航海發(fā)展歷史及航海前景

        航?？茖W(xué)技術(shù)主要研究船舶如何在一條理想的航線上，從某一地點(diǎn)安全而經(jīng)濟(jì)地航行到另一地點(diǎn)的理論、方法和藝術(shù)。 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展成就，使航海技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、通訊技術(shù)及空間衛(wèi)星技術(shù)在航海上得到了成功的應(yīng)用。航海技術(shù)主要包括船舶航行與導(dǎo)航定位、船舶操縱與避讓、船舶種類與性能結(jié)構(gòu)、船舶設(shè)備與屬具、助航儀器及設(shè)施、海洋水文地理與氣象、港口與航道工程等內(nèi)容。

    航海歷史的發(fā)展

        回顧人類的航海史，早在公元前2500年以前，古埃及就有人駕駛帆槳船沿地中海東航至黎巴嫩，后來又沿紅海南航至今索馬里或也門。腓尼基人當(dāng)時(shí)就建造了巨型槳船，順風(fēng)時(shí)能揚(yáng)帆航行，古希臘人畢菲在公元前4世紀(jì)在海上探險(xiǎn)中發(fā)現(xiàn)了不列顛群島。中國的火藥、造紙、印刷術(shù)、羅盤（指南針）四大發(fā)明在14世紀(jì)前后，分別由阿拉伯人和埃及人傳入歐洲，在15、16世紀(jì)歐洲資本主義生產(chǎn)方式有了萌芽，歐洲海洋國家的航?；顒尤〉昧藗ゴ蟮某晒Ｔ卩嵑拖挛餮螅ü?405—1433年）之后，87年、92年、114年，1492年意大利人哥倫布橫渡大西洋到達(dá)美洲，1497年葡萄牙人達(dá)?伽馬繞過好望角遠(yuǎn)航印度，1519年葡萄牙人麥哲倫向西作環(huán)球航行，是西方歷史學(xué)家所謂“地理大發(fā)現(xiàn)”最重要的標(biāo)志。在推動資本主義最初發(fā)展上發(fā)揮了極其重要的作用，也永載世界航海史冊。

    當(dāng)代航?？茖W(xué)技術(shù)

1)船舶大型化

        在20世紀(jì)60年代，1萬載重噸的船就可稱為“萬噸巨輪”，2000年末世界上擁有10萬載重噸的超大型油輪（VLCC）數(shù)百艘，其中包括3艘50萬載重噸的特大型（ULCC）油輪。目前最大的散貨船為36萬載重噸。集裝箱船近年來也越來越大，5000TEU、6000TEU、7000TEU和8000TEU的集裝箱船相繼投入使用，9000TEU和10000TEU的集裝箱船正在建造和開發(fā)中。90年代后半期，歐美船東不斷建造大型豪華油輪，1998年至2002年，年均建造13艘，其中多數(shù)是14萬總噸級。

2)船舶專業(yè)化

        過去的海洋運(yùn)輸船舶主要是客船、貨船和油船。近20年來，集裝箱船、滾裝船（Roll—Roll）、液化氣船（LNG、LPG）等專業(yè)化特種船舶迅速增多。

3)船舶高速化

        為了與高速公路、高速鐵路運(yùn)輸競爭，近20年來，速度30節(jié)以上的小型高速氣墊船、水翼船、水動力船、噴氣推進(jìn)船快速研制并大量投入使用。當(dāng)前的集裝箱船速度為25—30節(jié)，大約比過去的普通貨船快一倍。

4)船舶自動化

        20世紀(jì)70年代計(jì)算機(jī)在船上廣泛應(yīng)用，從船舶在機(jī)艙設(shè)置集中控制室到出現(xiàn)無人值班機(jī)艙和駕駛臺對主機(jī)遙控遙測，船舶機(jī)艙自動化成為趨勢。1970年日本“星光丸”竣工開創(chuàng)駕機(jī)合一的新時(shí)代，在當(dāng)時(shí)被稱為是“超自動化船”。船舶自動化使船舶定員大約減半，降低了營運(yùn)成本。近10年來建造的新型船舶基本上都可稱之為自動化船舶，其中一部分自動化程度高的船舶被稱之為“高技術(shù)船舶”。船舶自動化從機(jī)艙自動化走向了駕駛自動化。

