交通环境及控制

武汉理工大学航运学院1/51交通环境及控制武汉理工大学航运学院2/51第五章船舶交通管理第一节交通管理的基本概念船舶交通管理，在海上交通工程学中，是指对指定区域内船舶运动的组合与船舶行为的总体所实施的管理。国内外在涉及交通管理(Trafficmangement)时，也常常采用交通管制(Trafficregulation)、交通控制(Trafficcontrol)、交通服务(trafficsevrice)等概念或术语。交通管理概念的含义广泛无所侧重。交通管制概念着重交通管理的强制性(船舶应遵守交通规则，服从信号指挥)的一面，交通服务概念着重交通管理非强制性(船岸之间可交换交通信息以利于安全顺利地航行)的一面，交通控制着重交通管理的技术性(监测船舶交通实态，用信息、建议和指示来影响和指挥船舶的运动与行为)。国际海事组织1985年最初通过的《船舶交通服务指南》这一文件中表示：“极力主张VTS主管机关保证领水以内的VTS按照国家的法律实施，而不侵害航经该水域船舶的无害通过权，并保证位于领水以内的船舶能在志愿的基础上享用所提供的服务”；“对本指南各条不应做出侵害其他国际文件确定的船舶义务和权利的解释”。武汉理工大学航运学院3/51第二节交通管理的功能船舶交通管理正是通过改变船舶交通的基本特性来达到船舶交通安全与效率的改变。交通管理功能是指用于管理交通的方法。从其性质看，它包括下列形式：主要功能、强制功能、其他功能。从其内容看，它包括信息服务、助航服务、交通组织服务和支持联合行动等。一、交通管理的主要功能主要功能是指交通管理中与船舶航行过程的常规操作相关的部分。它又包括总的规则、空间分配、船舶的常规控制和避碰操纵四部分。二、交通管理的辅助功能交通管理的辅助功能就是在出现初始事件、事件在发展、事件造成后果的各个阶段发挥积极作用，以尽可能产生最令人满意的结果。武汉理工大学航运学院4/51交通管理的辅助功能包括以下各方面：航行——向航行在事故发生地附近的船舶提供信息，给沉船设立标志或为移除沉船提供设备；搜救——提供事故信息；海上救助——提供信息，提供浸水的防范措施，提供拖轮和消防设备；污染测量——控制搜救源与防污染措施；潜在灾难——向有关机关提供海上环境的危险情号如对桥梁的损害、爆炸危险等；船舶修理——提供修理信息及修理人员；无线电医疗——提供诊断和处理的信息，为船舶提供医疗人员。三、交通管理的强制功能由于不了解规则或由于其他种种原因，违反规则而影响交通安全和效率的现象常常出现。因此，有必要鼓励船舶遵守交通规则或必须强制船舶执行规则。这就是交通管理的强制功能。武汉理工大学航运学院5/51强制功能的实现首先在于对船舶不执行规则行为的探测。交通监测就是起这个作用的。此外，还可从其他船舶、有关岸基部门和引航员处获得交通违章的信息。四、其他功能交通管理的其他功能指向有关行政管理和经济管理部门建立联系并提供交通信息，如向港务局、船舶代理和政府有关行政部门提供信息等。这类功能不是针对船舶的运动和行为的。武汉理工大学航运学院6/51第三节交通规则交通规则是交通法规的一个组成部分，是指各项交通法规中所有涉及船舶运动和行为的具体规定。从交通管理的范围和船舶本身的动态来说，交通规则主要包括航行、停泊、避碰三方面。一、航行规则航行规则在此是指所有涉及船舶常规运动的交通规则。也就是海上交通工程学者所归纳的交通空间、交通路线、交通流向、交通流速度和交通运行状态等。为了保证船舶交通安全通畅地运行，交通规则涉及到上述各个问题。二、停泊规则船舶停泊规则，首先是有关船舶停泊区域的规定。各港口规定了锚地范围和码头(泊位)水域的范围。武汉理工大学航运学院7/51三、避碰规则避碰规则是船舶避免碰撞事故的行为规范。它具有技术规范和法律规范双重性质。避碰规则包括国际海上避碰规则、内河(内陆水域)避碰规则、各港章及水道航行规定中涉及船舶避碰的具体条款三个方面。