上海港大型集装箱船雾航可行性探讨

摘要：由于气候变化和航运业的要求，本文讨论了上海港大型集装箱船在能见度小于1 000米又大于等于500米时航行和靠离泊的可行性，此举毋庸置疑将会大大提高港口的核心竞争力和确保大型集装箱船的船期。
关键词：大型集装箱船 能见度不良 雾航 可行性
0 引言
因能见度不良造成大型集装箱船停航或滞航，不仅影响港口生产，还会给造成船期不准，影响航运企业正常营运。能否实现船舶“雾航”，降低能见度不良对港口生产的影响，关系到上海国际航运中心的建设。随着港口通航管理能力的提升、大型集装箱船性能的提高、导航助航设备的改善等，上海港有条件开展大型集装箱船在能见度不良情况下的通航研究、试验和实践，提高船舶在上海港能见度不良天气条件下的通航能力，提高码头泊位利用率，缩短船舶在港时间和保证船舶班期。笔者结合多年的引航经验，结合上海港的特点，分析了在上海港能见度不良情况下，大型集装箱船航行和靠离泊的可行性，供业内专家和同仁参考。
1上海港深水航道、能见度不良的相关规定和通航现状
1.1长江口深水航道北槽航道和外高桥航道简介
长江口深水航道的北槽航道（以下简称北槽航道）是指从长江口船舶定线制A警戒区西侧边界线至圆圆沙警戒区东侧边界线之间航道，总长约43海里。A警戒区西侧边界线至D12灯浮航道底宽400米，设标宽度550米；D12灯浮至圆圆沙警戒区东侧边界线航道底宽350米，设标宽度500米。北槽航道底宽维护水深为理论最低潮面以下12.5米。一般引航员在D5灯浮北面附近水域登上申请引航的船舶。根据《长江口深水航道通航管理办法》第四条规定，船舶应保留足够的富余水深，船舶富余水深应不小于船舶吃水的12%。航道水深维持12.5米能保证吃水在11.16米以下的大型集装箱船在任意时间段航行。
外高桥航道是指A54A灯浮至A60灯浮之间的航道，全长6海里，航道宽度约0.6海里，其中包含了长江口深水航道延伸段。集装箱码头在外高桥航道南岸从外二、外一期码头一直向外延伸至外四、外五、外六期码头，码头走向和航道走向基本一致。目前，大型集装箱船通常使用这些泊位。
1.2上海港能见度不良的情况和关于能见度不良的相关规定
据资料统计，东海长江口区3—5月、12月为雾多发时段，有二个多雾季节。上海港全年平均雾日 43.3 天，长江口 24.2 天。多数情况下，影响全港雾的持续时间为 2 至 3 小时，对港内航运、装卸影响不大；但是近年来由于雾霾的影响，局部能见度不良天气频繁多发，曾经有持续7天时间的记录，严重影响了港口的生产。
《长江口深水航道通航管理办法》第十一条规定：当北槽航道水域能见距离小于1 000米时，未进入北槽航道的船舶禁止驶入北槽航道，已进入北槽航道的船舶应当谨慎航行，保持足够的安全距离，并与吴淞VTS保持联系。这意味着能见距离小于1 000米时，禁止船舶航行。
1.3目前能见度不良时的通航状况
早期，海事管理部门根据上海港情况的复杂性，主张上海港航路能见度全面达到要求后才准许通航。能见度小于
1 000米时，包括大型集装箱船在内的所有船舶一律停航。近年来，海事主管部门为了配合港口生产，能结合航道实际情况，及时开通航路，以先出口后进口，先航道后锚地的原则疏散港口，受到了港航单位的欢迎。尽管如此，能见度不良造成的船期耽误还是经常发生，特别是需要乘潮水过浅滩的船舶由于错过最佳进出口时间而不得不等待下次潮时。
2 上海港雾航存在的风险
根据不完全统计，船舶海上碰撞事故中有60%～70%是在能见度不良时发生的。能见度不良时船舶在港口水域内航行时至少存在下列风险：
2.1视觉瞭望带来的局限性
《1972年国际海上避碰规则》（以下简称避碰规则）第五条瞭望条款规定，每一船舶在任何时候都应使用视觉、听觉以及适合当时环境和情况的一切有效手段保持正规的瞭望，以便对局面和碰撞危险作出充分的估计。视觉瞭望具备直观性，能见度不良明显限制视觉瞭望的时效；视线500米到
1 000米时，经常会被突然发现的目标给心理造成压力，造成紧张情绪。尤其是船舶大型化的今天，心理压力更加大。
2.2依赖导助航设备的程度增大
能见度不良时，视觉、听觉瞭望效果受到影响，在可视、可听距离外只能利用和依赖导助航设备。目前主要手段是利用船舶雷达、AIS和电子海图系统，但部分船舶的导助航设备的误差大，增加了航行风险。