5)導(dǎo)航定位電子化

            當(dāng)前，傳統(tǒng)的陸標(biāo)定位、天文定位方法已成為特殊情況下的補(bǔ)充手段，無線電導(dǎo)航定位方法經(jīng)過了無線電測向儀（1921）、雷達(dá)（1935）、羅蘭A（1943）、臺卡（1944）、羅蘭C（1958）、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（1964）、全球定位系統(tǒng)（1993）的發(fā)展歷程，進(jìn)入高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位時(shí)代。美國開發(fā)的全球定位系統(tǒng)（Navigation Satelite Timing and Ranging/Global Positing System，GPS）可在全球范圍內(nèi)全天候?yàn)楹Ｉ?、陸上、空中和空間用戶提供連續(xù)的、高精度的三維定位、速度和時(shí)間信息，使船舶、飛機(jī)和汽車等運(yùn)載工具的導(dǎo)航與定位發(fā)生了劃時(shí)代的變革。采取差分技術(shù)的GPS技術(shù)可把定位精度提高到幾米。

GPS現(xiàn)已普遍裝在船上，成為最主要、最常用、最簡便、最準(zhǔn)確的導(dǎo)航定位手段。為擺脫對美國GPS的依賴，俄羅斯開發(fā)了GLONASS全球?qū)Ш较到y(tǒng)，中國開發(fā)了北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，歐盟正開發(fā)伽里略衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（中國將參與合作開發(fā)）。

6)避碰自動化

        為在能見度不良情況下發(fā)現(xiàn)來船而進(jìn)行避碰，船用雷達(dá)發(fā)揮很大作用，而船用雷達(dá)最初用于海上避碰時(shí)卻因?qū)走_(dá)提供的信息解釋和運(yùn)用不當(dāng)反而促成了船舶碰撞。20世紀(jì)70年代研制出的自動雷達(dá)標(biāo)繪裝置（APPA）較好地解決了這一問題。因而APPA和雷達(dá)的結(jié)合被稱之為自動避碰系統(tǒng)。該系統(tǒng)可自動采取和跟蹤目標(biāo)以及自動顯示來船的位置、航向、航速、相對運(yùn)動和碰撞危險(xiǎn)數(shù)據(jù)，并可用圖像方式自動顯示相遇船舶運(yùn)動矢量線、可能碰撞點(diǎn)、預(yù)測危險(xiǎn)區(qū)等信息，還可以進(jìn)行避碰試操作。避碰自動化進(jìn)一步得到發(fā)展是20世紀(jì)末開發(fā)了船舶自動識別系統(tǒng)（AIS），可連續(xù)向其他船舶傳送船舶自身數(shù)據(jù)，并可連續(xù)接收其他船舶的數(shù)據(jù)，如船名、船舶種類、船舶尺度，裝載情況、航行狀態(tài)和航行計(jì)劃等。這有利于減少因船舶識別和避碰決策失誤引起的船舶碰撞事故。

7)海圖電子化

        傳統(tǒng)的載明靜態(tài)、固定航海資料的紙質(zhì)印刷海圖已不適應(yīng)船舶自動化和航海智能化的發(fā)展要求，電子海圖顯示與信息系統(tǒng)（Electronic Chart Display and Information System,ECDIS）在近十幾年研發(fā)成功并不斷完善。該系統(tǒng)不但能很好地提供紙質(zhì)印刷海圖的有用信息，而且取代了傳統(tǒng)的手工海圖作業(yè)，綜合了GPS、APPA、AIS等各種現(xiàn)代化的導(dǎo)航設(shè)備所獲得了信息，成為一種集成式的導(dǎo)航信息系統(tǒng)。ECDIS具有海圖顯示、計(jì)劃航線設(shè)計(jì)、航路監(jiān)視、危險(xiǎn)事件報(bào)警、航行記錄、海圖自動改正等功能。大大提高了航行安全和效率，被稱為是航海領(lǐng)域的一場技術(shù)革命。

