船舶会遇态势的判断

(2)一船正在赶上他船 。 以本船追越他船为例 , 在 以前的相关研究中对于这一要求有两种定量描述 :① V 0 > V t , V 0 和 V t 分别代表本船和他船速度 , 如文献 [ 7] ;② V 0 >V t *sin(B +ΔC)/sinB , 其中 V 0 和 V t 分 别代表本船和他船速度 , B 为相对方位 , ΔC 为航向交 角 , 详见文献[ 8] 。前一种描述即 V 0 >V t 表明的是本
船舶会遇态势的判断 ———东
徐建红 苏开文
右舷对驶和同向同速等八种 。利用多因素划分船舶会 遇态势在前人研究的基础上又进了一步 , 但是其在具 体会遇态势的划分和多因素综合方 面仍存在许多不 足 , 不能令人满意 。因此 , 本文在前人研究的基础上 , 试 图根据下列原则对船舶会遇态势重新进行划分 , 以期 取得令人满意的结果 。
规则第十三条一款 “不论第二章第一节和第二节 的个条规定如何 , 任何船舶在追越任何他船时 , 均应给 被追越船让路 。”明确指出了追越条款优先于其它条款 适用的原则 。因此 , 在会遇态势的判断中应首先判断是 否构成追越局面 。从规则对追越的定义来看 , 追越局面 的判断要点有三个 :
(1)两船的相对方位 。从规则定义“一船位于他船 正横后大于 22 .5°的某一方向上” 来看 , 两船的相对方 位 B 应满足 :112 .5°<B <247.5°。 但是考虑到航行灯 光弧的延展性和规则“若有任何怀疑 , 应假定确实存在 这种局面并采取相应行动” 的要求 , 以及海员实践中经 常会在与他船相对方位为 112 .5°附近时 , 对时而可以 看见他船舷灯时而看见尾灯的局面产生怀疑的情况 , 为适应自动避碰系统与人的避碰 , 从避免不协调碰撞 和有利于避碰的角度 , 本文认为在本船追越他船时应 取 107.5°<B <252 .5°, 而在他船追越本船时取 117 .5° <B <242 .5°。
迄今为止 , 尚无文献专门研究船舶的会遇态势 , 而 且相关的研究也还较少 , 主要散见于有关船舶自动避 碰决策和避碰自动化的研究Leabharlann Baidu果中 。
在早期的避碰专家系统中都包含有关于会遇态势 判断的模块 。如英国利物浦大学的避碰专家系统 [2]将行 动局面(或称会遇类型 、基本会遇局面)划分为目标船从 左舷向右舷穿越 、 目标船从右舷向左舷穿越 、 目标船追 越本船 、 本船追越目标船 、 目标船正对本船驶来和目标 船处在停车状态六种类型 。又如海军广州舰艇学院研究 的避碰专家系统 [3] 将基本会遇局面划分为对遇 、 右交 叉 、左交叉 、从左边追越 、从右边追越和被追越六种 。这
关键词 :会遇态势 会遇局面 互见 能见度不 良 定量划分
0 前言 会遇态势是指互见中的会遇局面和能见度不良时
的会遇态势 。 会遇态势的判断是驾驶员确定所适用的 1972 年《国际海上避碰规则》(以下简称“规则”)条文 [1 ] 进而确定船舶的避让责任和应采取的 行动的重要依 据 , 也是船舶自动避碰决策的重要组成部分 。海上实践 表明 , 对会遇态势的认识不一致是造成船舶间避碰行 动不协调乃至碰撞的重要原因之一 。
规则第十三 、十四 、十五条分别定义了追越 、对遇 和交叉三种会遇局面 :
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徐建红 苏开文
(1)追越 。 一船从他船正横后大于 22 .5°的某一方 向上赶上他船时 , 即该船对其所追越的船所处的位置 , 在夜间只能看见被追越船的尾灯而不能看见它的任一 舷灯时 , 应认为是在追越中 。追越船应给被追越船让 路。
(3)交叉 。交叉相遇局面是指两机动船在上述两种 局面以外的航向交叉致有构成碰撞危险的局面 。此时 , 有他船在本船右舷的船应给他船让路 。
关于追越和对遇局面 , 规则还规定当一船对是否 处于该种局面有怀疑时 , 应假定是处于该局面并采取 相应行动 。从上面的描述看 , 规则并未对三种局面下严 格的定义 , 只是对其作了定性的描述 , 我们还注意到其 中使用了“相反或接近相反” 和“正前方或接近正前方” 等一些模糊的概念 。 1 .2 船舶在能见度不良时的会遇态势
