浅谈船舶领域理论在船舶引航实践中的应用
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摘 要：本文把船舶领域理论与船舶引航实践相结合，通过分析影响船舶领域的主要因素与船舶领域大小的关系，并基于藤井狭水道船舶领域模型，对船舶领域大小进行简要的应用分析，力图为船舶驾引人员在船舶驾驶引航实践中实现上述目的提供理论参考依据和基本判断思路。保持适当、安全的船舶领域，减少避免碰撞事故的发生，对船舶引航实践有着积极的意义和实际帮助。
关键词：船舶领域理论 引航实践 应用
1.研究船舶领域理论对船舶引航实践必要性
的
1.1船舶引航实践的特殊性
船舶引航主要是维护国家，驾驶引领中外船舶进出港口。船舶引航员作为具有驾驶和操纵船舶的能力，熟悉航道和港口情况，为船舶在港外航道的安全航行和港内靠离泊操纵提供引航技术咨询服务的专业人员，其特殊性在于：在绝大多数情况下船舶引航员每次引领船舶的尺度、种类、吨位、吃水、外界客观条件都不相同。每次船舶引航实践具有高度的不可重复性。
1.2研究船舶领域理论对船舶引航实践的必要性
由于港口航道受限，多属狭窄水道，其通航环境与公海等开阔水域大不相同，船舶十分密集。在船舶引航实践中船舶引航员会经常面对航道拥挤、多船交叉、船舶扎堆等复杂的会遇局面。虽然船舶引航员对港口设施、航道情况、水文气象等外界客观情况十分熟悉，但由于每次船舶引航实践中船舶不可重复的特殊性，船舶引航员很难在很短的时间内熟悉掌握被引领船舶的各项船舶性能指标。因此船舶引航员除了凭借丰富的引航经验和与船方驾驶台团队的密切交流配合以外，学习和研究船舶领域理论，为迅速对本船所处境地是否安全做出正确评估、理顺基本判断思路、选择合理避让次序、采取有效避让措施，提供必要的理论参考依据。
2.船舶领域的概念和基本模型介绍
2.1船舶领域的概念
1963年日本学者藤井弥平博士在研究一条水道的交通容量时最早提出了船舶领域的概念。将船舶领域定义为绝大多数后继船舶的驾驶员避免进入前一艘在航船舶周围的领域。70年代初船舶领域的概念介绍到欧洲，英国女学者Goodwin等人对船舶领域展开研究，并取得了很大进展。Goodwin研究了开阔水域的船舶领域模型，并给出船舶领域的定义：一船驾驶员将其它船舶和固定物体保持在外的围绕该中心船的有效水域。目前国内有的相关文献对船舶领域给出的定义为：为避免碰撞，在每艘船舶的前后左右希望保持一个不受侵犯的空区。2.2船舶领域的基本模型
船舶领域在不同的水域、不同的航行条件下有着不同的形式。国内外专家学者在对船舶领域的研究中，对不同的航行区域及会遇状态建立了各自的船舶领域模型，最典型的船舶领域有两种：
（1）藤井模型（图1）
日本学者藤井弥平通过在日本沿海水域海上交通调查并对船舶相对位置的二维频率分布分析研究，提出了船舶领域的模型，即以船舶（被避让船舶）为中心，长轴沿船舶首尾方向，短轴沿船舶正横方向的一个椭圆。他认为船舶领域的具体尺寸与船速、密度和潮流等因素有关。另外，他又通过长期以来多次观察日本沿海水道的交通实况，获得了船舶领域尺寸的数值为7倍船长(长轴)／3倍船长(短轴)。通常航行条件下被追越船舶的领域尸寸为 8L(L即船长)／(3.2L)，当航行在需要减速的港口内部或狭窄的海峡时，船舶领域尺寸减小到6L／（1.6L）。
（2）Goodwin模型（图2）
1971年英国女学者Goodwin利用在北海南部水域进行海上交通调查及在伦敦城理工学院雷达模拟器上对船员培训做避碰试验的机会，研究在开阔水域即在大海情况下的船舶领域模型。Goodwin认为国际海上避碰规则对船舶避让行为有影响，故船舶领域的几何图形不会是对称的。为此她将船舶领域按船舶的号灯范围划分成3个扇区，在确定船舶领域的位置时她认为：如果不存在船舶领域，则给定均匀船舶密度时的他船船位分布（以离开中心船一定距离的他船数目表示）是一条直线，其斜率取决于船舶密度和扇形的大小。
