基于典型操纵项目的舰船操纵安全研究

根据历年舰船海上事故分析，典型操纵项目下的舰船操纵安全事故占相当大的比例.典型操纵项目通常包括：靠离码头和锚(漂)泊舰操纵、系离水鼓操纵、航行补给操纵、海上拖带操纵、狭水道航行操纵.典型操纵项目下舰船操纵安全取决于舰船操纵指挥和设备管理.舰船操纵人员必须具有丰富的理论和实践知识，稳定的心理素质，强烈的法规意识，良好的船艺水平；同时，要善于学习和研究，不断积累和提高舰船操纵技能.

（1）试验设备 手工焊接设备采用国产的WSM系列逆变式直流弧焊电源，采用IGBT逆变技术，具有结构紧凑、重量轻、便携式等特点，可获得优异的起弧性能和稳定的电弧，采用手弧焊接电源如图1所示。

1 正确把握舰船操纵中操纵力与自然力的关系

典型操纵项目下，舰船操纵人员需要掌握的首要技能就是正确处理操纵力与自然力的关系.通常，车、舵、锚、缆、风、流、浪是舰船操纵的七要素，车、舵、锚、缆称为操纵力，风、流、浪称为自然力.舰船指挥员要完成各种操纵项目，必须利用好操纵力与自然力[1].

1.1 熟悉舰船战术性能，掌握舰船操纵性技术

舰船指挥员必须掌握本舰战术技术性能，才能自如地指挥舰船，其中关键要掌握舰船操纵性.所谓操纵性是指舰船借助操纵装置(车、舵、锚、缆)保持或改变航向、速度和位置的性能.主要应掌握以下3个方面：

1)车、舵、锚、缆对操纵的影响.关于车，主要掌握主机的性能、启动时间，单车、双车的偏转力等.关于舵，主要掌握舵的性能，舵力的产生及影响要素等.关于锚，主要掌握其性能、深水抛锚的方法、起锚的速度、抛锚掉头的方法、锚链长度与水深的关系，防台系水鼓时锚链长度与风力的关系等.关于缆，主要掌握系泊过程中缆的受力分析及其断裂强度.

2)舰船惯性对操纵的影响.主要包括启动、停车、换车、加速、减速、旋回等惯性.舰船指挥员要重点掌握换车惯性.换车惯性主要用于避碰，把握在紧急情况下舰船从进车到紧急倒车需要多长时间、前进惯性有多大等.

3)舰船旋回对操纵的影响.主要包括旋回直径、旋回时间、纵距、横距、横倾和偏距等，其中要特别重视旋回直径，知道舰船在不同速度下用什么舵角可以在多大的范围内转过来，这对避碰很重要.此外，还应重视偏距及甩尾现象，有时要利用，有时要克服.当航行中突然在近距离发现危险物时，应立即向危险物舷侧摆舵，利用偏距和甩尾现象避开危险物.当用车驶离码头、横距不是很大时，应使用小舵角，克服舰尾外甩，防止与码头发生碰撞.

1.2 熟悉海区地理环境，分析海区自然力

海区地理环境包括风、流、浪、水深、底质、水下障碍物、助航标志、推荐航法、通航密度、渔栅渔网等情况[2].熟悉海区地理环境，对于保证舰船安全有着至关重要的意义.

1)科学把握设备特点和性能.设备的完好是操纵安全的重要保障，作为指挥员必须高度重视设备管理工作，使之始终处于良好状态.一要熟悉设备的性能和使用寿命；二要保持规定数量的备品备件；三要认真分析过去的故障情况.

2)充分研究水文要素对舰船操纵的影响.在水文要素中，流和浪对舰船操纵影响明显.一般来说，当风力在5级以下时，流的影响是主要的.流对舰船操纵的影响主要是使舰船产生漂移和偏转.顶流操纵时，实际航速变小，但舵效好，容易控制舰船；顺流操纵时，实际航速增大，但舵效差，不易控制舰船.浪的影响主要是使舰船产生摇摆，通常顶浪航行纵摇明显，横浪航行横摇明显，顺浪航行航向不易控制.

