引領“首駕駛”船舶的注意事項

李濤?劉洪舉?張光輝

摘 要：本文從結構設計和操縱特點兩個方面，分析首駕駛和尾駕駛兩種船型的差異。首先從結構上分析首駕駛船舶的優劣勢，并介紹引航中常遇到的首駕駛船舶類型；再者從操縱出發，以轉心為參考點，分析兩種船型在轉向過程中，駕引人員視覺觀察上的差別，狹窄水域以及靠離泊時操縱上的難點，并提出解決方案。

關鍵詞：首駕駛；船舶轉心；視覺誤差

0 引 言

不同類型的船舶在作用以及操縱性能上各有區別。本文主要分析駕駛臺在船上的不同位置對于船舶操縱性能和駕引習慣上產生的影響及區別，以及駕引人員應當如何應對。根據駕駛臺在船上的不同位置，主要分為“首駕駛”和“尾駕駛”兩種類型。目前，我們在引航中，主流船型還是“尾駕駛”，“首駕駛”船舶較少遇到，早期主要是一些小型的泊載船，內河船前駕駛比較多，在寧波港甬江內有一些超100 m的“首駕駛”集裝箱船。隨著船舶大型化，以及集裝箱船對于箱位量和裝載效益追求，“首駕駛”越來越多地被運用到大型船舶上。世界上最大的集裝箱船“MSC IRINA”號就是“首駕駛”船型。目前，專門針對首駕駛船舶的研究資料較少，本文主要針對首駕駛船舶在結構上以及操縱性能上的特性進行分析。

1 “首駕駛”船舶在結構上的特性

1.1 “首駕駛”船舶結構上的優勢

1.1.1 內河的小型船舶很多采用“首駕駛”是基于視野開闊，有利于駕駛員觀察前方航道情況。內河復雜多變，需要駕駛員時刻注意前方狀況，采用“首駕駛”船型可以提供更好的視野。本文的研究主要是針對需要申請引航的中大型船舶。

1.1.2 中大型船舶采用“首駕駛”船型，在結構上主要是考慮到3個優點：

（1）主要還是為了船舶配載的考慮，可以裝載更多的貨物，根據船舶的配載調整駕駛臺的位置。

（2）更有利于觀察前方的動態，盲區相對較小，集裝箱往往會裝得比較高，駕駛臺設計在船舶前部，大部分集裝箱船裝載駕駛臺之后，對瞭望的影響小，提高操縱性和視野，使船舶更容易被操縱和控制。首駕駛可以使駕引人員更好地了解船舶的航行情況，觀察前方的環境和障礙，并更好地控制船舶的轉向和速度。

隨著船舶大型化的發展，最新的集裝箱船長度達到了400 m，因為船舶在絕大多數時候是向前航行的，我們需要觀察和避讓的障礙物都在船頭方向，如果將駕駛臺設計在船艉，要觀察船頭的物標或者障礙物，距離會非常的遠，不利于航行安全。

（3）生活區與機艙分離，使得船員可以有更舒適健康的生活環境，遠離機艙的噪聲和油煙的影響。

1.2 “首駕駛”船舶結構上的劣勢

1.2.1 生活區離機艙距離較遠

駕駛臺與機艙控制室、舵機間等關鍵部位和系統之間距離較遠，不利于在緊急情況下的應急操作，如：舵機遙控系統出故障，舵機失控，需要在舵機間進行手操舵時，需要更長時間才能到達。而往往這幾分鐘或者幾十秒就能導致一場險情甚至時事故的發生。

1.2.2 駕駛臺受浪涌影響大

駕駛臺處于船舶前部，更容易受到風浪的影響。在惡劣的海況下，高風浪可能會對駕駛臺產生較大的沖擊力，駕駛員視線也容易受阻。此外，浪涌會增加“首駕駛”船舶的縱搖幅度，這會對駕駛員產生生理性不適應，也會給設備和設施帶來損壞風險。

