利用雷达和电子海图AIS的BCR、BCT来避碰(2)
2)以适当的更新速率提供船位和操纵信息以便于管理当局和其他船舶精确跟踪和监视船舶动态,自主模式下的信息更新速率因船舶类型不同而不同,如表1。
表1 A类AIS信息更新时间表
表2 非A类AIS信息更新速率表
3)与AIS岸台交换数据,以使主管部门指配工作模式(使用广播式或受控应答式),控制数据传输的时间和时隙。
4)系统有内设测试设备(BITE)。
5)系统提供国际海事标准界面,并有人工输入和输出数据的接口。
6)识别船只,检测和跟踪船舶。
目前,船舶避碰过程中,尤其是在能见度不良的情况下,使用较多的助航设备是ARPA雷达。但ARPA雷达在使用上受自然环境的影响较大,而AIS的使用可以解决或改善这些问题,是ARPA雷达的有益补充。例如: 当遇到雨雪、大风浪等恶劣天气时,雷达的回波信号可能会受到干扰而出现杂波或丢失目标等问题。但AIS由于工作原理的不同,受恶劣天气的影响要比雷达小得多,而且只要在AIS的覆盖区,目标不会由于距离的远近、尺寸的大小和形状的不同而产生信号的差异。当目标船航行于多岛礁、航道的弯头或大船的背后等遮蔽水域时,雷达将无法观测到这些目标,而AIS在这些居间障碍物的高度不影响无线电波传输的情况下,仍可发现目标。这可使航行于遮蔽水域的船舶及早发现目标,从而提高在该水域的船舶航行安全。对于进入雷达盲区的极近距离的作业船舶(如拖轮),雷达上不能发现目标,而AIS仍能探测这些极近距离的小船。这将有利于对近距离作业船舶的监视和指挥,确保船舶的航行安全。
由于AIS信息更新速率延迟的问题,我们在实际应用时应该注意大多数商船安装A类AIS接收器,在港内速度在14节以下,延迟时间约10秒,小型船舶为节省成本安装非IMO标准的B类AIS,在港内航速14节以下时,延迟时间约30秒,在ECDIS上反应的目标船在“跳跃”,可能目标船已经转向,由于延迟在ECDIS上还没有实时反映出来,出现滞后现象。抛锚、靠泊船AIS刷新速率为3分钟,如果你刚刚打开ECDIS系统有些抛锚船或靠泊船可能需要几分钟才能显示、在实际应用时应该特别注意这一现象,任何时候不应该放弃视觉瞭望。
避碰数据CPA、TCPA、BCR和BCT的计算,雷达是通过本船和目标船的相对位置改变计算而得,误差来源于雷达本身,和本船、目标船的航向、航速的误差无关。AIS的计算是通过本船和目标船的地理位置反推相对位置,再以此位置关系为基础,依靠本船和目标船的航向、航速反计算而得,误差来源船舶的GPS、航速传感器、航向传感器等。ARPA标会需要3分钟延迟,而AIS是实时给出的,特别适合通航密度大的,需要频繁操作的水域,可以随时知道碰撞危险。
2.3 AIS与ECDIS结合
AIS与ECDIS结合,可以能够及时、自动识别周围的船只,并进行跟踪搜集其动态、静态以及附加信息。因此,我们可以根据需要随时调出来船的动态信息以及船舶资料。
AIS自动识别仪搜集到周围船舶的信息后,按照距离由近到远排列。对有碰撞危险的船舶,从AIS系统还可以获得目标的位置、航速、航向和船型(船长、船宽和船舶类型)等信息。基于AIS信息的自动标绘功能,提供的两船CPA、TCPA等碰撞参数,不受气象、海况因素的影响,比ARPA的自动标绘更精确、更实时、更可靠。AIS系统同时会发出警报并在运动图上标示出来,以便提醒驾驶人员。这时驾驶员就应根据当时实际情况和环境,对来船是否存在紧迫局面或存在碰撞危险做出正确的判断,及时、尽早地采取有效措施避让来船。
3 AIS & ECDIS结合ARPA雷达避碰
AIS目标数量有限,在实际避碰中与ARPA雷达结合使用则可突破这个限制,对驾驶员来说,也能更直观地看到避让的结果和过程。驾驶员在雷达上直接辨识目标船,读取AIS数据,使驾驶员从纷繁的查看仪器数据工作中解放出来,有更多的精力和时间对避碰局面和措施做出判断和决策。同时,现有的安全会遇距离最小值的量化公式是基于雷达获得的目标位置信息进行计算的。而雷达不能提供目标船的长度,所以在运算时是将目标船船长假设为599米。在宽水域通过多年的实践证明,显然是可以满足要求的。但如果进入狭水道就显得不够精确了,驾驶员将因为公式的误差太大而导致错误的判断。AIS&ECDIS可以实时显示本船和目标船的避碰数据如CPA/TCPA、BCR/BCT,利用可视的CPA、BCR点(如图4),驾驶员可以非常直观的判断与目标船的危险程度,以便采取正确的避碰措施。但有些小船没有安装AIS,或有的船舶AIS有问题或关闭,ECDIS无法显示该船,这样需要ECDIS与雷达结合来进行避碰。
AIS与VHF无线电话结合使两者优势充分发挥 当两机动船在航构成对遇局面或接近对遇局面需要避让时,或两船处于追越局面需要被追越船让路或保向保速时,让路船就需要通过VHF甚高频电话与直航船进行沟通采取避让行动。在此种情况下,如果周围船舶又较多,单凭雷达显示的资料无法直接叫通具体船舶与其沟通协调,这时,就从ECDIS找出该船舶的船名与呼号,然后直接地准确地用VHF甚高频电话呼叫其船名或船舶呼号与其进行沟通,协调两船之间的行动,以达到安全避让的目的。
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