用软件以辅助计划和评估

对航次计划使用船上或岸上的计划软件或系统,通过安全管理体系来管理,并避免过度依赖计划系统。

5检查和确保

安全管理体系确保对航次ENC的许可和更新执行定期检查。在使用纸版海图作为航次计划的地方,应该注意纸版海图和ENC可能有不同的更新周期。在每周更新后,自主检查必须核实每一电子海图和所有安装ENC的状况。这些检查必须包括航海通告和航行警告信息,并确认航次相关的手动更新已经增加到航次计划。

  • 航次计划Voyage Planning

1电子海图安全参数 ECDIS Safety Parameters

对航次计划中每一航段的所有设置,必须评估并备有证明文件。包括:安全等深线、安全水深、偏航距离、前看设置。

2安全等深线和安全水深 Safety Contour and safety depth(请参照图1)

  • 安全水深/等深线必须由计算实际吃水和富余水深值决定,其因素要考虑:

  • 最小安全距离

  • 加上船体下沉

  • 加上纵摇/横摇

  • 水密度修正

  • 加上对可用海图水深信息质量的评估

  • 从计算值减去预计潮高,给出仅对预计潮高的安全水深/等深线

  • 把安全水深和安全等深线输入到ECDIS

  • 如果准确值在ENC中不可用,则ECDIS将显示下一个更深等深线作为安全等深线。并由目视检查确认

  • 安全等深线内的孤立危险应选择开启并由目视检查复核。

注意事项:

  1. a)  安全等深线是ECDIS使用的一个关键安全设置,应该由船长或二副设置和调整,目的是对航行类型(例如大洋、沿岸或引航水域)保持适当。

  2. b)  在大洋航行中,安全等深线应该考虑在航程中的最低潮高(通常是最低天文潮位)、在航次中的最大船舶吃水(考虑燃油状况、纵摇横摇和船体下沉)和适当的安全余量(考虑例如天气影响、海图或航行不准确的异常)。

  3. c)  在沿岸或引航水域中,安全等深线要更加准确地计算,目的是在港内或受限水域使可航水域最大化。此计算应该考虑安全水深、安全等深线生效的准确时间和对此阶段的最低潮高、计划速度的船体下沉、船舶当前吃水、潮流/预期天气状况的任何影响。此更加精确的安全等深线将仅对计算的期间有效,应该注意当使用安全等深线时如果船舶遭遇延迟/提前的情况。

  4. d)  为了提供加强显示,海员通常设置一个独立于安全等深线的安全水深值。ECDIS将使用该值来控制显示包含在ENC数据内的水深信息。等于或小于安全水深值的任何水深点,将用黑体显示来使其更加显著突出。

图1说明:(手动标示均用该FURUNO电子海图的USER CHART 功能制作)

  1. a)  SPEED<10KN, 10APR0821-1101, SAFETY CONTOUR=22.6M; 这是新加坡东行航道,航道最浅水深为22.6米。计算如下:20.2(本轮吃水)+3.5(要求UKC)+0.80(航速10节的船体下沉,根据WHEELHOUSE POSTER提供)+0(船舶纵倾横倾修正)+0(水密度修正)-1.9(0821到1101的最低潮高)=22.6米。即当航速小于10节,在10APR 0821-1101时,船舶的安全等深线≥22.6米,可以安全通过该浅点。

  2. b)  图中设置安全等深线26米,安全水深26米,则≤26的水深点用黑体突出显示,安全等深线自动显示下一更深等深线30米;在22.6米的浅点额外进行文字说明;

  3. c)  安全水深26米计算如下:20.2(本轮吃水)+3.5(要求UKC)+1.7(航速14.5节的船体下沉,根据WHEELHOUSEPOSTER提供)+0(船舶纵倾横倾修正)+0(水密度修正)-0(潮高为0)=25.4米,输入整数26米;即在任何潮高下,速度≤14.5节时(本轮满载速度在马六甲海峡内一般不会超过14.5节),安全等深线≥26米;

  4. d)  航道附近有21.5米的浅点,因特殊情况下也可能接近,故其上注明SPEED<6KN,10APR0731-1101LT, SAFELY PASS 21.5M;

  5. e)  航道宽度尽可能宽,以便航路检查时,探测附近碍航物;

  6. f)  当时本船位置不在图中,右侧显示监控的CHLimit航道宽度1852米并非新加坡海峡显示的航道宽度;

