惠州港华德2#泊位船舶离泊引航串视法应用
摘 要：原油化工品船的大型化给船舶引航带来风险。本文针对惠州港马鞭洲作业区华德2#泊位船舶离泊引航实践进行研究，应用串视法分析船舶离泊安全掉头，并将串视法与传统方法进行比较，为驾引人员在华德2#泊位离泊提供一些实践参考。
关键词：串视法；船舶离泊；引航；掉头
中图分类号：U675.9 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2018）6-0060-02
1 引言
惠州港东马港区包括东联作业区和马鞭洲作业区。惠州港仅马鞭洲作业区能够停靠超大型原油化工品船，马鞭洲作业区现有三个30万吨级泊位和两个15万吨级泊位。泊位附近航行环境受限大大增加了船舶靠离泊风险。“串视”，即观察点、前物标点、后物标点在同一直线上，或是三者视作质点后在垂直平面上的投影重叠。串视法常应用于导标设置、罗经校正、罗经差测定，以及船舶转向、靠离泊等的安全避险。本文针对马鞭洲作业区华德2#泊位船舶离泊实践进行研究，应用串视法分析船舶离泊掉头，比较串视法与传统方法的特点，为船舶安全离泊提供参考。
2 华德2#泊位船舶离泊引航实践
马鞭洲作业区的五个原油化工品船泊位如图1所示。华德2#泊位为30万吨级泊位。港池旋回水域直径650米，港池边缘设多个浮筒，港池外水深9.5米，港池内水深21.3米。航道走向与码头走向约为338°，航道为单向直航道，总长10.8海里。“C.FRDDDOM”轮载重吨263920T，船长333.12米（为计算简便，按330米计），船宽60.00米，驾驶台距船尾54.05米（为计算简便，按55米计），最大吃水11.5米。受港区水域限制，“C.FRDDDOM”轮左舷停靠华德2#泊位，离泊需向右掉头。
笔者亲自引航“C.FRDDDOM”轮离开华德2#泊位，设计五条拖轮，拖轮配置：船首、船尾右舷各安排一条拖轮系缆备拖，船尾左舷安排一条拖轮顶推，船首左舷安排两条拖轮顶推。离泊过程如下：1100开始船舶解缆离泊；1130船舶所有缆绳清爽，令拖轮顶推及拖拽使“C.FRDDDOM”轮平行向右横移；1133船舶距码头横距10米左右，微速进车；1136横距约25米左右，停车，船速约1节左右；继而观察发现343°方位上前导标与远处山峰某点物标静止不动，令船尾左舷拖轮停车，船尾右舷拖轮由拖拽改为全速顶推，船舶向右转动；1138再次观测远处山峰物标，发现刚才串视后物标已发生相对位移，其左侧物标相对于前导标静止不动，方位角约342°；1150本船向右旋转至与码头垂直，在341°方位上能找到一物标相对前导标静止两物标保持相对无运动，此时船尾距码头约65米左右，船舶纵距约200米，船尾安全，船舶继续旋回；由于船舶有前冲速度，当船舶继续旋回至180°時，船位将刚好位于旋回水域回旋圆的中心；继而稳定船舶航向驶离。
引航实践中，该泊位挂靠的船舶与码头垂直时，一般将船尾距码头距离控制在1/5～1/3船长范围之内。本次离泊，在船舶距码头25米处大胆使用拖轮全速顶推拖拽，之后不断通过选取不同的串视物标，来预估船舶垂直码头时驾驶台距码头的距离。本次离泊使用拖轮协助掉头，提前预判船舶与码头正横时船尾距码头的距离，减少了车舵使用次数和旋回时间，做到了安全、准确、高效的引航基本要求。
3 船舶离泊引航串视法应用分析
一般情况下GPS接收机安装在驾驶台顶部，故可认为船舶的运动轨迹可用GPS的轨迹表示。如图2所示，“C.FRDDDOM”轮掉头离泊的运动轨迹按PO1O2O3Q曲线运动。P为船舶停靠在码头时的位置，O1为本船向右平行横移至左舷距码头25米处的位置，之后船舶开始向右旋回，O2点为船舶旋回过程中向左运动最外点，O3为船舶与码头垂直时的轨迹点，Q为旋回水域旋回圈中心。船舶平移至O1，串视线ABO1与船首向及船舶初始船首向均平行，AB为两个固定点，可以选取船首方向泊位停靠的30万吨船舶的右舷线。船舶由O1点开始做旋回运动，观测前导标B'点与后物标点A'点两串视物标，后物标点A'随着船舶旋回运动发生变化，记为A'1、A'2、A'3……，。船舶由O1点运动到O2点，A'点相对于B'点先顺时针转动（若船舶倒车时间长、输出功率大，则后期A'点相对于B'点会发生逆时针转动），运动幅度较小。船舶由O2运动至O3，A'点相对于B'顺时针运动，运动幅度较大。