1.2.3 向后方的視野受限

由于駕駛臺在船首，向后方的視野容易被集裝箱堆擋住，航行時不易發現左右兩側和后方的來船，增加了航行的隱患。

2 “首駕駛”船舶的操縱特點

2.1 “首駕駛”與“尾駕駛”的視覺差別

對于引航員而言，“首駕駛”“尾駕駛”船舶在操縱性能上是有很大區別的，特別是在大轉向時和靠離泊作業過程中。由于駕引人員所處的位置不同，駕引人員在觀測船舶運動狀態時視覺上的差別很大，在避讓和靠離泊操作中參考點不同，施舵時機以及靠離泊過程中調平和掉頭的時機是完全不同的。

為了更加清楚地解釋此視覺差，在這里我們引入“船舶轉心”這一概念?！洞安倏v》對船舶轉心的定義：“操縱運動中的船舶可視為一方面船舶以一定的速度前進，同時繞通過某一點的豎軸而旋轉運動的疊加，這一點就是轉心（pivoting point），通常以英文字母 P 代表之?！盵1]從幾何學上講，轉心 P 的位置是旋回中某瞬間的旋回中心至船舶首尾線的垂足點。當船舶前進時，船的轉心的位置上會隨著船舶的運動狀態而發生變化，一般我們認為前進中的船舶轉心在距離船首三分之一到四分之一船長處。[2]

當船舶以勻速前進時，我們假設船舶的轉心在船艏后三分之一到四分之一船長之間，那我們來作圖分析在船舶轉向過程中，駕引人員在前駕駛與后駕駛所觀察到的船舶轉動的視覺差異。[3]

“首駕駛”船舶在船舶前進中轉向時觀察的船頭船艉的轉動情況，如圖1 所示。假設船舶轉心在P點，駕引人員位置在O點，船頭船艉分別為A，B兩點，在船舶轉動一定的角度看之后，駕引人員，船頭船艉分別來到O’，A’，B’點，3個點的所發生的位移分別是OO’，AA’，BB’;由于駕引人員位于轉心之前，位移的方向與船頭位移的方向相同，可得出駕引人員觀測到的船頭位移為：AA’-OO’；同理船艉的位移與駕引人員的方向是相反的，產生的視覺效應是疊加的，因此駕引人員觀測的船艉位移為：BB’+OO’。

“尾駕駛”船舶在船舶前進中轉向時觀察的船頭船艉轉動情況，如圖2 所示。假設船舶轉心在P點，駕引人員位置在O點，船頭船艉分別為A，B兩點，在船舶轉動一定的角度看之后，駕引人員，船頭船艉分別來到O’，A’，B’點，3個點的所發生的位移分別是OO’，AA’，BB’；駕引人員位于轉心之后，位移的方向與船頭位移的方向相反，可得出駕引人員觀測到的船頭位移為：AA’+OO’；船艉的位移與駕引人員的方向是相同，駕引人員觀測的船艉位移為：BB’-OO’。

由此，我們可以得出結論：在船舶轉向時，“首駕駛”船舶駕引人員視覺觀測船頭的轉動速率低于船艉的轉動速率，而“尾駕駛”船舶則相反。我們通過簡單的計算可以得出這個定量值。以366的“首駕駛”船型“CMA CGM BRAZIL”號為例：根據圖3船舶“引航卡”我們可以看出本船駕駛臺到船頭的距離為111 m，到船艉的距離為255 m，假設轉心在船頭后三分之一船長處，及船頭后122 m處，假設船舶轉動20°，駕駛臺觀測：

船頭的轉頭速率為：V1=（AA’-OO’）/T=（2π×PA×20°/360°-2π×P0×20°/360°）=（2π×122×20°/360°-2π×11×20°/360°）/T=（58.9－5.3）T=53.6/T

船艉的轉頭速率為：V2=（BB’+OO’）/T=（2π×PB×20°/360°+2π×P0×20°/360°）=（2π×244×20°/360°+2π×11×20°/360°）/T=（117.9+5.3）T=123.2/T

由上述計算我們可以得出“首駕駛”船舶駕引人員在駕駛臺位置觀測船艉的轉動速率是船頭的2.3倍;當然不同的船型，不同的運動狀態下速率差會有所不同。[4]

