航海技术面临的挑战分析

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随着全球经济的交流日益密切，各个国家不断的开展经济及贸易交流，此背景下航海技术高速发展，我国航海技术在硬件及软件上呈现出自动化及大型化发展，海运量逐年增高，航海技术发展迎来新时代[1]。在航海技术高速发展的背景下，海上交通面对的问题更为复杂，保障海上交通安全性是行业技术发展的重点问题，也是现阶段航海技术软件及硬件开发的关键。另外，技术发展也并非是带来好的方向，同样也面对日益严重的海洋问题，比如海洋环境问题已经日趋严重，在发展过程中，处理好面对的挑战，才是发展的关键。单纯评价目前的航海技术依旧无法解决海洋环境等挑战性问题，在未来发展中还需在科技上不断努力，从而保证航海事业的稳定发展。

1航海技术发展现状

航海技术发展需要从造船技术及航海技术两个方面进行分析，航海技术需要以船舶作为载体，船舶技术发展快，建造的船舶安全性强，有利于提升船舶载量，保障船舶的航行安全。随着传播技术发展，航海技术朝向自动化发展趋势，对此，该文从造船技术及航海技术两个方面展开分析。

1.1造船技术发展现状

在船舶建造过程中，船体强度是保证航行安全的重要因素，船舶构造强度对船上的人员的生命安全产生直接的影响，船舶结构强度提升及船体的可操作性是目前航海专业关注的问题。比如：提升船舶的灵活性及安全性，配置一定数量的侧推器，便于操控。现阶段，船舶在海上遇到困难时，可通过制动系统紧急停止，事故发生率不断降低。在5G时代背景下，信息技术飞速发展，移动媒介终端朝向智能化发展，船岸业务沟通量增多，进一步提升工作效率，为船岸一体化发展奠定基础。在船岸联合系统发展下，已经全面进入船岸一体化阶段，在发展的同时，船岸均已经使用高新技术设备[2]。自目前的造船技术与过往的技术相比，技术上已经发生巨大的变化。货船载量在1000t，行驶速度可达到50kn。在小型货船方面，燃料耗费量不断降低，但总体上依旧存在燃料耗费大的情况，对此，目前关注大型货船运送，提升载物量，降低燃料量。船舶在航行过程中，水域环境及空气均面对污染，为缩减环境污染，在船舶上配置污水处理设备，此类设备安全性高，对环境污染物的系数小。现阶段，海洋空气污染问题同样引起重视，为避免海洋受到大气污染，在船舶制造过程中，安置过滤废气的装置。

1.2航海技术发展现状

在航海技术发展中，自动化技术广泛应用。在航行计划制订上，根据气象可做好航行规划，根据天气预报，合理对航行方案进行设置，以保航行时间及航行路线的安全性。在信息显示上，操作人员对船只航行方向及位置进行实时监督，并提供相关的数据支持。在船位测定上，通过GPS系统可定位船舶所在的位置[3]。雷达避碰系统具有较高的分辨率，可避免人员操作失误引发的安全性问题。电子海图与雷达技术已经完成融合，进一步助力航海事业发展。现阶段，自动化轮机技术投入使用，机舱中的控制台辅助机器及主机中的遥控技术得以发展，将技术在船舶中使用，有利于提升船舶的控制效果。在船舶燃油柜中应用，将相关数据导入其中，安装及卸载相关的遥控装置。驾驶台主机监控过程中，适当对甲板进行冲洗及对软管进行管理。在自动化轮机上，添加操作系统及系泊系统[4]。自动化轮机已经添加远程监控及油烟处理能系统，为现代化航海技术发展奠定坚实的基础。现阶段，自动交管技术发展，我国船舶使用的助航系统是AIS系统，该系统有利于收集船舶信息，实时管理及监控。在数据收集过程中，分为两种模式：一是静态数据收集模式，对船只型号及识别码进行分析；二是动态数据收集模式，对船只的航行方向及速度等信息进行收集，也能对船舶货物信息及航行信息进行监督管理，根据实际要求发出相关的指令，从而有效监控船舶的运行状态。ASI系统可自动运行，接收上级指令后，与交管信息中心完成信息互换，准确传达管理人员发布的指令，保证船只的航行安全性。

2航海技术发展的挑战性问题

2.1海员竞争性不足

在航海技术高速发展背景下，人们看到航海技术在经济贸易商的优势，但自动化行业技术发展也让一些海员工作受到冲击[5]。受到技术水平影响，现代船舶技术不再需要普通的船员，而是需要复合型高素质船员，自我国目前的航海事业人才培养上看，培养的海员一般是普通旅游船员，集装箱、散货船船员数量不足，且部分海员素质无法满足现代化技术的操作要求，无法在航行过程中，使用现代化技术对船舶进行管理，依旧采取传统的操作技术，过往操作技术安全性不高，在操作过程中可能发生事故。对此，海员素质问题，依旧是航海技术发展面对的瓶颈。