1.3 综合运用操纵力与自然力的关系，实现操纵意图

良好的舰船操纵水平体现在舰船指挥员能把操纵力与自然力较好地结合起来，加以科学运用，确保舰船安全.如何综合运用操纵力与自然力，应做好以下3点：

在所有妊娠中，约1%的胎儿NT会超过3.5 mm，这些胎儿发生染色体异常的风险会比NT值正常的胎儿高，NT达4.0 mm时，风险约为20%，NT5.0 mm时会增至 33%，NT 6.0 mm时为50%，NT 6.5 mm以上时为65%[5]；本研究结果也发现NT厚度与胎儿异常发生情况呈正相关(R=0.97，P<0.01)，不良妊娠结局发生率随着NT厚度增加不断上升，与研究报道基本一致。

2)科学分析自然力，尽量使之为我所用.根据操纵意图，多借自然力，少用操纵力强制克服自然力.根据自然力的情况，灵活调整舰船态势，使自然力为我所用.如在靠锚泊舰时，当横距较大时，用一个进入角，使外舷顶流受力，就会出现因靠拢太快导致靠不到位的情况，这时顶流就是不利的自然力，应当操纵舰船向外摆，形成“负角度”，使内舷顶流，消除过快的靠拢速度.

3)根据操纵力与自然力的关系，准确运用操纵的“快”与“慢”.“快”与“慢”是复杂条件下操纵的主要矛盾.“快”是指在相对较短的时间内达到操纵的目的；“慢”是指在相对较长时间内稳妥地达到操纵目的.舰船操纵的快与慢选择主要取决于操纵力与自然力的关系.当自然力是阻止舰船达到操纵目的时，可使舰船的速度快一点.当自然力有助于舰船操纵时，如果想多借用一点，则可使舰船的速度慢一点，甚至停车.

1)航行操纵中应考虑的余地.舰船在航行中应考虑的余地主要有：一是在允许的距离内能将舰船停住；二是在误操作的情况下，有时间和空间进行纠正；三是除非万不得已，一般不随意用抛锚的方法把船停住；因此，舰船航行操纵中必须留有余地，特别是在视距不良的条件下，与来船最近距离要在1海里以上.岛礁区航行与障碍物的距离要在5链以上，在狭水道中航行应保持在航道中央航行，并适当减速.

2 正确应对舰船操纵中可能出现的应急状态

典型操纵项目下的舰船操纵，由于舰船处于特殊操纵状态，容易出现应急状态.舰船操纵人员要具备处置操纵中应急状态的能力.舰船操纵的正常状态，是指舰船设备运行正常、人员操作正确、环境条件允许下的状态.应急状态则是非正常状态，如果处置不及时可能发展为危急状态.应急状态主要包括：一是设备突然发生故障，如舵机失灵、车钟故障、主机故障等；二是人员操作失误，如指挥员态势估计不足、口令失误、口令误传、误操作等；三是对方操纵失控，如正在追越他船时，被追越船突然向我转向等；四是意外情况的出现，如有人落水，天气突然变差等；五是系泊操纵中出现危险局面，如横距过小、接近速度过快等.舰船操纵中，指挥员要做好随时应对的准备.

2.1 制定有关应急处置预案并组织相应训练

1)认真分析气象要素对舰船操纵的影响.在气象要素中，风和视距对舰船操纵影响明显.风的影响可概括为：漂移、偏转、横倾.舰船在风中航行，会向下风漂移，同时作横风偏转；在漂泊状态下，易使舰船处于横风位置；在系泊操纵中，由于舰船航速小，漂移和偏转相当明显.视距对舰船操纵的影响主要是给指挥员造成心理压力，在信息源不足情况下，对局面的判断不正确，给避碰带来很大困难.

2)合理制定相应的应急预案.一方面是设备故障预案，就是在某一设备故障时如何及时修复，重要的设备如何及时替代，在某些设备故障时如何降功能使用.设备故障预案一般是以航行必需设备为重点.另一方面是应急处置预案，主要是指指挥员通过怎样的指挥流程，制止危急情况的出现，确保舰船安全.

操纵舰船靠离码头和锚(漂)泊舰应把握的事项有：一是制定预案.预案是对操纵力与自然力的事先研究，也是对可能出现的应急情况的预先考虑.二是争取良好的进入态势.确定进入泊位的方向和角度，需要转向或掉头点的位置，选择靠泊速度.靠泊动能与靠泊速度的关系如公式(1)所示.

2.2 操纵中必须留有处置突发情况的余地

舰船指挥员在复杂海区航行和系泊操纵时，必须留有处置突发情况的余地.

还有些在外国是地方病常见病，国人通过旅游或商业交往将该病带回国内，就给诊断带来困难。因此，详细地询问旅行史、饮食史、居住史对于诊断和鉴别诊断也非常重要。

在舰船典型操纵项目中，每项操纵项目都有其特殊的规律.正确把握各典型操纵项目的重点环节，是提高操纵水平，确保舰船操纵安全的重要保证.