  7. g)  图中使用的是两色水深,而非四色水深;

  8. h)  图中可看出≤26米的水深点及30米等深线,均用黄线标出,提醒航行注意;这也是FURUNO FMD3300软件新版本03.11比01.47的改善;

  9. i)  其他海员注释,如 潮高信息、潮流信息、航道拥挤、减速查看UKC计算并记录航海日志等信息;

  10. j)  图中0115和0120定位利用雷达或目视,与GPS定位交互检查;定位间隔充分,保持监控船位。

3 偏航距离/航道宽度Cross Track Distance(XTD)(请参照图1和图2)

    因电子海图在进行航路自动检查时仅针对航道内的危险物,故航道宽度应在安全可行的情况下尽可能大。例如在大洋航行时,可设定为 1海里,在受限水域航行,每个航路段单独设定,并确保航道宽度内没有碍航物。同时,保护区/前看/检查区域是对航道宽度的一个有效补充,如航行中因某些特殊情况超出航道宽度,保护区/前看/检查区域可以对前面的航行危险进行有效探测,以防发生危险。

4设置保护区/前看/检查区域Setting the Guard Zone/ look-ahead/Check area(请参照图2)

前看距离(通常由时间表示)在航次计划阶段必须由驾驶员设定,以控制在到达潜在安全威胁或遭遇安全等深线之前,提前多远给予警报。前看距离将用于:接近禁航区的边界、适用特殊条件的区域、通过安全等深线、接近危险。

在船舶非常接近浅水区的受限航道内,为避免过多警报,非常短的设置(30秒到1或2分钟)可能是适当的。在沿岸水域通常设置12-15分钟,当穿过大洋时一般设置30分钟到1小时。

一些ECDIS有规定船舶前看区域宽度或矢量角度的功能,其确定要搜索危险、警报区和安全等深线的区域。在密集航道内,可能被设置为非常窄的安全区域(降到1倍船宽,或5-10度);而在大洋中使用更宽阔的安全区域(例如在最远界限处30度或10倍船宽)是明智的。

图2说明:

  1. a)  此时因航行避让,船舶已经超出设定的航道宽度,Checkarea功能加强探测前面的航行危险;

  2. b)  本轮当前Check area长度为12分钟,宽度为200米,可及时探测前方危险;

  3. c)  本轮当前航道宽度为左右各600米,可满足马六甲航道的正常航行;

  4. d)  右侧监控可看出到施舵点的距离14.6NM;回转半径根据当地航行环境设定1.2NM,到施舵点前,电子海图会根据计划速度、回转半径、船舶特性等资料提前给出警报;

  5. e)  右下角有Off Track Alarm(为Alarm alert最高等级警报),当时本轮已经偏离航道,需特别注意航行安全;

  6. f)  本轮右前方NYK JOANNA的AIS信息可在电子海图上显示,便于避让;

  7. g)  图中右上角区域,可用来监控电子海图及其传感器的运行状况;

  8. h)  图中使用的是简化符号,而非传统纸版符号;

  9. i)  该图为软件版本01.47的画面,与03.11相比有许多不足;

5结合回转半径和施舵点 Incorporation of Turn Radius and WheeloverPoints(请参照图3)

船舶的旋回数据通常在安装或完成最初海试时输入到ECDIS,作为船舶构造数据的一部分。在受限水域,对转向点正确应用旋回数据变得更加重要。航次计划越靠近安全等深线,错误的、或丢失的施舵点可能有越大的船舶安全风险。例如在FURUNO电子海图上,输入计划速度12节,回转速度(Rate of Turn)一般用10°/min可满足VLCC航行,则输入回转半径(Turn RAD)1.2NM,在到达转向点前,电子海图会自动计算施舵点(Wheelover Points),并给出预报。

图3说明:

  1. a)  本图新加坡深水航道的最南端,也是转向角度最大的地方(从122°转到064°),此转向过程中正确恰当运用回转半径和施舵点则极为重要;

  2. b)  此处转向过程的计划弧线,是电子海图较纸海图的一个显著优势;

  3. c)  图中间下方标注AIO 4112T/15 SAFE WATER BUOYTEMPORARY UNLIT.电子海图上仅有4112(T)/15的文本和红色阴影,但无具体内容。为便于值班驾驶员安全航行,可用USERCHART进行标注;

  4. d)  航线附近其他浅点,也标注安全通过的时间和航速限制;