根据上述的船舶运动轨迹图，可以得出几点结论：
（1）根据马鞭洲作业区周围的地形地貌，A'选取为一连绵起伏的山峰，O1距航道导标线距离为270米，O1B'为3167米，B'A'长度为13300米，计算可得∠O1B'Q=5°，则A'距航道导标线距离为1133米。A'距航道导标线距离充分保证了所选取串视物标有较高的辨识度，即选取前导标和远处山峰为一组串视物标可行。
（2）如果船舶首尾右舷均安排拖轮拖拽，首尾左舷均安排拖轮顶推，可以在较早时间改变拖轮辅助方式，缩短旋回时间。通过视觉观察，拖轮协助大船平行横移，当船尾左舷拖轮顶推船舶至横距为拖轮2/3船长（港做拖轮总长一般为35米左右）处，约25米左右，即O1位置。此时，令船尾右舷拖轮由拖拽改为顶推，一般情况下，当船首向与码头夹角超过30°，船尾左舷拖轮停止顶推。可节省旋回时间。
（3）自O1点船舶开始做旋回运动，观察者应始终关注前导标B'与后物标点A'点的相对运动变化，确保A'1、A'2、A'3……，在航道导标线与O1BA'之间运动，即∠O1B'Q≤5°，就能保证船尾不会触碰码头。因此，O1BA'方向至关重要。
（4）引航实践中，不存在一组始终保持相对静止的串视物标。船舶旋回时，存在一组串视物标短时间内相对静止。若假定驾驶台将沿此方向做直线运动，就可以粗略预估O3的位置，且该点距码头的距离大于船尾距码头的距离，则船尾安全，否则需要降低旋转速率或提高船舶向前速度。
（5）引航实践中，港内掉头时，应确保驾驶台位置在船舶正横前始终位于航道导标线的左侧，遵循“前二后一”原则，即船首富余量为船尾富余量的两倍，当船舶旋回至90°与码头垂直时（O3位置），控制船尾距码头距离不超过1/3船长，船首距前面浅滩区大于2/3船长，紧盯串视物标的相对运动位置，就能精准将船尾距离码头位置控制在1/5～1/3船长范围内，在较早的时候改变拖轮协助方式，加速船舶安全掉头。
4 串视法与传统方法的比较
船舶旋回运动过程中，船舶驾引人员可以采取多种方法判定船舶的运动状态，比如观察雷达或电子海图法、观察GPS显示器法、观察船尾距离法、观察船首距离法等。观察雷达或电子海图法，即通过观察船舶在雷达或电子海图上的运动轨迹，对船舶未来运动轨迹做出判定的一种方法。观察GPS显示器法，通过比较船首向与航迹向的大小，船速的大小来估算未来船舶的运动方向。观察船尾距离法、即观察者紧盯船尾距障碍物的距离，通过距离的变化快慢来预判未来船尾是否会触碰障碍物。观察船首距离法，船舶旋回时，通过选定船首某物标与观察者眼睛的连线，延长至水面的某个点，观察该点在旋回时是否在安全水域内。不同的方法存在不同的局限性，串视法相比其它观测法在判定横移速度、前冲速度、预估船位、预估距离等方面优势明显、简单直观，但也存在其局限性，如能见度不良时不适用串视法，而观察雷达法受海浪雨雪影响。观察电子海图法则不受海浪雨雪影响，观察船首判定法盲区大。
5 结论
串视法能对未来船舶运动状态做出预估，精准度较高，在船舶驾驶应用中比较快捷、直观、方便，方法比较容易掌握，相比传统方法优势较明显。引航实践中，往往采用串视法结合传统方法综合判定，能节省航行时间，有效的降低水上交通事故率，保障港口水域通航安全。
参考文献：
[1]钟振波，叶岳彪. 惠州港马鞭洲油码头概况及进港事宜[J]. 航海技术，2010（1），28-29.
[2] 叶岳彪，唐小虎，张曾华. 超大型船舶靠泊惠州港华德码头的引航探讨[J]. 航海技术，2008（2），12-14.
[3] 杨荣貴，王宇超. 港内船舶操纵必须熟练掌握串视技术[J]. 航海技术增刊，2009（S1），25-26.
[4] 尹朝忠，程志友，艾健. 串视目标法在观测船舶横倾时的应用及精度分析[J]. 《中国水运》（下半月），2017（7），26-28.