8)航海資料數(shù)字化

        航海所需的各種圖書資料原都采用紙質(zhì)印刷形式。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，航海通告潮汐表、燈標(biāo)表等出現(xiàn)了電子版和網(wǎng)絡(luò)版。海員可購買光盤或在網(wǎng)上查詢與下載，這有利于航海圖書資料中內(nèi)容的迅速更新，避免了海員對紙質(zhì)圖書資料的手工更正，使用也更加方便。

9)通信自動化

        無線電報(bào)、無線電話、電傳和傳真在船上采用，比船舶采用手旗、燈光進(jìn)行通信已是很大的進(jìn)步。1957年第一顆人造衛(wèi)星升空，拉開了衛(wèi)星通信的序幕。1979年國際海事衛(wèi)星組織（Inmarsat）宣告成立，1982年開始提供全球海事衛(wèi)星通信服務(wù)，1985年Inmarsat開發(fā)航空衛(wèi)星移動通信業(yè)務(wù)，1987年又將業(yè)務(wù)從?？諗U(kuò)展到陸地。Inmarsat可以為海陸空提供電話、電傳、傳真、數(shù)據(jù)、國際互聯(lián)網(wǎng)及多媒體通信業(yè)務(wù)。船舶通信自動化的另一重要標(biāo)志是船舶使用了全球海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)（Maritime Distress and Safety System, GMDSS），該系統(tǒng)使用Inmarsat和COAPAS—SARSAT兩種衛(wèi)星通信系統(tǒng)，它使船與船、船與岸臺全方位和全天候即時(shí)溝通信息。一旦發(fā)生海上事故時(shí)，岸上搜救當(dāng)局及遇難船或其附近船舶能夠迅速地獲得報(bào)警，他們則能以最小的時(shí)間延遲參與協(xié)調(diào)的搜救行動。GMDSS還能提供緊急與安全通信業(yè)務(wù)和海上安全信息的播發(fā)，以及進(jìn)行常規(guī)通信。GDMSS在船上的使用導(dǎo)致了駕駛與通信合一，傳統(tǒng)的船舶報(bào)務(wù)員已被取消。

10)航行記錄自動化

       為了在船舶發(fā)生海上事故后查明事故原因，從中吸取教訓(xùn)，采取針對性防范措施，原由海員手工記錄的航海日志、車鐘記錄簿等，現(xiàn)正被俗稱為船舶“黑匣子”的航行記錄儀（Voyage Data Recorder, VDR）代替。VDR系統(tǒng)由主機(jī)、傳感器、數(shù)據(jù)存儲器、專用備用電源和回放再現(xiàn)系統(tǒng)等構(gòu)成。船上有了VDR，就有利于避免無法收集事故數(shù)據(jù)或當(dāng)事人作偽證的情況發(fā)生。

航海服務(wù)與支持系統(tǒng)

      1)無線電航行警告系統(tǒng)（RadioNavigationalWarning）航行警告系統(tǒng)和航行通告，是將有關(guān)海區(qū)和水域內(nèi)發(fā)生的或?qū)⒁l(fā)生的，可能影響航行和作業(yè)安全的任何情況變化，及時(shí)準(zhǔn)確地通知所有船舶，使之采取適當(dāng)措施或保持戒備，以確保船舶航行和作業(yè)安全。各國海上安全主管部門專設(shè)的海岸電臺用無線電發(fā)布這類公告稱為無線電航行警告。為了統(tǒng)一各國不同做法，1977年國際海事組織（IMO）正式建立了世界無線電航行警告系統(tǒng)。該系統(tǒng)將全球分成16個(gè)播發(fā)航行警告的區(qū)域。每個(gè)區(qū)域由一個(gè)國家作為協(xié)調(diào)人，負(fù)責(zé)將搜集到的資料進(jìn)行核對、整理和編輯，再播整個(gè)區(qū)域的航行警告。