向交角 (ΔC)为基础的局面划分 :175 .5°≤|ΔC |≤ 184 .5°时为对遇局面 ;69 .375°≤|ΔC |≤175 .5°时为 交叉局面 ;|ΔC |≤69 .375°时为追越局面 。不难发现 , 上述的研究都是以单因素为标准来对会遇态势进行定 量划分的 。定量划分是实现自动判断的基础 , 但遗憾的 是考虑因素过于简单 , 与规则要求和海员海上实践是 不相符的 。 因此 , 单因素划分只能作为一种参考 , 而不 能用于自动避碰决策系统 。
文献 [ 4] 一书中通过船员对三种局面认识的大量 调查 , 运用模糊统计来确定特定船舶所处的局面 。该文 通过对海上避碰行动的调查 , 确定一船与别船舷角属 于对遇 、交叉和追越三种局面的隶属度函数 , 然后根据
不同舷角对三种局面隶属度的大小来确定其属于何种 会遇局面 , 由此得出了交叉相遇局面和对遇局面以 5° 舷角为分界线 , 交叉相遇局面和追越局面以舷角 112 .5°为分界线的结论 。类似的研究还有在文献[ 5] 中 对会遇态势的划分 , 他根据不同方位上船舶避碰操纵 的特点 , 以相对方位线 6°、60°、112 .5°、 180°、247 .5°、 292 .5°和 354°为分界线 , 将船舶会遇形式划分为对遇 、 左右舷大小角度交叉 、他船从本船左右舷追越 、同向同 速等 11 种会遇态势 。这是以目标船相对本船的方位为 基础进行的划分 , 也有研究者以航向交叉角为基础来 划分船舶会遇态势 。文献[ 6] 一文中考虑到会遇态势与 航行灯可见光弧的关系和航行灯可见光弧的延展性 , 应用模糊集合的方法 , 对互见中的三种会遇局面 ——— 对遇 、交叉和追越进行了划分 。该文以两船的航向交角 为基础 , 在航行灯光弧的模糊边界范围内建立了三种 局面的模糊隶属度函数 , 然后根据隶属度的大小来确 定会遇属于何种局面 。根据其建立的模糊隶属度函数 和会遇局面判断标准进行反模糊化处理可以得出以航
(4)协调性 。应充分考虑到两船间在局面认识和行 动上可能出现的不协调 。海上避碰实践表明 , 对避碰局 面的认识不一致是造成船舶避碰行动不协调乃至于碰
撞的重要原因之一 。 3 关于船舶会遇态势的分析 3 .1 互见中三种会遇局面的分析
互见中的三种会遇局面是船舶会遇态势中最重要 的组成部分 , 因此 , 对三种会遇局面做出准确 、合理的 划分具有十分重要的意义 。 3 .1 .1 追越局面
V 0 >V t *cosΔC , 其中 V 0 和 V t 分别代表本船和 他船速度 , ΔC 为航向交角 。
(3)两船间距离 。根据规则定义要求 , 当两船构成 追越局面时后船位于前船尾灯的光照距离之内和尾灯 的最小能见距离 。 对于尾灯的最小能见距离 , 规则规 定 :船长 ≥50 m 的船舶的最小能见距离为 4 n mile ;船 长 ≤50 m 的船舶的最小能见距离为 3 n mile 。从船舶 避碰的安全性考虑 , 本文认为当两船构成追越局面时 其距离 R 应满足 :R ≤3 n mile 。 3 .1 .2 对遇局面
(1)划分的基础 。 以国际海上避碰规则要求和船员 海上避碰实践以及良好船艺的要求为基础进行划分 ;
(2)完整性 。对各种会遇局面进行完全划分 , 即对 每一需要采取避碰行动的会遇都能找到相应的会遇态 势来指导避碰行为 ;
(3)唯一性 。避碰行动局面划分不能重复 , 即对每 一局面进行定量判断时 , 应保证判断结果是唯一的 。
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船正在赶上他船的必要条件 , 还不是充分条件 ;而后一 种描述则显得过于复杂 , 不够简明 。根据规则中关于追 越的相关条款 , “一船正赶上他船” 反映的是追越船在 被追越船航向方向的位置超越的变化过程 。基于此 , 本 船在他船航向上的速度分量大于他船的航速 , 必有本 船在他船航向方向的位置超越 。用公式表示则有 :