武汉理工大学航运学院8/51第四节交通信息与决策可以将一个区域内的船舶交通看成是由许多相互连接的控制环组成的一个相互作用的动态系统。整个系统可以称为交通总控制环(TrafficGeneralControlLop,TGCL)。它包括与信息有关的因素，如决策等。交通管理功能，作为了TGCL的一个部分，要求能够做出决策。决策是人的行为，可直接由有关人员做出或间接地由计算机软件做出。船舶的行为是受人根据各种交通信息而做出的决策支配的。因而交通信息和决策就成为船舶交通管理的一个重要课题。第五节船舶报告系统为了实施海上交通管理或提供船舶交通服务，必须获得有关整个交通情况及各船舶动态的充足的信息；从另一方面说，不论是交通管理或是交通服务，主要形式是由VMS或VTS中心向船舶提供增进航行安全与提高效率所需要的各种信息与数据。信息服务是目前绝大多数VTMS或VTS的主要任务和基本特征。武汉理工大学航运学院9/51第六节海上安全信息发布系统一、航行警告与航行通告二、全球航行警告系统三、GMDSS的安全信息播发第七节船载自识别系统（AIS）一、AIS的目的和构成船载自动识别系统(AutomaticIdentificationSystem，AIS)是一个船舶广播式的应答器系统，能够在VHF波段上向经过适当装备的岸台、其他船舶及航空器自动提供包括船舶的识别、类型、位置、航向、速度、航行状态及其他与安全有关的信息，能从类似配备的船舶上自动接收此类信息，监视和跟踪船舶，与岸基设施交换数据。武汉理工大学航运学院10/51AIS的目的是为了帮助识别船舶、协助进行目标跟踪、简化信息交换(如减少口头强制船舶报告)以及提供额外的信息以帮助了解情况。二、船舶发送的AIS信息1．船舶数据内客船舶发送的AIS信息有三种不同类型：(1)固定或静态信息。此类信息在设备安装时被输入到AIS中，仅当船舶更改船名或经历了从某一船舶类型到另一船舶类型的重大改变时才需要更改。(2)动态信息。除“航行状态”信息外，此类信息可自动通过连接AIS的船舶传感器得到更新。(3)与航次有关的信息。此类信息可能需要在航行过程中手动录入及更新。2．与安全有关的短信息武汉理工大学航运学院11/51三、AIS的船上操作四、AIS的内在局限性启动、数据的人工输入、信息的检查值班驾驶员应时时意识到，强制要求装配在其他船舶上的AIS，在某些情况下，依据船长的专业判断可能会被关闭。换言之，AIS所给出的信息未必能完全反映周围船舶的情况。使用者必须意识到，错误信息的发送对他船和本船都将意味着危险。使用者始终对所有输入系统的信息和由传感器添加的信息负责。五、AIS在避碰中的应用AIS作为一种避碰设备的潜力已得到公认，在适当时候，AIS可被推荐作为这样的设备。武汉理工大学航运学院12/51七、附加的、可能的未来应用1．AIS在VTS运行中的作用2．强制的船舶报告制3．AIS在搜手与救助中的应用4．AIS在总体信息系统中的应用武汉理工大学航运学院13/51第八节交通管理程度和交通管理分级一、管理程度概念管制程度(Degreeofcontrol)，亦称管理程度，是指对船舶交通实施管理的深度、广度、细度和强度。例如，指定交通方向要比指定航路“深”，要求船舶在进出港界时报告就不如要求船舶在港内各报告线(点)报告“广”，告诉船舶压右舵就比告诉它不压左舵“细”，发布指示就比提出建议或提供信息“强度”高。二、交通管理的级别划分的标准通常都采用交通管制程度。国际海事组织于1983年开始讨论《船舶交通服务(VTS)指南》时，曾吸收其他国际组织和一些国家的意见，将船舶交管系统分成两大类，即主动的VTS和被动的VTS。被动的VTS所执行的任务包括监测船舶执行规则的情况、信息服务和接受故障报告等；主动的VTS所执行的任务除被动的VTS所执行的各项任务之外，还包括协助航行、调度、警告和管制等。三、交通管制程度的确定武汉理工大学航运学院14/51一般认为，交通管制程度越高，交通管理发挥的作用越大。实际上这要具体问题具体分析。