  5. e)  图中标注 REPORT CH73 PASSRACON D. 即通过RACON D 时要在VHF CH73报告VTIS CENTER

  6. f)  图中右下角有编号820 NAVTEXMessage的警报,表明有未阅读的NAVTEX信息,其等级为Cautionalert(最低等级)。其他警报等级还有:Alarm alert(最高等级), Warning alert(中间等级)。

  7. g)  图中0005和0010的定位均为雷达或目视定位,可与GPS定位交互核对;

6航行穿越安全等深线 Navigating Across the Safety Contour(请参照图1)

  • 计算安全水深并输入到电子海图

  • 在ECDIS内选择安全等深线,并选择要显示的水深、海底特性和等深线的检视群组。确保显示所有碍航物和潜在危险(最安全的是使用显示=“所有”)

  • 在安全等深线内审查识别大于安全水深的区域,以确定计划航段保持在安全水域

  • 增加海员注释以显示,在计划穿越时间和日期的适当潮高时可穿越的区域

  • 运行航路检查以确认穿越安全等深线是识别的,并注释在航次计划为船长审查和核准。

7增加航路详情 Adding Detail to the Route(请参照图1、图3)

驾驶员可利用手动更新和海员注释增加更多重要详情,如此值班驾驶员能够确定随航次前进要完成的动作。在FURUNO电子海图上,USER CHART可以方便地进行海员注释。在航次计划内记录的额外信息可包括:

  • 船舶交通服务、引航和其他报告点

  • 禁航区的构建、警告和警报

  • 交叉检查的时机 – 雷达方位和距离、目视定位/位置线/串视、等深线

  • 在航路上可能需要额外人员的关键点 – 浅水、狭窄海峡/航道、分道通航制、岛礁区航道

  • 更改操作模式 – 推进器、值班等级

8检查和核准 Checking andApproval(请参照图4)

  • 在航次计划执行前必须审查,然后授权使用

  • 审查必须使用适当配置的ECDIS自动检查模式进行,为安全起见单独地检查每一警告或报警

  • 自动检查后目视检查应该在编绘比例尺执行,把检视群组设置成“所有”,穿过所有航段以确定航路和航道宽度与潜在危险清爽

  • 警告和报警及其评估清单,应该作为航次计划审查的一部分而被签署结束。然后锁定和记录所有检查和发现的问题(批准)

  • 核准的航次计划必须加载并同步到驾驶台前面所有电子海图终端

  • 航次计划没有正式核准决不能被更改,最小限度是对更改航段单独审查。

图4说明:

  1. a)  本航次从FUJAIRAH到MAILIAO,设定安全水深和安全等深线均为26米的情况下,航线自动检查有107个警报。需要核对每个警报,判定是否安全并留有核对记录;

  2. b)  这是更新后的软件版本03.11,航道宽度在转向点平顺过度;

  3. c)  因处于航次计划模式,右侧中间没有RouteInformation的信息;

  4. d)  通过最狭窄航标后,及时加大航道宽度,以利安全

  5. 二、航行监控Voyage monitoring

1担任当值Assuming the watch(请参照图2)

为使航程安全继续,必须确保所有相关电子海图配置和安全信息,在交班和接班驾驶员间传递。在担任当值前,接班驾驶员必须:

  • 在电子海图上执行航次计划的目视检查,包括:包含偏航距离、安全等深线和安全水深的航段详情;可能遇到的警报(从航次计划日志内);接近任何航标和浮标;检查定位程序和指示

  • 然后必须完成电子海图设置检查表,查对至少包含:显示和安全设置及警报管理;防搁浅前看设置;对每一航段的偏航距离设定;对航行显示的适当比例尺;应用于当值期间的显示调色板正确设置。

  • 应该知道:接收航行警告的动作;值班驾驶员被授权更改哪些设置和哪些需要保持;记录任何更改设置的程序;当值期间提醒船长的准则

  • 应该接着签署以确认,用于航行的ECDIS所有检查是正确的

2保持瞭望 Maintaining a Look Out

  • 使用电子海图以协调所有可得到的信息源。值班驾驶员必须确保电子海图被正确配置,并通过所有可用方式交互检查显示。

  • 参照航次计划以确认,在控制期间正确设置应用于每一航段

  • 当在ENC内审查特性时,如发生任何更改,知道如何复原电子海图到核准设置,和解决电子海图配置与航次计划规范间差异的程序。例如FURUNO型号ECDIS的 UserProfiles功能,可设置User Profiles1和UserProfiles2分别为满载和压载模式,在航行过程中,一键复原到核准设置。

