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正确设置及熟练应用ECDIS的方法

电子海图显示和信息系统的应

用经验(一)

 The experiential knowledge for using ECDIS(part 1)

0 引言:

电子海图显示和信息系统(ElectronicChart Display and Information Systems):简称ECDIS, 是一个具有备用设施的航行信息系统,可以被接受符合SOLAS公约V/20条规则要求的最新海图(包括最新改正),它可有选择地显示系统电子海图(SENC)中的信息以及从导航传感器获得位置信息以帮助航海者进行航线设计和航路监视等功能,并且能够按要求显示其他与航海相关的补充信息。

根据SOLAS公约第V章第19条2.10和2.11的规定,从事国际航行的船舶配备ECDIS已经成为强制安装的设备(规定的免除情况除外),现阶段ECDIS的基本组成简略图如下。快捷的操作、时时海图最新和相关航海信息的彩色及动态化显示,尤其是ECDIS的防搁浅功能等相比传统的纸版海图有着无可比拟的优越性, 在此结合对Transas Sailor-4000型号ECDIS的使用和列举图例浅谈一下应用经验, 和航海同人共同探讨ECDIS设置和使用之重要性。

1. 安全等深线(Safe Contour)是ECDIS 需要设置的重要参数之一,其正确设置对保证船舶安全航行起到非常重要的作用。

(1)安全等深线(Safe Contour):安全等深线是ECDIS的避险参数依据之一,是区分安全水域和“浅水区”的界限。其显示有别于其他等深线而加粗、高亮度强调显示,浅于等深线一侧水域为“浅水区”在ECDIS以深蓝色颜色显示表示船舶进入有可能是“危险的”,而深于等深线的水域以灰白色显示为安全水域(白天显示时);在航线设计的初始阶段航海者应该设置相应的安全等深线,设置安全等深线时应该考虑以下因素:船舶吃水,富裕水深以及考虑海图的测量精度及将要面对的航行情况—比如浅水区域更大的下沉量等),安全等深线值应该等于或者大于以上各项之和以保证船舶本航次的航行安全;如果不进行安全等深线的数值设置,则ECDIS默认安全等深线为30米。[1]

(2)一般情况下ENC只绘制一定数量的等深线而不是绘制所有等深线以避免等深线过多引起ECDIS显示混乱,比如只绘制2米、5米、10米、15米、20米、30米以及50米、100米等等深线(澳大利亚的大堡礁区域ENC海图例外),但有限数量的等深线同时也限制了等深线的特性,因此实际应用中航海者根据航次情况设置的安全等深线往往在ENC中不一定存在,此时ECDIS显示的安全等深线等于(若设置的等深线在ENC中存在)或大于设置的等深线(若设置的等深线ENC中不存在时则显示大于设置的等深线的下一个临近等深线)。简单举例,当航海者设置的等深线值为3米时,ECDIS显示的安全等深线是5米,之所以这样是因为一般ENC海图中没有绘制3米等深线,因而显示大于3米的下一个邻近存在的5米等深线,这样以更确保航行安全,也就是说对于ECDIS来说,存在航海者设置安全等深线和ECDIS显示安全等深线不同的情况,显示的安全等深线总是等于或大于设置的安全等深线。

(3)由上述可知,航海者设置的安全等深线与ECDIS显示的安全等深线不一定一致,且有时差距较大,如航海者设置的安全等深线是6米时,(ENC 中一般只含有2米,5米,10米,15米,20米,30米,50米、100米等等深线),由于没有绘制6米等深线,因而ECDIS选择10米等深线作为显示的安全等深线,但这样造成的结果是6米等深线和10米等深线之间ECDIS也会以深蓝色表示为“浅水区”(白天显示时),即ECDIS会默认6米和10米存在航行危险;但根据设置可知,需要的安全水深只要是6米就足够,如何快速知晓只要是大于6米的水深对航行来说就是安全的呢?单靠安全等深线已经无法解决,因此ECDIS允许航海者可通过设置安全水深来进一步判断水域的安全与否。