2.3判断与他船是否存在碰撞危险的敏感度降低
能见度不良时，当目标出现在视觉、听觉、瞭望范围之外时，只有依靠雷达、AIS等进行瞭望，并且需要连续观察才能正确判断，这些可能造成判断与他船是否存在碰撞危险的敏感度降低。
2.4船舶航行过浅滩需要的时间应更充足
《避碰规则》第十九条规定，每一船舶应以适合当时能见度不良的环境和情况的安全航速行驶，机动船应将机器作好随时操纵的准备。船舶在能见度不良的狭水道航行，航速必须降低，北槽航道全长43海里，应充分考虑船舶在北槽航道航行时的富余水深。
2.5船舶大型化带来的风险
大型集装箱船惯性大，长时间淌航会丧失舵效，需要提早用车用舵；船舶本身侧面积大，加上甲板上大量集装箱，使之受风面积大、盲区大，在航道航行和码头前掉头时应引起足够的戒备。
2.6船舶慢速航行带来的风险
能见度不良时，船舶将慢速航行，这时的风流压相对明显，船位不易控制，需要更大的角度来克服风流压差，导致过多占用航道的有限宽度，造成会遇距离偏小。配的风流压角过大会给其他船舶的判断造成误解。
3 上海港引航员开展大型集装箱船雾航的有利条件
3.1大型集装箱船性能的优势
大型集装箱船在设计上具有以下特点：主机功率/吨位的比值大，提高了船舶的机动性；船长/船宽的比值大、方形系数小、舵面积与船体侧面积的比值大，提高了船舶的操纵性；通常配备首侧推器，有些还专门安装了尾侧推器，提高了船舶慢速时的控制能力等。以上特点决定了大型集装箱的航向稳定向好，舵效较好，倒车性能好。目前，大型集装箱船的平均船龄短，通常上都安装了先进的雷达、电子海图显示和信息系统（ECDIS）等，提高了船舶航行的安全性。
3.2海事主管部门支持的优势
根据上海港有关能见度不良的航行规定，海事主管部门可以视情况允许部分大型集装箱船航行，禁止其他船舶航行，那么航道上航行的主要船舶就是大型集装箱船。VTS值班人员有序控制集装箱船的开船、靠泊，实行全程监督，确保了大型集装箱船的安全。大型集装箱船进出上海港的主要航路是北槽航道，北槽航道两侧筑有防波堤，杜绝了小型船舶穿越现象，船舶流向基本上是沿航道走向，从而使在北槽直航道航行判断船舶的局面变得单一而且固定，主要是同向和对驶，有利于双方的避让。海事主管部门还在重要的转向点设置了雷达应答器和AIS发射装置、在不适合抛设实体航标的水域设置虚拟航标，有利于大型集装箱船航行在规定的航道内。
3.3洋山港丰富的雾航经验带来的优势
上海洋山深水港于2015年5月全面推进船舶在能见距离500米以上时正常进出港。能见距离200～500米时，2 000标准箱以上大型集装箱船进出上海洋山深水港开展通航试验，这标志着上海洋山深水港已跻身于世界上为数不多的全天候、现代化港口之列。相关部门表示，这一突破将使洋山港每年提升近30万标准箱的能力，同时每年可减少16.5亿元左右因天气原因造成的延误成本。洋山港的引航前辈已经积累了丰富的经验，包括在航道航行和靠离码头，通过不断地学习洋山港的引航经验，可以使上海港的雾航实践臻于完善。
3.4引航员熟悉航路的优势
根据《中华人民共和国引航员注册和任职资格管理办法》（以下简称引航员管理办法），从事大型集装箱船引领的引航员必须具备一级及以上的适任证书；部分引航机构根据港口的特殊性对从事大型集装箱船引领的引航员，要求不但必须具备一级及以上的适任证书，而且要安全记录保持良好。现在引领进出上海港的大型集装箱船基本上都是一级引航员，其优势有：
3.4.1熟悉港口情况的优势
《引航员管理办法》明确规定引航员在具有不少于72个月相应引航资历可以参加相应类别的一级引航员适任考试和评估。加上担任助理、三级和二级引航员的时间，一级引航员在相同的水域工作至少9年以上，所以说引航员对本港港口情况非常熟悉。
3.4.2熟练遵守《避碰规则》和地方规则的优势
丰富的引航资历能够熟练遵守《避碰规则》和地方规则，和他船交流协调避让简洁有力，能在较短的时间内协调好相关船舶的会遇态势，能使各方都立于“不败之地”。
3.4.3具备较高的船舶操纵技能的优势
《引航员管理办法》规定达到规定的最低引领船舶艘次或者里程的，可以参加相应类别的一级引航员适任考试和评估。加上海事主管部门和引航站的技术培训，各种船舶类型的操纵性能都烂熟于胸，针对不同的引领船舶能采取相应的应对措施，能够应对各种突发状况。