       2)船舶定線制（ShipRouting）在過去上千年的航海實(shí)踐中，船舶的航行路線都是由船長自行確定的。為防止船舶在霧中碰撞，1859年世界上實(shí)行了第一個(gè)分道通航制，1875年又采用了躲避浮冰的船舶定線制。到目前全世界已有100多個(gè)船舶定線制。定線制旨在減少海難事故的單航路或多航路和/或定線措施，它包括分道通航制、雙向航路、推薦航線、避航區(qū)、沿岸通航帶、環(huán)行道、警戒區(qū)和深水航路，這些定線措施可根據(jù)實(shí)際情況結(jié)合起來使用。IMO制定了有關(guān)船舶定線制的各項(xiàng)規(guī)定，審核采納各國提出的船舶定線制，并不定期出版或修訂船舶定線制。

       3)船舶報(bào)告系統(tǒng)（ShipReportSystem）全球性的船舶動態(tài)報(bào)告制度是在18世紀(jì)初由英國勞埃德首先在全球重要地點(diǎn)建立的通訊網(wǎng)，搜集船舶動態(tài)資料。自1930年起，有些船公司規(guī)定出海船舶必須定時(shí)向公司報(bào)告其船位、航向和航速。1958年美國海岸警衛(wèi)隊(duì)發(fā)起建立商船自動報(bào)告制以改進(jìn)船舶搜尋和救助?，F(xiàn)行的船舶報(bào)告系統(tǒng)是由IMO采用的，要求船舶通過無線電報(bào)告提供、搜集或交換信息，用于搜救、交通服務(wù)、天氣預(yù)報(bào)和防止海上污染等目的。IMO為此制定了船舶報(bào)告系統(tǒng)的一般原則、標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告格式和程序。

       4)船舶交通服務(wù)（VesselTrafficServices）船舶交通服務(wù)（VTS）是負(fù)責(zé)增進(jìn)海上交通安全，提高交通效率及保護(hù)海洋環(huán)境的主管機(jī)關(guān)所實(shí)施的服務(wù)系統(tǒng)，其范圍從向船舶提供簡單的信息到廣泛管理一個(gè)港口或水道的船舶交通，其功能包括數(shù)據(jù)搜集、數(shù)據(jù)評估、信息服務(wù)、協(xié)助航行、組織交通和支持聯(lián)合行動等。IMO對VTS做出了專門的規(guī)定。VTS亦被稱為船舶交通管理系統(tǒng)（VTMS），其硬件系統(tǒng)包括岸基監(jiān)測雷達(dá)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)搜集、處理、傳輸與顯示系統(tǒng)等。

中國航海事業(yè)

        自我國實(shí)行改革開放政策以來，航海事業(yè)迅速發(fā)展，在運(yùn)輸航海、漁業(yè)航海、科學(xué)考察航海、軍事航海等各方面都取得了振奮人心、享譽(yù)全球的發(fā)展成就。在海運(yùn)方面，到2002年底，我國擁有沿海運(yùn)輸船舶7987艘，載重量978萬噸；遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶2337艘，載重量2316萬噸。在世界各國船隊(duì)中排名第四。作為中國遠(yuǎn)洋運(yùn)輸“航空母艦”的中遠(yuǎn)集團(tuán)（COSCO）。中海集團(tuán)（ChinaShipping）成立5年來發(fā)展迅速，現(xiàn)擁有船舶330艘，總運(yùn)力1061萬噸,2002年完成貨運(yùn)量2.13億噸。中遠(yuǎn)集團(tuán)和中海集團(tuán)的集裝箱船隊(duì)按2002年全球船公司排名，分列第7和第14位。中國現(xiàn)已位居世界第三造船大國。中國多年來連續(xù)被選為IMOA類理事國，在國際海事界發(fā)揮越來越重要的作用。中國遠(yuǎn)洋捕魚船和漁業(yè)加工船配備較先進(jìn)的航海儀器設(shè)備，航行到歐洲、美洲、非洲附近海域和太平洋、印度洋、大西洋作業(yè)，為中國漁業(yè)早日躋身于世界先進(jìn)漁業(yè)國家做出了貢獻(xiàn)。在科學(xué)考察航海方面，1984年底我國“向陽紅10號”和“J121”船首航南極考察。近年來，海軍艦船越洋航行到世界各國進(jìn)行友好訪問的活動頻繁，也表明了國產(chǎn)艦船及其航海裝備的水平提高。中國船級社（CCS），在制定船舶規(guī)范與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)船和發(fā)證方面達(dá)到了國際先進(jìn)水平，成為世界上著名的船級社。中國航海專門人才培養(yǎng)數(shù)量列世界第一，質(zhì)量也基本達(dá)到世界先進(jìn)水平，為航運(yùn)事業(yè)、海洋漁業(yè)、海洋科學(xué)考察和海軍的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)。被稱之為中國“航海家搖籃”的大連海事大學(xué)，在90年代被國際海事組織認(rèn)定為世界上少數(shù)“享有國際盛譽(yù)”的航海院校之一.