2.  安全水深(Safe Depth)是ECDIS 在使用时需要航海者经常需要设置的另外一个重要参数,除了上述所述1(3)因素外,有时等深线由于某些情况不能够连续显示或不适合时,为了进一步健全上述情况,ECDIS允许航海者单独设置安全水深,以控制显示海图中的水深情况(但请谨记安全水深不是ECDIS避险的监视参数)。

(1)任何等于或者小于设置的安全水深点在ECDIS以粗体字突出显示,提醒航海者此处水深不够是危险水域进入时危险的,而大于安全水深点则以灰白显示(白天显示时)。根据航次需求,航海者设置了6米安全等深线,此时ECDIS显示下一个邻近的大于6米的10等深线为显示的安全等深线, 小于等于10米等深线的“浅水区”以深蓝色显示默认存在潜在的航行危险(这包括6米和10米等深线之间区域),此时继续设置安全水深为6米,如下图看到7.5米水深点大于6米水深从而灰白色显示,而浅水点5.6米和4.8米黑体字加亮突出显示以提醒航海者注意船舶不能进入或靠近航行,此时虽然海图的7.5米水深点附近水域被深蓝色显示表示为“浅水区”即不安全水域,但当船舶航行空间有限而不得不进入航行时,只要避开浅水点4.8米和5.6米,船舶进入此“浅水区”航行也有可能是安全的。船舶进出港口或者狭窄水域航行时经常会遇到这样的情况,因此并非ECDIS显示的蓝色浅水区就表示为“不安全”水域,只要“浅水区”不存在粗体字加粗加亮显示的浅点,那么此水域进入有可能是安全的.[1] (安全等深线和安全水深的设置图例1-1)。

                        

为了确保航行安全,航海者需要合理设置安全等深线和安全水深(设置的安全水深等于设置的安全等深线更具有实际意义),需要额外注意的是安全水深在“标准模式”分层显示时不显示,即“标准模式”时不显示水深点情况,只有在“其它显示”或者自定义模式航海者选中“显示水深”选项时ECDIS才会显示水深情况。航次特点决定了船舶吃水每个航次都会不同,因此航海者必须根据船舶的实际吃水情况及时更改其设置(尤其是安全等深线+安全水深等)而非一成不变, 从而确保ECDIS显示的正确性,具体设置情况,可能各个型号的ECDIS不完全相同,航海者参考说明书设置即可。

3.  双色水深强调显示(Two Depth Shade)和四色水深区强调显示(FourDepth Shade)及浅水填充(Shallow pattern):ECDIS提供双色或四色显示海图的水深情况以引起航海者的注意及快速判断其安全水域和“浅水区”,且“浅水区”可以以斜网格线填充显示,这些都是传统的纸版海图不能做到的:[1]

(1)双色水深显示(Two Depth Shade):当航海者选择双色显示时,ECDIS以显示的安全等深线(不是设置的安全等深线)为界限用深蓝和灰白双色颜色显示海图水深情况(白天显示时):水深等于或小于显示的安全等深线区域为“浅水区”(“不安全”水域),另一侧则为深水区(安全水域侧);二者以显示的安全等深线为界线,“浅水区”被安全等深线加粗加亮包围以深蓝色突出显示,安全水域一侧灰白色显示(白天显示时),这样航海者直观上很容易感知水域的安全和“不安全”,从而快速判定安全和“不安全”水域。

(2)四色水深显示(Four Depth Shade): 除了双色强调显示外,ECDIS还允许航海者选择进一步更详细的四色水深强调显示:四色显示时则涉及到浅水等深线(Shallow Contour)、安全等深线(SafetyContour)和深水等深线(Deep Contour),以深蓝色,较深蓝色,浅蓝色和灰白色四种颜色显示水深情况(白天显示时);ECDIS允许航海者以浅水等深线,安全等深线和深水等深线为参数进行设置从而四色显示海图水深情况,使航海者容易辨别出很浅的水域(危险水域),安全水域,较深水域和更深水域的水深情况,因此浅水等深线和深水等深线的设置只适合ECDIS的四色显示。四色水深显示使海图水深颜色看起来更丰富,但使用四色显示模式时减少了不同水深之间的颜色区别而不像双色显示那样明显--只有蓝白两种颜色,且当设置的浅水等深线小于安全水深时,没有太大的实际航海意义,即便是设置为浅水等深线和安全等深线一致,仍存在几种水深颜色,尤其是在夜间或者某种灯光情况下四色显示时由于显示特性使辨别安全水深和不安全水深存在一定困扰,因此实际应用中不推荐使用四色显示模式(尤其是近岸航行时)。如果航海者偏爱四色显示强调显示,则同时应该使用ECDIS“浅水区指示填充”功能以便航海者快速的辨别出浅水区,下图为同一水域双色和四色水深显示情况对比。