（3）两个经典船舶领域模型对比
从本质上来说藤井和Goodwin提出和建立的船舶领域概念和模型是一致的，都是每艘船舶为了保证航行安全和避免碰撞事故所需的水域，但两者又各具特点。从船舶避碰角度讲Goodwin模型更适合于开阔水域。而藤井模型中，根据在狭水道或航道中确定船舶领域时，因为水域受限、周围环境等水文气象条件或规则规定的限制，会遇的形势多为对遇和追越，在图1的基础上所提出的藤井狭水道船舶领域模型（图3）更适合于狭水道或航道水域。特别是图3中的简化的矩形船舶领域（图3.c），就更便于在船舶驾驶引航实践中加以应用。
3.影响船舶领域大小的主要因素与在船舶引航实践中的应用
船舶领域是船舶周围存在的一个区域，它的边界不是一个有形的边界，而是船舶驾引人员心理想象的边界；影响船舶领域大小的因素有很多，包括船舶大小、速度、运动状态、船舶的操纵与运动性能、船舶会遇态势、船舶驾引人员的心理因素、水域类型、水域的交通密度、交通环境以及当时的水文气象等。归纳说来可以主要由船舶自身特性（船）、驾引人员自身因素（人）以及环境因素（环境）三方面因素所确定的。
3.1船——船舶自身特性
在船舶的自身特性中有些是船舶的固有特性，如船舶类型、大小、吨位、旋回性能、停车冲程、倒车冲程等。在船舶引航实践中这些因素是驾引人员无法改变的，在操纵船舶时首先要对不同类型、不同吨位等级的船舶有足够的认知和戒备。例如一般来说集装箱船马力大，油船散矿船马力小；又如一条100米左右的小型集装箱船和一条360米的第七代大型集装箱船的固有的操纵性能又有着天壤之别；再如可变螺距（CPP）船在应急操纵时急速减车，船速下降慢，还会很快没舵效而失去控制，但固定螺距（FPP）船则好的多。因此不同船舶的船舶领域大小不同，操船时应充分考虑到自身的固有特性。操纵性能越差的船，所需的船舶领域越大，越需要和周围的船舶留有足够安全距离。
在船舶的自身特性中有些是不定的，如吃水、船速等。船舶吃水由于受船方、货主等因素的限制，船舶驾引人员选择的余地比较小。而船速应随时掌握在操船者中的。同时研究表明船速是影响船舶领域大小的重要因素，船速与船舶领域的大小成正比。例如大连海事大学贾传荧教授通过对拥挤水域中的会遇研究认为，拥挤水域中的船舶领域形状是个椭圆，其长短半轴分别与船长与船宽成正比：a=(1／2L)·K·V，b=(1／2B)·K·V 其中：a, b分别为椭圆的长、短半轴；L，B分别为船长、船宽；V为航速；K为比例因子。
船速越快、惯性就越大。考虑到船吸、浪损等引起事故的因素, 则需要较大的船舶领域。反之在无法保持足够的船舶领域时，及早降低船速，减小所需船舶领域是明智有效的选择，这也同时印证了在《船舶操纵》专业课程里面狭水道操纵时以车让为主的说法。
3.2人——驾引人员自身因素
船舶领域概念的本质就是船舶驾引人员心理想象的边界，因此“人”的因素即驾引人员自身因素对船舶领域的大小有着很密切的关系。在船舶引航实践中船舶驾引人员更是要十分重视自身因素对操船的影响，总体来讲，在相同情况下，心理素质良好、操船经验丰富、反应速度较快的驾引人员，船舶领域相对较小。反之，通常在以下几种情况下均应选择适当放大船舶领域，充分考虑各种不利因素，多给自己提个醒，提高戒备，给自己留有更多的时间和空间来采取避让措施，以策安全。
（1）驾引人员的技术水平不熟练或对所航水域不熟悉。例如刚刚提升级别的驾引人员自身的驾驶引航经验不丰富；初次靠离新的码头；航道灯浮刚刚进行了重大调整或变更等等。
（2）驾引人员自身的身体状况不佳。例如目前多数港口都是24小时全天候运转的，港口生产十分繁忙，驾引人员自身处于疲劳状态或带病工作，甚至在操船过程中突然感到不适等。