2.2 “首駕駛”船舶近距離避讓，狹水道航行，靠離泊注意事項及應對措施

2.2.1 注意事項

（1）由上面的結論我們可以得出“首駕駛”船舶在轉向時如果只觀測船頭的轉動是很難判斷能否避讓清爽障礙物，特別是近距離避讓他船時，很難通過船頭的轉動來判斷他船的舷角變化，對于局面的分析和判斷有很大難度。[5]

（2）在狹水道中轉向時，受“甩尾”效應影響，“首駕駛”型船舶轉向或避讓難度較大，我們也經常會感覺船頭清爽了，船艉快速掃向岸邊，造成頭清尾不清的感覺。除此之外，狹窄水域中嚴重受視角限制的操舵條件，增加了“首駕駛”船舶的航行風險。

（3）在靠離泊時，“首駕駛”船舶碼頭邊的調平難度會增大且容易出現誤判，在引領前駕駛船舶時，大多數引航員在轉向時習慣觀測船艉，因為這樣對于船舶的運動狀態會更加敏感，更容易判斷。但這樣的做法也是很容易引起誤判，因為從首駕駛觀測到船艉的轉動速率是遠快于實際的，在靠泊過程中容易誤判船艉橫移速度過快，擔心船艉掃向碼頭，而令船艉拖船起拖得太早以至于沒貼攏就拖停了，或者是導致船頭快速向內轉動觸碰碼頭，所以一定要結合船舶整體的運動狀態來進行下一步操作。

（4）在大風浪靠離泊時，特別是空船在大風浪靠離泊過程中，要考慮到風對船舶的影響，由于駕駛臺生活區的位置不同，會導致船舶前后的受風面積不同，風壓也會有區別，在靠離泊過程中計算如何配備拖船馬力時要將此考慮在內。

2.2.2 應對措施

（1）駕引人員要時刻保持清醒，要明白船舶轉動的位移和速度是一樣的，只是由于觀測點的不同而產生的視距差異，我們在避讓以及靠離泊過程中可以嘗試以三維的模型在腦海中呈現船舶的運動狀態。

（2）借助航海儀器，電子海圖和雷達的輔助，了解船舶的運動狀態以及船位，對于轉向和避讓時機有更清晰的把握。

（3）對于不熟悉的船型，引航員在上船之后不要著急加速，先適應一段時間，在航行和避讓中多結合船頭船艉的轉動速率來判斷自己的運動趨勢。

（4）在狹水道中轉向和近距離避讓時要有一定的提前量，留有足夠的余地，轉向時采取小舵角度頻繁操作的方式，而不是一次大幅度轉舵，以獲得更好的控制效果。有必要時，配合車的運用。

（5）在靠離泊時充分考慮甩尾效應，結合風流對船舶的影響謹慎操作。

3 結 語

通過對“首駕駛”船舶的結構及操縱特點的分析，我們可以得出一些結論：“首駕駛”船舶在船舶結構上具有一定的優勢，但也存在一些挑戰和風險。在實際操作中，引航員需要充分了解“首駕駛”船舶的特點，明確兩種船型的視覺差異，理解轉向時的視覺誤差，并采取提前避讓、綜合運用各種儀器等措施來應對操縱困難，遇到此類船舶要格外謹慎，特別是在狹窄水域以及近距離避讓時。此外，船舶設計和技術的不斷發展也為“首駕駛”船舶的操縱提供了更多的可能性和解決方案。進一步研究和實踐將有助于提高“首駕駛”船舶的操縱性能和引航安全水平。

參考文獻

[1] 洪碧光.船舶操縱原理與技術[M].大連：大連海事大學出版社，2007.

[2] 張劍 .基于船舶轉心概念的船舶操縱研究[J]. 中國水運，2019，3.

[3] 黃迪. 轉心在進出港及靠離泊操縱中的意義與應用[J].中國水運，2021，12.

[4] 王向群.“首駕駛”型船舶的操縱特點及注意事項 [J].航海技術，2011，5.

[5] 朱金善，鮑馮軍，席永濤，潘國華，沈勇.船舶避碰[ M].大連：大連海事大學出版社，2019.