 (3)浅水区指示填充(Shallow Pattern):ECDIS为强调显示海图上的浅水区域,以斜网格线填充显示浅水区(水深小于显示的安全等深线一侧),尤其是夜间情况或某种灯光下使用四色显示时由于水深区域的颜色深浅差别较小而不易判断浅水区域,而以斜网格填充浅水区域则在海图上辨别起来就容易了很多。但需要注意的是此功能需要开启,ECDIS在第一次开机时一般默认为“关闭”状态,需航海者设置为“开启”状态 才会起作用。                                                      

4.  孤立危险物标识:(Isolating dangerous symbol):传统的纸板海图上,海底水下存在的沉船、礁石或其他的如Wellhead、fish haven、Diffusers等碍航物会以相应海图符号来标识,在航线设计和航线监控时,航海者根据情况作出判断是否需要避开;对于ECDIS而言,除了上述传统的方法来显示外,航海者还可以选择ECDIS是否以“孤立危险物标识”来显示:ECDIS以设置的安全等深线为依据,对海图上存在的沉船、礁石、或Wellhead、fish haven、Diffusers等碍航物的水深作比较给出相应的显示, 当“安全水域”一侧上述碍航物的水深小于设置的安全等深线时,ECDIS会以醒目的内嵌十字槽头的洋红色符号“    ”来显示,即用“孤立危险物标识”显示代替传统纸版海图的显示符号以突出显示此处存在航行危险(航海者选择“碍航物”功能开启),同时在ECDIS选择浅水区“碍航物”功能开启,则“浅水区”一侧内存在碍航物时也以“孤立危险物标识”显示。

(1)“孤立危险物标识”的显示和设置的安全等深线数值有关:安全等深线的设置不同而在ECDIS显示为“孤立危险标识”或其他海图符号。下图做进一步说明,船舶设置的安全等深线为14米,安全水域内北侧存在一个水深值10.5米的沉船,安全水域内南侧存在一个13.2米的沉船或其他碍航物(两个沉船水深都小于设置的安全等深线),选择“碍航物”功能开启后ECDIS以“孤立危险物标识”显示;而下个航次当吃水变化后安全等深线值设置为12米,沉船的水深为在海图上依然是13.2米和10.5米不会改变,但对于12米的安全等深线而言13.2米沉船已经变的安全因而不再显示“孤立危险物标识”而显示沉船符号,而10.5米沉船由于小于设置的安全等深线依然以“孤立危险物标识”来显示,如下图:

(2)ECDIS 在分层“标准显示”(StandardDisplay)时, 只对存在航行危险的碍航物才以“孤立危险物标识”显示(设置“碍航物”功能开启时),而对于不存在航行危险的碍航物等不会有任何显示。

(3)并不是所有的“孤立危险物标识”对航行一定存在航行危险:当碍航物有确切水深时则ENC会以确切水深值来显示;而某些时候海图上某点或者某个区域内确切水深不知道只知道它位于某水深区域内,则ECDIS以会以保证航行安全为最重要的可用方式来显示。例如ENC海图上没有明确标出某碍航物确切深度而只是说明在某段深度范围内,ECDIS显示时会以深度范围内最小的深度值来显示(知道碍航物海图水深为5-10米,则ECDIS以5米的深度值来显示以最大程度的确保航行安全);如果已知某碍航物的大约水深但无确切水深或者根本没有说明碍航物的水深情况,则ECDIS都会默认此处的水深是0米,进而ECDIS以“孤立危险物标识”在海图上显示, 因此并不是所有的“孤立危险标识”对船舶航行就是不安全的,航海者看到航线附近某处有其标识时,应进一步查看ECDIS的“选择报告”(Pick Report)中关于标识的描述以确认是否对本船航行存有危险?下图中航线附近存在一处“孤立危险物标识”,进一步查看Pick report的说明知道“孤立危险物标识”代表的是水深大约20米左右的废弃wellhead,由于原始海图上只是大约水深而不是确切水深,因此ECDIS以“孤立危险物标识”显示,尽管此时船舶的安全等深线设置只是10米。