  • 检查关键设置,例如安全等深线、显示模式、比例尺最小限度和特性类别

3电子海图和避碰 ECDIS and Collision Avoidance(请参照图2)

即使有雷达叠加、ARPA跟踪显示或AIS叠加激活,电子海图永远不应该用作单独的避碰。它是一个决断支持工具,能显示提供信息的协调图像。关于避碰行动的责任属于值班驾驶员,雷达依然是避碰的首要工具。

4与引水员的预引航信息交换 Pre-Pilotage information Exchange with Pilot

授权驾驶员必须依照船长/引水交换信息,对航次计划做出任何必要修改,并由船长和引水同意。必须在引航卡内有关于ECDIS信息并报告引水:电子海图类型、对港口和航路可用并更新的ENC、船上持有的当地警告、在用的备份程序、电子海图的任何非标准配置。

5警报管理 Alarm management (请参照图2和图3)

电子海图和ENC的特性设计意味着系统将频繁的警报和指示,导致削弱危险和警报疲劳两个截然不同的问题。对抗警报管理的建议包括:

  • 设置警报和指示的容限,除非危险真正存在

  • 在设备整合的地方考虑潜在的重复警报和指示。例如跟踪物标CPA警报

  • 如果你的注意力在其他地方,永远不要依赖电子海图来提醒你。

对电子海图和ENC标准的一些改善将导致警报和指示配置更加灵活。这是进化的过程,永远不要被诱惑关闭电子海图警报,因为关闭警报可能极其危险。

6监控电子海图操作状况Monitoring the Operational Status of ECDIS(请参照图2)

  • 所有电子海图警报和指示应该被确认并审查;

  • 值班驾驶员不应该仅依赖由电子海图产生的自动监控警报。从驾驶台的视野和关于海图特性的船舶位置应该保持一致,包含检查船舶精确定位的传感器;

  • 值班驾驶员应该确保,在电子海图上使用独立于GNSS(例如GPS)的方法密切持续监控船舶位置。这些目视和雷达方式应该在航次计划上标识,组成航行当值常规的一部分;

  • 传输给电子海图的所有传感器的完整性,在航程中应该监控以确保正确操作;

  • 传感器输入的交互检查应包括使用雷达叠加和规律的目视定位,以核对在电子海图上的卫星船位;

  • 应该观测罗经方位,以检查任何艏向传感器误差。

7避免过度信赖电子海图的政策 Policy to avoid over-reliance on ECDIS

  • 显示在电子海图上和用来支撑决策的信息,必须与其他航海信息互相参照,且不要依赖作为情景意识的整体基础

  • 过度信赖电子海图功能应该通过使用传统航海技术以监控所有传感器的完整性来避免。这包括目视方位、叠标、雷达距离、雷达平行避险线和测深仪监控。适当时,雷达叠加Radar Overlay功能应该用于位置的交叉参考。

8航程监控 Voyage monitoring(请参照图1、图2和图3)

  • 值班驾驶员必须避免过度信赖仅在ECDIS显示上的位置来确认船位。应该在规定的间隔使用交替方式,手动检查位置。

  • 所有ECDIS警报必须立即调查,需要时采取行动以保持船舶在安全水域。

  • 值班驾驶员必须避免仅依赖ECDIS上的自动监控警报。

  • 值班驾驶员必须在当值期间认真地目视检查航次计划,以确保远离危险。

  • 在检查期间和任何其他时间,值班驾驶员必须考虑查看更多数据。ECDIS显示必须配置以显示所有其他安全特性,特别是等深线和水深。

9几点注意事项:

  • 传统和简化符号(请参照图2)

所有的简化点符号定位在特性的中央,然而传统点符号和纸海图符号使用符号的底部定位。因简化符号在电子海图上标示更清晰明显,故建议使用简化符号。

  • 显示水深色调(请参照图1)

使用四色水深色调减少相邻水深区域的对比差。在某种光线状况下这可能更难识别安全和非安全水域,特别是在夜间不建议其使用。

  • 放大到更大比例尺

海图显示的表面精度和来自GPS的船舶位置,可能给出误导性的精度印象。大多数ENC源自纸海图,电子海图放大到比纸海图编绘比例尺更大的比例尺,同时显示符号停留在相同尺寸,可能给出海域和安全的错误感觉。

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