3.4.4能充分利用港口资源的优势
海事主管部门，对特定航船可以安排海事巡逻艇护航，增加了船舶的安全性。引航员熟悉港口各个码头公司、拖轮公司等的联系方式，如有计划改变和突发状况，能第一时间获取信息。
3.5利用驾驶台资源和开展信息交流的优势
上海港的引航员都接受过“驾驶台资源管理”的培训，通过培训，提高了团队意识。每位引航员都会与船长开展信息交流，如向船长了解本船的主机和舵机的工作状态、仪器的误差、操纵性能和船员的素质等，同时引航员也会主动介绍本港的航道、潮汐、气象、航警、泊位等，尤其是能见度不良航行的注意事项。双方通过驾驶台资源和信息交流并将它有效的结合，这样就更加提高了能见度不良时船舶航行的安全性[1]。
4 能见度不良船舶航行
在上海港北槽航道，能见度不良航行除了遵守《避碰规则》外还要遵守上海港地方规则的相关规定。在长江口定线制北槽航道段，根据《长江口深水航道通航管理办法》第八条规定，船舶在北槽航道航行时，只要安全可行应当各自尽量靠右，沿本船右舷一侧行驶。能见度不良时在北槽航道航行关键问题是时刻判断本船和他船是否做到只要安全可行应当各自尽量靠右，沿本船右舷一侧航行，而不致构成碰撞危险。实践中做到这点的方法有许多。
4.1雷达的利用
在雷达上手动标绘或自动标绘后有两种简易方法判断是否存在碰撞危险：一是真矢量法，用慢慢延长真矢量线的时间，看其端点是否重叠或两端点是否很接近，则表示物标船和本船有碰撞危险，该端点所在的区域就是存在碰撞危险的区域。如图1和图2所示，虚线分别为本船和对驶船真矢量线，图1两船无碰撞危险，图2两船有碰撞危险。二是相对矢量法，先将真矢量显示模式转换成相对矢量显示模式，如果物标船相对矢量的延长线通过本船或与最小会遇距离圆相交，则表示与本船有碰撞危险。
雷达物标尾迹的运用：在一般的船用雷达中有相对尾迹和真尾迹两种模式可供选择，各有优点。相对尾迹的方向显示了物标船相对运动方向，很容易判断是否存在碰撞危险（方法和相对矢量线一样），但改向、操舵不稳或船首偏荡时，尾迹显示不是一条直线，会出现扭曲，包括岸线、岛屿等大物标在内的尾迹有可能淹没部分小目标。真尾迹的方向显示了物标船真运动方向，可清楚了解物标船的运动方向，尾迹长短的比较可大概知其运动速度的快慢[2]。
4.2利用电子海图和AIS
电子海图显示与AIS的结合可以直观、有效的了解相关水域内所有安装AIS船舶的情况，快速准确的得到相关船舶的DCPA和TCPA等，对判断是否存在碰撞危险十分有效。例如，将电子海图监控中报警设置里面DCPA为0.05海里，TCPA为6分钟，如本船船速10节，则在本船周围形成一个长1海里、宽0.1海里的矩形水域（图3），对驶船如果船位走偏进入矩形框架将会发生报警，能及时提醒驾引人员。驾引人员可根据实际情况设置相关数值。
5 能见度不良航行的注意事项
（1）航行时注意掌握航道内风流情况，正确配置风流压差。尤其是北槽航道转向点附近的流压，避免两船在弯头区交汇。
（2）与船长做好充分的信息交流，以得到船方的全力配合。要求当班驾驶员按一定的时间间隔给船舶定位，如有任何疑惑立即对引航员和船长提醒。加派船头瞭望人员，手持甚高频电话保证畅通，必要时船尾也配置相应人员。
（3）备车备锚航行。双锚松至水面以上，轮机长在机舱值班，遇到紧急情况能及时作出反应。把船上的导航助航仪器调至最佳状态。当AIS船位与雷达船位有偏差时，以雷达船位为准[3]。
（4）及时报告船舶动态，与周围船舶加强联系，做到不厌其烦。能见度可能会变得更差，要做到心里有数，做好应急准备。
（5）严格遵守分道通航制的航法和相关规定，听从海事交管部门的指挥。
6 结束语
总之，为应对日益增长的港口生产需求，提升现有码头泊位的使用效率；为满足大型集装箱船对准班率的要求，突破大型集装箱船雾航的限制，对上海港大型集装箱船雾航进行可行性研究是非常有必要的。
参考文献
[1] 陆悦铭，薛一东，闫伟.船长与引航员的信息交流[J].上海海事大学学报，2008（03）.
[2] 陆悦铭，詹海东，梅英群.船用雷达在上海港引航中的运用.航海技术，2007（3）.
[3] 陆悦铭，岳文峰，蔡飞飞.AIS用于船舶避碰需要注意的问题.航海技术，2011（5）.