2.2海员专业业务能力差

伴随海洋贸易数量增多，一部分国家建立起海上贸易通道，跨国海洋贸易繁荣发展，运输船的数量不断增多，对船员的要求随之增高。我国海员管理力度差，港口监控及国际法教育方面依旧是挑战性问题。我国海员不熟悉各个国家的PSC管理措施，在操作过程中容易发生失误，导致港口国家航海管理部门对我国的船舶进行警告，问题较强的情况会对海外贸易产生影响，严重的甚至影响我国的信誉。部分海员没有接受系统的国际法教育，在航海过程中缺乏环境管理认知，在操作时严重违背国际法律，不利于航海事业发展[6]。

2.3防污处理技术不足

在防污系统上，我国已经大量船舶已经使用一些过滤废气的装置，且通过双层油轮进行防污染处理，自双层油轮实际运营角度上看，其经济性不高，且会受到技术因素影响，导致油轮检修及维护面对较多的问题。双层油轮检修空间狭窄，一旦密封不到位，容易导致货油在双层体间泄露，导致双层体受到污染，长此以往对整个船体产生破坏，无法发挥防污功能的同时，也会对船舶的其他功能产生较大的影响。

3航海技术的发展对策

在航海技术发展中，人员问题有待解决，主要是提升人员素质，建设专业化的航海队伍，根据航海的安全问题建立安全管理制度，并积极应用环境保护技术，积极应用先进的航海技术，综合性促进航海技术发展。

3.1培养高素质的海员，构建专业化的航海队伍

在航海技术发展过程中，技术已经取得突破性进展，但人员问题依旧是航海技术发展的挑战，提升人员素质有利于合理应用先进的航海技术，促进行业事业发展。在海员培育上已经涌现出海员素质低的问题，尤其是在操作过程中无法应用先进的技术，导致航行操作失误，引发大量的海事问题。对此，为促进行业技术发展，应当将海员培训问题放在重要位置，构建起高速的航海队伍[7]。在培训海员过程中，需按照STCW公约，按照驾驶舱资源管理方法对海员进行综合培训，培训项目不仅限制在驾驶台技术操控上，也要培训海员航海计划制订能力、实时通信管理能力、应急反应能力。也要让海员积极学习法律知识，引导海员学习发达国家的海洋管理法律及贸易国家的海洋管理法律，掌握各个港口的管理规定。在航海前，保证每个船员具有较强的思想认知能力，并积极配合国际贸易事务。

3.2落实航行安全管理制度，达到安全航行目的

航海技术发展中，技术的目标是安全航向，在保证安全的前提下，促进航海贸易及旅游事业发展。在船舶航行管理过程中，应当积极落实船舶航行各项安全制度，以制度为约束将安全管理落实，进一步提升安全管理效果。在“黑匣子”基础上，也要进一步提升船舶安全技术，形成智能化航海技术，或者卫星航海技术、互联网技术等，在各类技术的融合下，一旦发生安全性问题，可及时发出报警信号。也要进一步拓展电子海图的勘察范围，在过往电子海图基础上，增加航向、距离的精准测量项目，也要积极使用高分辨率雷达及专业碰撞系统进行指引，避免航海过程中，单纯通过人员的经验进行判断，或者一旦发生安全性问题，单纯以人工操作为主，而是应当结合电子海图及危险情况，智能系统综合判断，做出紧急反应，从而最大程度地降低航海事故发生率。

3.3提升环境保护意识，积极应用环保技术

在航海技术发展中，研究的重点是一般是航行安全问题，但往往忽视环境保护问题。现阶段的海洋污染问题不断加重，导致海洋上的气候变化异常，大雨、大雾等特殊天气对航海事业发展产生较大的困扰，一旦海面污染严重，将影响船舶的航行速度，甚至一些污染物对船体进行侵蚀，导致船体发生破坏，引发严重的安全事故[8]。对此，各个国家的均关注海洋管理管理，在航海技术发展过程中，应当积极开发船体的污染净化技术。船舶在运行过程中会消耗大量的燃料，燃料对海洋空气及海水均会产生污染，也有出现油轮泄露问题，导致石油等物质对海水、海面产生污染。针对此类问题，可通过污染净化技术将空气污染问题处理，在船舶上配置大型空气净化装置，运行的同时净化空气。针对海洋污染问题，各个国家也可专门派遣海洋环境管理队伍，对污染区进行净化，以此保证海洋环境的洁净，为航海事业稳定发展提供助力。