[5]吴声. 串视技术在引航操作中的理解和应用[J]. 《中国水运》（下半月），2017（8），25-27.
关键词：串视法；船舶离泊；引航；掉头
中图分类号：U675.9 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2018）6-0060-02
1 引言
惠州港东马港区包括东联作业区和马鞭洲作业区。惠州港仅马鞭洲作业区能够停靠超大型原油化工品船，马鞭洲作业区现有三个30万吨级泊位和两个15万吨级泊位。泊位附近航行环境受限大大增加了船舶靠离泊风险。“串视”，即观察点、前物标点、后物标点在同一直线上，或是三者视作质点后在垂直平面上的投影重叠。串视法常应用于导标设置、罗经校正、罗经差测定，以及船舶转向、靠离泊等的安全避险。本文针对马鞭洲作业区华德2#泊位船舶离泊实践进行研究，应用串视法分析船舶离泊掉头，比较串视法与传统方法的特点，为船舶安全离泊提供参考。
2 华德2#泊位船舶离泊引航实践
马鞭洲作业区的五个原油化工品船泊位如图1所示。华德2#泊位为30万吨级泊位。港池旋回水域直径650米，港池边缘设多个浮筒，港池外水深9.5米，港池内水深21.3米。航道走向与码头走向约为338°，航道为单向直航道，总长10.8海里。“C.FRDDDOM”轮载重吨263920T，船长333.12米（为计算简便，按330米计），船宽60.00米，驾驶台距船尾54.05米（为计算简便，按55米计），最大吃水11.5米。受港区水域限制，“C.FRDDDOM”轮左舷停靠华德2#泊位，离泊需向右掉头。
笔者亲自引航“C.FRDDDOM”轮离开华德2#泊位，设计五条拖轮，拖轮配置：船首、船尾右舷各安排一条拖轮系缆备拖，船尾左舷安排一条拖轮顶推，船首左舷安排两条拖轮顶推。离泊过程如下：1100开始船舶解缆离泊；1130船舶所有缆绳清爽，令拖轮顶推及拖拽使“C.FRDDDOM”轮平行向右横移；1133船舶距码头横距10米左右，微速进车；1136横距约25米左右，停车，船速约1节左右；继而观察发现343°方位上前导标与远处山峰某点物标静止不动，令船尾左舷拖轮停车，船尾右舷拖轮由拖拽改为全速顶推，船舶向右转动；1138再次观测远处山峰物标，发现刚才串视后物标已发生相对位移，其左侧物标相对于前导标静止不动，方位角约342°；1150本船向右旋转至与码头垂直，在341°方位上能找到一物标相对前导标静止两物标保持相对无运动，此时船尾距码头约65米左右，船舶纵距约200米，船尾安全，船舶继续旋回；由于船舶有前冲速度，当船舶继续旋回至180°時，船位将刚好位于旋回水域回旋圆的中心；继而稳定船舶航向驶离。
引航实践中，该泊位挂靠的船舶与码头垂直时，一般将船尾距码头距离控制在1/5～1/3船长范围之内。本次离泊，在船舶距码头25米处大胆使用拖轮全速顶推拖拽，之后不断通过选取不同的串视物标，来预估船舶垂直码头时驾驶台距码头的距离。本次离泊使用拖轮协助掉头，提前预判船舶与码头正横时船尾距码头的距离，减少了车舵使用次数和旋回时间，做到了安全、准确、高效的引航基本要求。
3 船舶离泊引航串视法应用分析
一般情况下GPS接收机安装在驾驶台顶部，故可认为船舶的运动轨迹可用GPS的轨迹表示。如图2所示，“C.FRDDDOM”轮掉头离泊的运动轨迹按PO1O2O3Q曲线运动。P为船舶停靠在码头时的位置，O1为本船向右平行横移至左舷距码头25米处的位置，之后船舶开始向右旋回，O2点为船舶旋回过程中向左运动最外点，O3为船舶与码头垂直时的轨迹点，Q为旋回水域旋回圈中心。船舶平移至O1，串视线ABO1与船首向及船舶初始船首向均平行，AB为两个固定点，可以选取船首方向泊位停靠的30万吨船舶的右舷线。船舶由O1点开始做旋回运动，观测前导标B'点与后物标点A'点两串视物标，后物标点A'随着船舶旋回运动发生变化，记为A'1、A'2、A'3……，。船舶由O1点运动到O2点，A'点相对于B'点先顺时针转动（若船舶倒车时间长、输出功率大，则后期A'点相对于B'点会发生逆时针转动），运动幅度较小。船舶由O2运动至O3，A'点相对于B'顺时针运动，运动幅度较大。