航海前景

        近年來，中國的經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出持續(xù)、迅速發(fā)展的勢頭，以1993年為例，全國國民生產(chǎn)總值突破三萬億元大關(guān)，年增長率達(dá)13.5％，進(jìn)出口貿(mào)易總額達(dá)1957.2億美元，比上年增長18.2％。在改革開放的大潮中，中國已成為世界上經(jīng)濟(jì)最活躍、發(fā)展速度最快的國家之一。國外、國內(nèi)良好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢，必將進(jìn)一步促進(jìn)和推動我國航海運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展。

        但就我國航運(yùn)業(yè)的現(xiàn)狀來看，無論與我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求還是與發(fā)達(dá)國家的水平相比，都還有較大的差距。比如，我國航海船隊(duì)還存在結(jié)構(gòu)欠合理、船舶平均噸位小、技術(shù)水平低、船齡老化嚴(yán)重等問題。由此導(dǎo)致運(yùn)輸效率低、經(jīng)濟(jì)效益差、安全性不高等等，使得我國船隊(duì)在國際航運(yùn)業(yè)中缺乏強(qiáng)勁的競爭力。

        對于上述問題，我國航運(yùn)界已有了越來越清醒的認(rèn)識。近年來，中國各航運(yùn)公司的船舶不斷更新，現(xiàn)代船舶導(dǎo)航控制和安全通信系統(tǒng)已應(yīng)用于實(shí)際航行和管理之中。面向21世紀(jì)的中國航海將全面應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)代高新技術(shù)。

       隨著國內(nèi)外航運(yùn)業(yè)和航?？萍嫉牟粩喟l(fā)展，人們對船舶安全航行和經(jīng)濟(jì)效益提出了更高的要求。而現(xiàn)代科技，特別是電子、通信和計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)的迅速發(fā)展，為船舶營運(yùn)的安全和高效提供了可靠的保證。因此可以說，現(xiàn)代化的先進(jìn)設(shè)備已成為各國航運(yùn)業(yè)提高競爭力的重要手段，也是我國航運(yùn)面向21世紀(jì)所應(yīng)努力發(fā)展的方向。目前我國各遠(yuǎn)洋公司、海運(yùn)集團(tuán)以及一些主要地方公司的船舶基本上已裝備了自動雷達(dá)標(biāo)繪儀裝置，并安裝了現(xiàn)代導(dǎo)航裝置——全球定位系統(tǒng)（GPS），許多船舶還開始使用了全球海上遇險(xiǎn)和安全系統(tǒng)（GMPSS）。此外，我國航?？蒲腥藛T已成功地開發(fā)研制了電子海圖顯示系統(tǒng)（ECDIS），并已將這種技術(shù)運(yùn)用到了船舶與港口交通安全管理之中。