规则将能见度不良时的会遇作为一种特殊的会遇 态势单独列出 , 取消了有关直航船或让路船的规定 , 使 会遇任意两船都负有同等避让责任 , 并对船舶的避碰 行动提出了三点原则性的要求 :①若判断为正在与他 船形成紧迫局面和 (或)存在碰撞危险 , 应及早地采取 避碰行动 ;②除对被追越船外 , 应避免对正横前的船舶 采取向左转向 ;③应避免“对正横或正横后的船舶采取 朝着它转向” 。 2 有关会遇态势的研究
为了指导和帮助驾驶员在海上避免船舶碰撞 , 规则 第二章“ 驾驶 和航行规 则” 的 第二节(船舶 在互见 中的行 动规则)和第三节(船舶在能见度不良时的行动规则)定 义了海上船舶间的几种会遇态势 , 并就对应会遇态势下 的避让责任和避碰行动方式做了原则性的规定 。 1 .1 船舶在互见中的会遇态势
(2)对遇 。对遇局面是指两艘机动船在相反或接近 相反的航向上相遇致有构成碰撞危 险的一种会遇局 面 。此时 , 两船各应向右转向避让 。规则还对其判断方 法作了进一步的规定 :当一船看见他船在正前方或接 近正前方 , 并且 , 在夜间能看见他船的前后桅灯成一直 线或接近一直线和 (或)两盏舷灯 ;在白天能看到他船 的上述相应形态时 , 则应认为存在这样的局面 。
船舶会遇态势的判断
大连海事大学 东
[ 内容提要] 综合分析了《国际海上避碰规则》 的 相关规定和现有的相关研究 , 解析了会遇态势判断的 要点 , 并在此基础上对船舶间的会遇态势进行了定量 划分 。这种划分有助于航海人员对船舶会遇态势的判 断 , 也可以用于船舶自动避碰系统中实现船舶会遇态 势的自动判断 , 有一定的实际意义 。
《航海技术》 2007 年 第 1 期
些研究对会遇态势进行了定性的划分 , 具体情况属于 何种会遇态势还需要由驾驶员来判断 。尽管如此 , 这些 研究对其以后的定量研究产生了很大的影响 , 在后来 的会遇态势的划分中一般都包含对遇 、 左交叉 、 右交 叉 、本船追越他船 、他船追越本船几种类型 , 有的在其 中加入了目标船处于静止状态 、 右舷对右舷对驶等类 型 , 有的进一步把右交叉划分为右舷小角度交叉和右 舷大角度交叉 。
注意到上述研究中存在的局限性 , 人们开始了利 用多种因素综合判断船舶会遇态势的研究 , 其中比较 有代表性的有文献 [ 7] 和文献 [ 8] 中对会遇态势的划 分 。文献[ 7] 根据舷角和航向角将船舶间的会遇态势划 分为对遇 、左右舷大小角度交叉和被追越等七种 ;文献 [ 8] 通过对驾驶员的调查 , 以航向交角 、目标相对方位 和航速作为划分指标将两船间的会遇格局分为对遇 、 右舷大小角度交叉 、左舷交叉 、本船追越他船 、右舷对
从规则关于对遇定义和判断方法的规定来看 , 对 遇局面的判断要点有四个 :①两艘机动船 ;②一船在另 一船正前方或接近正前方 ;③两船航向相反或接近相 反 ;④致有构成碰撞危险 。其中第一点是对船舶种类的 要求 , 第二点是对相对方位的要求 , 第三点则是对航向 交角的要求 , 第四点是碰撞危险度的要求 , 本文在此主 要讨论关于相对方位的要求 。
与一些商船船员的一般概念不同的是 , 规则规定 的会遇态势不仅包括互见中的三种会遇局面 ———追越 、 对遇和交叉 , 还包括第十二条规定的帆船间的避让 、第 十八条规定的不同种类船舶间的避让及第十九条规定 的能见度不良时的避让关系 。 本文主要探讨本船为机 动船时在海上的各种可能会遇态势的定量划分 。 1 规则关于会遇态势的规定
船舶在互见中的行动规则规定了互见中帆船间的 避让 、不同种类船舶间的避让以及船舶在追越 、对遇和 交叉三种会遇局面下的避让 。 根据本文研究会遇态势 的角度 , 本文只讨论本船为机动船情况下的会遇态势 , 而重点又在于追越 、对遇和交叉三种会遇局面 。 1 .1 .1 不同种类船舶间的避让
根据规则第十八条规定 , 机动船在航时 , 如当时环 境许可 , 应避免妨碍限于吃水的船舶的安全通行 , 并给 下列船舶让路 :①失去控制的船舶 ;②操纵能力受到限 制的船舶 ;③从事捕鱼的船舶 ;④帆船 。 1 .1 .2 互见中的三种会遇局面