根据上述的船舶运动轨迹图，可以得出几点结论：
（1）根据马鞭洲作业区周围的地形地貌，A'选取为一连绵起伏的山峰，O1距航道导标线距离为270米，O1B'为3167米，B'A'长度为13300米，计算可得∠O1B'Q=5°，则A'距航道导标线距离为1133米。A'距航道导标线距离充分保证了所选取串视物标有较高的辨识度，即选取前导标和远处山峰为一组串视物标可行。
（2）如果船舶首尾右舷均安排拖轮拖拽，首尾左舷均安排拖轮顶推，可以在较早时间改变拖轮辅助方式，缩短旋回时间。通过视觉观察，拖轮协助大船平行横移，当船尾左舷拖轮顶推船舶至横距为拖轮2/3船长（港做拖轮总长一般为35米左右）处，约25米左右，即O1位置。此时，令船尾右舷拖轮由拖拽改为顶推，一般情况下，当船首向与码头夹角超过30°，船尾左舷拖轮停止顶推。可节省旋回时间。
（3）自O1点船舶开始做旋回运动，观察者应始终关注前导标B'与后物标点A'点的相对运动变化，确保A'1、A'2、A'3……，在航道导标线与O1BA'之间运动，即∠O1B'Q≤5°，就能保证船尾不会触碰码头。因此，O1BA'方向至关重要。
（4）引航实践中，不存在一组始终保持相对静止的串视物标。船舶旋回时，存在一组串视物标短时间内相对静止。若假定驾驶台将沿此方向做直线运动，就可以粗略预估O3的位置，且该点距码头的距离大于船尾距码头的距离，则船尾安全，否则需要降低旋转速率或提高船舶向前速度。
（5）引航实践中，港内掉头时，应确保驾驶台位置在船舶正横前始终位于航道导标线的左侧，遵循“前二后一”原则，即船首富余量为船尾富余量的两倍，当船舶旋回至90°与码头垂直时（O3位置），控制船尾距码头距离不超过1/3船长，船首距前面浅滩区大于2/3船长，紧盯串视物标的相对运动位置，就能精准将船尾距离码头位置控制在1/5～1/3船长范围内，在较早的时候改变拖轮协助方式，加速船舶安全掉头。
4 串视法与传统方法的比较
船舶旋回运动过程中，船舶驾引人员可以采取多种方法判定船舶的运动状态，比如观察雷达或电子海图法、观察GPS显示器法、观察船尾距离法、观察船首距离法等。观察雷达或电子海图法，即通过观察船舶在雷达或电子海图上的运动轨迹，对船舶未来运动轨迹做出判定的一种方法。观察GPS显示器法，通过比较船首向与航迹向的大小，船速的大小来估算未来船舶的运动方向。观察船尾距离法、即观察者紧盯船尾距障碍物的距离，通过距离的变化快慢来预判未来船尾是否会触碰障碍物。观察船首距离法，船舶旋回时，通过选定船首某物标与观察者眼睛的连线，延长至水面的某个点，观察该点在旋回时是否在安全水域内。不同的方法存在不同的局限性，串视法相比其它观测法在判定横移速度、前冲速度、预估船位、预估距离等方面优势明显、简单直观，但也存在其局限性，如能见度不良时不适用串视法，而观察雷达法受海浪雨雪影响。观察电子海图法则不受海浪雨雪影响，观察船首判定法盲区大。
5 结论
串视法能对未来船舶运动状态做出预估，精准度较高，在船舶驾驶应用中比较快捷、直观、方便，方法比较容易掌握，相比传统方法优势较明显。引航实践中，往往采用串视法结合传统方法综合判定，能节省航行时间，有效的降低水上交通事故率，保障港口水域通航安全。
参考文献：
[1]钟振波，叶岳彪. 惠州港马鞭洲油码头概况及进港事宜[J]. 航海技术，2010（1），28-29.
[2] 叶岳彪，唐小虎，张曾华. 超大型船舶靠泊惠州港华德码头的引航探讨[J]. 航海技术，2008（2），12-14.
[3] 杨荣貴，王宇超. 港内船舶操纵必须熟练掌握串视技术[J]. 航海技术增刊，2009（S1），25-26.
[4] 尹朝忠，程志友，艾健. 串视目标法在观测船舶横倾时的应用及精度分析[J]. 《中国水运》（下半月），2017（7），26-28.
[5]吴声. 串视技术在引航操作中的理解和应用[J]. 《中国水运》（下半月），2017（8），25-27.