3 正确把握典型操纵项目的重点环节

2)系泊操纵中应考虑的余地.舰船在系泊操纵时的余地主要指停车时与泊位的横距和舰船的冲距.正常情况下，舰船在靠泊操纵中，平行抵达泊位时的横距为1～2倍的舰宽，如果吹拢风或顺流时，应增大至2～3倍舰宽.系泊操纵中留的余地主要是考虑在最后一个进车停不下来时要有足够的余地可以处置，同时考虑停车后倒车不能来时要有处置余地.

3.1 靠离码头和锚(漂)泊舰操纵

3)严格组织应急情况处置训练.制定预案后，要进行针对性训练，使预案转化为舰员的习惯行动.如舰船操纵有主车钟操纵、应急车钟操纵、电话指挥操纵、扩大器指挥操纵和铃音信号操纵等方式，平时要进行各种操纵方式的训练，以备应急操纵使用.

1)保持舰船良好状况，随时用好操纵力.车、舵、锚、缆是操纵舰船的设备，必须保持良好状态.在舰船操纵中，指挥员要做到用好操纵力和克服不利的自然力.在任何情况下，都不能使不利的自然力主宰舰船运动，否则舰船的安全就没有保证.

 

(1)

式中：W为舰船重量加上运动产生的附加重量(t)；V为靠泊速度(m/s)；g为重力加速度(9.8 m/s2).

为安全起见，一般应在保持足够舵效前提下，尽量降低航速靠泊.三是掌握不同风流中的舰船惯性.舰船停车太晚造成紧迫局面的情况主要是由于对舰船在不同风流情况下的惯性没有掌握，特别在顺流靠码头时，如果停车偏晚或倒车来得晚，就有可能形成紧迫局面.四是接触时舰船尽量摆平、缓速.无论在什么条件下，舰船横向靠拢时要求航速接近为零，做到非常平缓地靠到泊位上[3].五是重视各缆位舰员的配合.根据每根缆的受力情况，指挥各缆位舰员正确操作，共同服务于靠泊作业.

分别观察和记录两组患者的急性阑尾炎、慢性阑尾炎、单纯性早期阑尾炎、阑尾周围脓肿的诊断例数，并用用手术证实方式对诊断结果进行核实，查清误诊例数，算出诊断正确率。诊断率=（总人数-误诊人数）/总人数。

3.2 系离水鼓操纵

舰船进入防台锚地系水鼓时，通常海况较差，影响操纵安全的因素较多.应注意“六防”：一防主锚滑入海.防台风时，由于离码头匆忙，主锚与锚链的连接不稳固，就可能会出现主锚解脱掉入海中的情况.二防小艇倾覆.放小艇系水鼓时可能出现挂钩没挂住，造成小艇未放到水中就倾覆的情况.三防引缆绞入螺旋桨.防台时曾多次出现过小艇拉着引缆，拖得过长，结果引缆绞入小艇螺旋桨，造成小艇失控.四是防舰船离水鼓过近或过远.系缆时，舰船离水鼓最好30～50 m.过近，可能水鼓撞舰体，损伤球鼻首.过远，使小艇拉缆困难，增加出现意外情况的概率.五防小艇发生碰撞.因为舰船是顶流的，需要经常进车保持与水鼓的距离，如果小艇在舰船与水鼓之间，有可能舰船进车与小艇发生碰撞.六防锚链长度不合适.根据风力调整锚链长度，风力较小时，放出3节左右，风力增强要放长锚链，一般以阵风来时锚链不出水为标准[4].如图1所示系锚链的方式.

(2)在低振幅A=200mv和500mv的激励下，在频率80HZ附近，外加E=1000V和压电供电条件下减振后的加速度降幅明显低于无场条件下，E=1000V相对于E=0V条件下其振幅衰减量约50%，在压电提供电场的条件下其最振幅衰减量也达25%。但在较高振幅A=1000mv和2000mv的激励下，在低频段内相对与无场强其振幅量有所下降，但在较高频段，其效果相反。

  

图1 系锚链的方式

3.3 航行补给操纵

随着国家造船水平的提升，舰船朝着大型化方向发展.大型舰船通常采用横向补给方式.如图2所示横向航行补给的舰船操纵示意图.由于两舰距离近，持续时间长，安全上顾虑较大.安全方面要注意的主要问题有：一是正确选择补给航向.在三级海情以下可选任一航向，四级海情选择顶浪航向，五级海情选择顺浪航向.二是从外向内占领横向补给阵位.由于被补给舰占位时速度较高，船吸现象明显，因此，要与补给舰保持足够的距离，横距要从外向内缩小.三是防止横向补给时舵机失灵.补给时备用舵或人力舵处于备便状态，一旦出现舵机失灵，应立即通报补给舰解脱油管和索具，因为卡舵一般都卡在满舵，舰船偏转快，容易与补给舰相撞[5].四是防止补给时断电和车钟失灵.若产生断电和车钟失灵，要立即转换备用车钟，通报补给舰，视情紧急解脱油管和索具.