(4)“孤立危险物标识”的显示以设置的安全等深线为依据而不是显示的安全等深线:下图中北面沉船的水深为13.5米,尽管位于所谓的浅水区一侧,但由于设置的安全等深线为11米而ECDIS显示的安全水深为15米,13.5米沉船对于设置的安全水深11米来说已经足够,是安全水深因而不显示“孤立危险物标识”,而在图上西侧两个沉船水深分别为8.9米和9.7米对船舶来说存在航行危险; 此外“孤立危险物标识”只是适用于水下的沉船、礁石或其他碍航物等而不适用于水深点值,即只有海底存在沉船、礁石或者其它碍航物等且有碍于航行危险时才以“孤立危险物标识”显示。那么下图图例中8.9米和9.7米沉船为何显示沉船符号而没有显示孤立危险物标识“   ”?一些型号的ECDIS可能会自动以“孤立危险标识”来显示而大部分型号的ECDIS则会让航海者来选择是否以“孤立危险物标识”来显示?因此值得注意的是如果不选择“碍航物”功能和浅水区“碍航物”功能时则显示相应的碍航物符号而不显示“孤立危险物标识”(图例6.0 )。

                   

(5)当航海者选择“其他信息”或者自定义模式时,沉船或其他碍航物等的显示会根据航海者设置的不同而有相应的显示。比如自定义模式时包括对安全水深显示、孤立危险物标识及“浅水区”一侧碍航物功能显示,航海者则可以快速辨别在安全等深线“浅水区”一侧,如果没有加粗加亮的浅水点、没有“孤立危险物标识”及其他碍航物(例如露出水面的沉船等)且知道此区域已经经过精确的水深测量,则显示的安全等深线“浅水区”一侧船舶进入航行依然是安全的,如上图6.0内“浅水区”内12.4米和12.9米附近船舶航行依然是安全的。

(6)误用“孤立危险物物标识”显示的Foul Ground :海图上Foul Area是表示航行有危险的区域,其区域内可能存在没有具体定义类型的航行危险,因此认为航行时存在危险而不应进入,可以选择以“孤立危险物标识”来显示而Foul Ground表示紧紧禁止抛锚区,当抛锚时会存在危险而可以安全航行通过;某些时候由于由于制图者会对以上两者的定义搞混而把“Foul Ground”用“孤立危险标识”来显示,或是把ENC中把“Foul Ground”标识为“Foul Area”从而又导致用“孤立危险物标识”来显示,因此航海者需要经常用最新版IHOCheck Dataset来验证本船的ECDIS能否可以正确显示二者,再次重申当发现“孤立危险物标识”时应该查看ECDIS的“Pick Report”,进一步确认“孤立危险物标识”所代表的具体意义。

由上述可知,不同生产商的ECDIS对于“孤立危险物标识”的显示具有一定复杂性,航海者熟悉所使用型号的ECDIS怎样显示“孤立危险物标识”对安全航行非常重要,并且应该清楚的知道哪些设置会影响到其显示。

结束语:

ECDIS相比较传统的纸版海图有很多优势,但它仍然只是一种助航仪器,更不是用来避碰的助航仪器,ECDIS上显示的它船AIS信息仅供参考。航海者对其本船型式的ECDIS必须熟悉其设置和显示性能等,这也是STCW公约I/14和ISM Code 6.3和6.4的要求;航海者使用ECDIS时必须结合航次特点对其参数进行合理设置、对设置后显示内容更需要正确的理解,这样才能取得ECDIS的最佳使用效果。

参考文献:

1.  AdmiraltyGuide to the Practical use of ENCs-NP231 (Edition-2 2016)

2.  TransasSailor-4000 Manual

3.  MSC.232 (82)-Adoptionof the revised performance standards for Electronic Charter Display and InformationSystems (ECDIS)

作者:靳邦忠船长  
邮件:jinying598@163.com


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