为了表示实施船舶交通管理与交通效率之间的关系，为了表示实施船舶交通管理与交通效率之间的关系，藤井从理论上进行分析而提出一个水道中交通量与拥挤程度关系曲线，见固8—8—1。关于不同方面对于交通管制程度的意见，藤井也给出一个曲线图，见图8—8—2。武汉理工大学航运学院15/51第九节交通管理的效益实施交通管理的目的是增进交通安全、提高交通效率。交通管理的方式、手段及管理程度也是经过交通调查分析后确定的，因此，交通管理的积极作用是不容怀疑的。但是，实施交通管理要支付大量费用，从投资一效益分析，交通管理的效益如何呢?这是人们普遍关心的问题。一、我国船舶交通管理系统的效益VTS使船舶交通管理机关增加了一种有效的交通管理手段。我国VTS运行情况表明，它的作用是明显的，效益是人们所公认的，这种效益主要体现为社会效益。下面将我国各地VTS效益情况归纳为以下几点：发现并纠正船舶违章，改善了船舶通航环境和锚泊秩序；加强了对船舶航行安全的监控和灯标的监管；为船舶提供信息服务和助航服务；交通组织和水上搜寻救助等联合行动；维护国家主权，提高港口声望；减少海损事故；改变了水上安全监督管理机制。武汉理工大学航运学院16/51三、VTS效益定量评估方法1VTS工程费用效益后评价原则2VTS工程费用效益后评价的项目和指标3港口VTS费用效益计算与评价武汉理工大学航运学院17/51第八章船舶定线制第一节船舶定线的历史沿革船舶定线是英文航海术语ships’Routeing的译文。船舶定线的含义是由岸基部门用法律规定或推荐形式指定船舶在海上某地区域航行时所遵循或采用的航线、航路或通航分道等。第二节船舶定线制一、船舶定线制的目的船舶定线制的目的在于增进会聚区域和通航密度大的区域及由于海域有限而船舶的活动自由受到约束、存在航行障碍、水深受限或气象条件不佳的区域的航行安全。二、船舶定线制的种类与定义船舶定线制(Routeinsystem)是旨在减少海难事故的任何单航路或多航路制和／或定线措施。它包括分道通航制、双向航路、推荐航线、推荐航路、避航区、沿岸通航带、环行道、警戒区和深水航路。这九种定线措施在实际水域中是根据当地各方面情况相互组合起来采用的。武汉理工大学航运学院18/51三、实行船舶定线的方法为了满足上述的船舶定线的目的，增进海上交通汇聚、密集和活动自由受限或存在航行障碍物等区域的航行安全，可以根据当时当地交通实际情况(包括船舶和交通环境两方面)采用下列几种方法建立并实行各种船舶定线之一或其中某几种的组合。(1)采用分隔带，如不可能则采用分隔线，分隔相反的交通流，第三节船舶定线制的规划与设计一、船舶定线制的规划原则IMO文件《船舶定线制的一般规定》对船舶定线制的规划提出了下列七项原则：武汉理工大学航运学院19/51第三节船舶定线制的规划与设计•(1)定线制只应建立在能因此而明显地改善航行安全的区域。•(2)为某一区域选择某种定线制时，应是指在为船舶提供通过该区域的安全通道而又对合法的权利和做法无不正当的限制，并应考虑到预测的或现存的航海危险。•(3)当规划、建立、检查或调整一个定线制时，下列因素应包括在考虑的事项之中•(4)定线制应根据需要进行检查、复勘及调整，以便保持其有效性井适应于贸易方式、沿海勘探、资源开发、水深变化及其他的发展。•(5)定线制不应建立在诸如主航道的基准线和位置经常变化，因而定线制本身也要经常改变这类海床不稳定的区域。•(6)当要建立让所有船舶或某些级别的船舶避开的区域时，应该很好地论证建立这种区域的必要性并说明理由。•(7)在考虑建立一个新的定线制或修改一个现有的定线制时，应及早与下列入员或机构进行商讨：武汉理工大学航运学院20/51二、船舶定线制的设计标准《船舶定线制的一般规定》对船舶定线制的设计标准提出了原则性的要求。这些要求是对船舶定线制规划原则的进一步补充并着重于技术方面。1．对定线制技术标准的总的要求2．对分道通航制设计标准的要求3．对会聚区及航路连接区设计标准的要求4．对深水航路设计标准的要求武汉理工大学航运学院21/