本系统实现了运输监测网络化、透明化，运输数据多层共享。用户、变压器厂商和运输公司能够共同在线监督变压器当前状态，提高变压器运输质量和预警力度，从而采取有效的预防措施，将进一步提升变压器运输过程的安全系数。

  

图2 横向航行补给的舰船操纵示意图

3.4 海上拖带操纵

海上拖带操纵组织相对容易一些.主要注意四点：一是要从上风方向接近被拖舰.如果从下方向进入，被拖舰已形成向下漂流惯性，操纵不好可能相撞.如图3所示舰船拖带示意图.二是防止拖缆绞入螺旋桨.主要是在起拖时，要将“放缆”与“动车”配合好[6].三是放缆长度要与拖带速度相匹配.缆绳不能放的太短，造成拖带过程中断缆.四是拖带时舰尾应建立拖带值更.负责观察被拖带舰情况，发现异常立即报告，并备有太平斧，必要时砍断拖缆.

  

图3 舰船拖带示意图

3.5 狭水道航行操纵

“狭水道”通常是指可航水域宽度狭窄、船舶操纵受到一定限制的通航水域.究竟可航水域宽度为多少才能被认为属于狭水道，国际上暂没有统一的标准.一般认为，宽度为2 n mile左右的水道即可被认为是狭水道，而宽度为4 n mile海里的水道则很难再被认为属于狭水道.随着船舶的大型化、快速化和船舶通航密度的增大，狭水道的概念也将发生一定的变化，以适应船舶和航行安全的需要.

  

图4 狭水道航行阻力随航速变化示意图

狭水道操纵时由于机动范围受限，安全顾虑较多.主要应做到：一要研究狭水道.主要应熟悉掌握航门水道的宽度、水深、潮流情况，推荐航法，导标与叠标情况，航门、水道障碍物情况，通航密度，并考虑相关规避的方法，尽量避免在航道的狭窄处与他舰交汇.二要采取适当的速度航行.舰船在狭水道航行时，阻力随航速的变化规律，如图4所示.临界速度是一个比较宽的速度范围，速度范围的宽窄，取决于舰船横剖面面积与水道断面的比值.在这一速度范围内，阻力上升缓慢，舰船浮态不稳定.三要减少在狭水道中的追越.如确需追越，要选择水道相对开阔处，并与被追越船沟通联系，防止被追越船突然朝我转向，防止对面来船造成紧迫局面.四要防止舰船在狭水道航行突然舵机失灵.正确的处置程序是停车、全速倒车、视情抛锚，再下令转换备用舵或人力舵航行，挂出操纵失灵信号，及时与附近船只联络通报，发出损管部署，做好全舰损管准备.五要正确组织在狭窄航道中掉头.避免在狭水道中掉头，若必须掉头，应选择航行船只较少时进行.要在规定的掉头区掉头，否则出现碰擦首先理亏；要按规定发出航行通告；前后要派出副长报告距离.

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4 结束语

舰船操纵是舰船进行战术机动和日常勤务活动的基础，是舰船指挥员必须掌握的知识和技能.舰船操纵要解决的基本问题，是在风、流、浪的影响下，在水域及周围舰船的限制下，指挥员如何运用车、舵、锚、缆，操纵舰船达到预期目的.在典型操纵项目下安全操纵舰船，对指挥员的操纵水平提出了更高要求，一名合格的舰船指挥员只有正确把握了操纵力与自然力的关系，灵活处置舰船操纵中出现的各种应急状态，正确把握典型操纵项目的重点环节，才能保证操纵安全.

参考文献：

[1] 吴兆麟.船舶避碰与值班[M].大连：大连海事大学出版社，2007.

[2] 王 斌.舰船在复杂海区航行的指挥与操纵初探[J].南通航运职业技术学院学报，2012(2)：41-43.

[3] 石爱国，侯建军，万 林，等.拖轮协助大型舰船靠泊操纵建模及仿真[J].系统仿真学报，2006(22)：104-107.

[4] 石爱国，蔡 峰.舰船自车系离浮筒操纵研究[J].航海技术，2002(6)：12-14.

[5] 张世云.航行补给中舰船操纵应把握的几个问题[J].航海技术，2009(6)：11-12.

[6] 沈浦根.大型海上设施联合拖带的风险与对策[J].航海技术，2012(2)：13-16.