        與此同時(shí)，中國還抓緊了岸基支持系統(tǒng)的建設(shè)。按照GMPSS的實(shí)施要求，沿海的海岸電臺正重新布局和進(jìn)行設(shè)備的更新與改造。1991年6月建成并開通了IN－MARSAT—A北京海事衛(wèi)星地面站，可為太平洋和印度洋兩洋區(qū)的海、陸用戶提供衛(wèi)星移動通信服務(wù)。并將以此為基礎(chǔ)，全面建立交通衛(wèi)星通信服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)建成后，中國的交通通信面貌將大為改觀。它不僅可為海事用戶提供功能完善的服務(wù)，而且可以更廣泛地為其他移動用戶提供服務(wù)。

      此 外，一種功能較為完善的船舶交通管理系統(tǒng)（VTS）已在許多港口建成或部分地投入使用，將在中國沿海港口及船舶交通管理方面發(fā)揮積極的作用。

        為進(jìn)一步確保航行安全，除推廣和普及上述現(xiàn)代導(dǎo)航與海上安全與通信技術(shù)和設(shè)備外，我國科研人員還充分利用上述新技術(shù)，研究開發(fā)可用于近期和未來船舶航行的、能夠自動操作與控制的人工智能與專家網(wǎng)絡(luò)處理系統(tǒng)，從而形成一個(gè)由各種高新技術(shù)相互滲透和結(jié)合的、可進(jìn)行全球、全天候、實(shí)時(shí)、可靠的通信、定位、導(dǎo)航和避碰的更為先進(jìn)的實(shí)用航海系統(tǒng)。隨著該系統(tǒng)的完善和推廣應(yīng)用，我國航海的技術(shù)水平的安全性能將大大提高。

       港口和運(yùn)輸船隊(duì)的建設(shè)是我國航海事業(yè)適應(yīng)21世紀(jì)發(fā)展需要的重要環(huán)節(jié)。為了充分利用我國大陸長達(dá)18，000公里的海岸線及全國總長14，000公里的島嶼岸線，有關(guān)部門在滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)和要求，適應(yīng)擴(kuò)大對外開放的需要，并考慮到資源開發(fā)和生產(chǎn)力布局、各港口的合理利用與分工及21世紀(jì)貨物運(yùn)輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)與特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，已對沿海港口的開發(fā)利用作了規(guī)劃。船隊(duì)建設(shè)方面，主要致力于船隊(duì)結(jié)構(gòu)和營運(yùn)線路的調(diào)整、更新船舶、降低平均船齡、根據(jù)運(yùn)輸需要發(fā)展各種專用船舶，采用新技術(shù)提高船舶經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和安全性能等等。

        在高新技術(shù)和生產(chǎn)管理高效益的時(shí)代里，全面加強(qiáng)現(xiàn)代化航運(yùn)管理工作和提高經(jīng)濟(jì)效益，是水上運(yùn)輸管理部門的首要任務(wù)。為使中國的航海事業(yè)適應(yīng)21世紀(jì)的新形勢和新需要，港航管理的現(xiàn)代化也是不可缺少的基本條件。管理決策的科學(xué)化、管理手段的現(xiàn)代化和管理人員的專業(yè)化，是現(xiàn)代港航管理的必要條件。為此，必須引進(jìn)一些國際先進(jìn)的裝備、技術(shù)和科學(xué)的管理方式，建立一整套適應(yīng)中國社會主義市場經(jīng)濟(jì)需要，又能與國際慣例接軌的管理方法。

        根據(jù)本世紀(jì)末和下世紀(jì)初航運(yùn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，中國將在全國加強(qiáng)現(xiàn)代航運(yùn)管理、不斷提高管理效益的前提下，繼續(xù)擴(kuò)大海陸空聯(lián)運(yùn)的門對門的運(yùn)輸，并搞好班輪運(yùn)輸，為顧客提供更方便、快捷、優(yōu)質(zhì)、價(jià)廉的海上運(yùn)輸服務(wù)。

       中國航海事業(yè)的興旺發(fā)達(dá)與國際航海的發(fā)展有著密切聯(lián)系，21世紀(jì)國際航海的發(fā)展也有待于包括中國在內(nèi)的世界各國的共同努力。展望未來，我們充滿信心。