（3）驾引人员的心理状态不稳定。面对拥挤的通航环境或复杂的会遇局面，每个人的心理反应都不一样。有的比较急躁，有的比较消极，有的十分紧张等。即使是同一人每时每刻的心境也不一样，也就是说驾引人员在操船时自己心里越是感到不顺畅、急躁或是过度兴奋就越是应该不断的提醒自己保持冷静，并适当放大自己所引领船舶的船舶领域，全方位了望，尽量做到早发现、早避让。头脑冷静、戒骄戒躁是每位驾引人员必备的优良素质。
3.3环境——环境因素
船舶领域的大小和周围的水文气象、通航环境等环境因素息息相关的。例如开阔水域相对限制水域，船舶领域较大；船舶密度越大的水域，船舶领域越小；能见度不良、风、流较大等自然条件恶劣时，船舶领域较大。
在船舶引航实践中对于这些客观存在的环境因素要有一定的预见，对即将遇到的恶劣天气、即将遇到的船舶高峰流或即将到达河口等急流水域等等情况提前做好准备，尽量保持好自己的船舶领域。在实际工作中最好倡导以下工作思路：
（1）合理分配在各个航段的航行时间，尽量匀速航行。在船舶引航实践中需要综合考虑：潮水、气象、船舶特性、泊位、拖轮等各种因素，早做打算，及早控制速度，合理分配航行时间，避免盲目快车航行和走到哪里算哪里的工作思路。特别是在复杂水域（如上海港圆圆沙至吴淞口水域及警戒区等）应尽量避免在此区域长时间停车淌航或是一路追来追去，而最好是以航道交通流总体平均速度航行，以最大程度地减少在复杂水域内追越或被追越的局面。
（2）尽量避开船舶高峰交通流。如果无法避开，则尽量选择航行于船舶密度相对较低的区域，在港外航行多数选择将高峰流的船舶置于本船的右侧。
（3）在可以保持足够纵距、横距的水域航行时尽量保持足够的船舶领域。比如排队进出口时保持足够纵距；追越他船时保持足够横距等。在无法保持足够的船舶领域的水域航行时，应本着“由近及远”的原则保持警惕并主动采取避让措施。
3.4船舶领域大小简要应用分析
在船舶引航实践中笔者首先基于藤井狭水道船舶领域简化矩形模型（图3.c）中船舶领域纵向取4L（船长）、横向取1.6L为理论参数，结合自己在工作中经常引领的中外大型船舶主流船型的船长数据，通过计算作为常规情况下各船船舶领域大小的基础参考值。
其次，根据影响船舶领域大小的船、人、环境三要素，结合每次引航实践的实际情况，适当调整自己心理界定的本船船舶领域的大小范围，事实上多数情况下是增加本船船舶领域的大小值，因为在航行在本船船舶领域不会受到侵犯的安全水域，刻意减小本船船舶领域也没有实际应用意义。
最后，在确定了本船的船舶领域后在雷达上用活动距标圈VRM做标记。优先关注已经侵入本船船舶领域的所有物标，对还未侵入但即将侵入或有可能侵入的他船，按照立足自己、由近及远、由前到后、由快到慢的避让顺序采取合理有效的避让措施。
4.结论
（1）学习和研究船舶领域理论对船舶引航实践是必要的，选择恰当的船舶领域对船舶航行安全和减少碰撞很有帮助和实际指导意义。
（2）合理控制船速，尽量保持本船恰当的船舶领域，尽量减少或避免进入船舶密集区域是上上之选。
（3）在船舶引航实践中，本船船舶领域的大小不是一成不变的，船舶驾引人员需要根据实际情况灵活机动，在进行船舶避让时更不可固守教条，而是以理论依据为参考，始终将航行安全放在第一位。
（4）“立足自己、由近及远、由前到后、由快到慢”的避让思路可以帮助船舶驾引人员在面对航道拥挤、多船交叉等复杂会遇局面时，分清主次、有序合理的进行船舶避碰，减少碰撞事故的发生。
（5）多少为近、多少为远，驾引人员通过确定本船船舶领域的大小是个很好的理论参考依据。
参考文献：
[1]贾传荧.拥挤水域内船舶领域的探讨[N].大连海事大学学报，1989（4）
[2]田鑫.特定水域内船舶领域的研究[D].大连海事大学，2009
[3]郭志新.船舶领域边界的量化分析[N].航海工程，2001（S1）