4合理使用先进航海技术，以技术促发展

4.1合理使用AIS技术

4.1.1AIS技术在船位报告中的应用

AIS技术在航海技术中广泛应用，通过AIS技术可准确、便捷地通信，通过网络将数据传递给报告站，报告站将数据转变为完整的报告，并发送到计算机系统，在系统中构建数据库，将船舶运行周期及其他信息录入，并展开静态化的数据保存及处理，一旦用户需要调取数据，可登录计算机系统，可以为船舶下次运行提供帮助。AIS系统及相关服务功能，主要是为船舶运行提供定位功能，查看船舶的运行轨迹[9]。AIS技术是航海技术中的关键技术，有利于提升船舶航行的安全性，对营运管理及领航、船舶状态查询具有较大的帮助。

4.1.2航标遥控上的应用

AIS技术在航海领域广泛应用，自航标遥测系统上看，包括两个方面，分别为航标设施及AIS应答器，相比普通航标遥测系统，AIS应答器更为先进，无需申请遥控频道，直接使用CH87B及CH88B传输数据信息，并改变过往通信网络建设工作，通过ASI应答器与航标设施，可直接联网，AIS系统直接与互联网平台连接，航标主管单位在网络上监测航行数据。AIS系统也能在虚拟航标系统中应用，通过虚拟航标让航标虚拟化，也可构建无实物航标系统，从而缩减实物航标系统中的设备，减少船舶系统上的资金投入。AIS航标遥控体系的投资小，运行周期短，功能比较全面，是航海技术发展的里程碑式技术。

4.2合理使用数字仿真技术

4.2.1数据获取

在航海技术发展背景下，航海仪器设备可开展数据分析及测算，建立大规模数据模型，航海前，根据航海日志中的相关信息，适当对信息清理，将其中有效信息应用，将经济性作为目标，并缩减航海风险，以上述目标构建起数据模型，便于调节最佳的航行方案，确保船舶的运行安全。船舶运行过程中，可通过传感器获得动态数据，包括航行速度及航行方向、设备使用基本信息。数据通过物联网技术传输到仿真系统中，并与仿真系统关联，从而保证仪器设备处于正常的运行状态。

4.2.2技术应用

大数据技术是船舶仿真系统中的关键技术，其应用主要体现在两个方面。首先，在资料收集上，根据大数据技术探究数据处理办法，航海仪器设备结构复杂，囊括电气、自动化等各个理论的知识及研究成果。仪器设备的使用环境比较复杂，航海仪器在应用过程中容易发生损坏。对此，在特殊的环境下，使用大数据技术对设备数据进行采集及分析具有重要意义。其次，除利用传感器进行大范围采集数据外，也能利用数据挖掘技术对船舶制造数据进行分析，为实际航行提供数据参考[10]。航海仪器种类数量多，数据仿真系统目标丰富，离散度较大，对此，通过大数据对其中无效数据清理，有利于快速获得数据，并对数据进行分析与判断，提升航海工作的效果及决策能力。

4.2.3动力装置稳定

在船舶运行过程中，保证动力装置稳定是无人船应用的技术障碍，船体稳定及具有驱动力是未来航海技术发展的关键。世界上多个国家开始研究无人驾驶车辆，一旦发生安全事故，可及时修复，但大海中，受到极端环境影响，无人船舶行驶，一旦发生安全事故无法及时修复。对此，提升无人动力船舶的稳定性非常重要。民用船舶上使用的一般是低速挡柴油发动机，其系统动力构造比较复杂，低速挡运行的稳定性不强，在极端海洋环境下，低速档运行需要海员操作[11]。自目前航海技术发展上看，单柴油发动机系统无法适应无人船发展，未来还需在技术上做出突破，从而满足动力装置的稳定性要求。

4.2.4驾驶导航技术

在海上还行过程中，导航是非常重要的设备，为保证船舶稳定行驶，合理应用导航系统可让船舶处于航道上，避免船舶偏离航道。在船舶的电气设备上，对导航自动化技术进行研究具有重要意义。我国驾驶导航技术处于研究阶段，该技术是航海技术的重大突破，导航技术主要是对电子地图、通信设备等进行监测，在雷达勘察图像下，选择最佳的航行路线，并合理控制航行速度，保证船舶处于最佳的航行状态。导航技术研究中，需要关注智能系统的建设与发展，通过导航技术帮助船舶规避风险源，为顺利及安全航行提供技术保障。

5结语

现阶段，我国航海技术已经得到突破性发展，在发展过程中积极应用自动化技术等，船体制造的稳定性及安全性提升。但航海技术在发展中依旧面对一些挑战性的问题，导致航海技术发展依旧面对阻碍。对此，针对航海技术发展面对的挑战，还需提出有效的处理措施。该文针对人员方面及环境保护方面等综合分析，并积极应用先进的航海技术，促进技术发展的同时，满足安全航行的要求。

参考文献

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[4]李志.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,2020(13):50-51.

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[11]刘红.航海雷达降雨干扰检测及抑制技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2019(10):129.

作者:邝建华 单位:中国人民武装警察部队海警总队海南支队