知易行難的航線設計

本刊記者 劉 蕭

伴隨著助航設備的不斷豐富，船舶航線的設計與選擇邁入了自動化時代。采訪中一位業內人士告訴記者，如今只要二副動動手指在助航設備上設定好相關信息，助航儀器就能自動生成航線輔助設計、航向監視、航次記錄等一系列內容，簡單、直觀、易操作。不可否認，航線設計已被大大簡化，但單純依靠這種“無腦”式的航線設計是否就能八面玲瓏、一勞永逸了呢？答案自然是否定的。當下航線設計力求經濟、周密、高效三方面與安全捆綁。如何在高要求前提下，甄選出安全航線成為了知易行難的抉擇。

高緯度誘惑

在保證船舶安全的前提下尋求經濟、高效的航線并非易事，有時兩者甚至背道相馳。采訪中一位經驗豐富的船長向記者說起了自己多年以來對設計安全航道的理解。他用美東航線設計中的一些實例解釋說，眾所周知，美東航線是太平洋貨運量最大的航線之一，不僅要橫渡北太平洋，還要越過巴拿馬運河。因此服務于美東航線取道巴拿馬運河的船舶，想要保證抵達運河的時間，很關鍵一點便要在航路選擇上下功夫。如何才能做到經濟、高效？船長一語道破：選擇中高緯度的航線，這些問題便能迎刃而解。

為了更有說服力，他為記者算了一筆賬。以其公司一艘大型集裝箱船為例，從香港出發途徑日本取道巴拿馬運河赴美國紐約等港口，如以43°N為限制緯度走大圓航線至巴拿馬運河的里程約為9250n mile，這一距離要比一般恒向線航程約少280n mile，按主機72r/min，平均航速18.5kn計算，可節約15小時左右。由此可見，中高緯度大圓航線的選擇不僅使得該船舶航行時間縮短，與此同時也衍生出了節能與高效的良性循環。

聽了船長的闡述，記者不禁反問。既然已有最優航線為何還會拋出“有時安全無法與經濟、高效共存于航線設計環節”的言論呢？船長指著該船的航行記錄告訴記者：“因為該次航行考慮到北太平洋較為安靜的季節，所以航線選擇了以中高緯度的大圓航線，既安全又節油省時，同時也可以規避北太平洋頻發的夏季臺風。但是，這種航線的設定具有一定的季節性限制。如果11月到次年3月依然采用高緯度的大圓航線，那么結果將會截然相反。”他向記者解釋說，北太平洋海區是美西航線橫跨整個大洋的必經之路，也是美東航線取道巴拿馬運河的唯一捷徑。由于地理位置的原因，在中高緯度海區的北太平洋冬季是低壓氣團活動異常頻繁的季節，經常引發長時間大范圍的惡劣天氣和海況，使航行此區域的船舶經常遭受災害性天氣的威脅。如果此時選擇該航線，船舶將會遭受冬季頻發的西伯利亞冷高和深度低氣壓團東移的襲擊，使得船舶陷入大范圍的惡劣氣象及海況之中。當船舶處于浪高5米以上狀況時，失速是不可避免的，且面臨船體結構受損，耗油大幅度上升。

為了更好地理解高緯度航線風險，記者進一步請教了專家。專家告訴記者，這并非特例，遠洋船舶在橫渡大洋時都希望能夠選擇出一條既安全又經濟的最優航線，以便贏得較好的航行條件，而這則與最優氣象航線的選擇密不可分。她說道：“最優氣象航線的選擇與確定受到自然環境因素和船舶本身硬件參數影響，同時還要參考船舶各種運動參數因素在氣象海洋環境的影響下的特征曲線，只有根據未來的天氣預報統計船舶在不同參數下的運動姿態和速度，才能計算出最優氣象航線。”那么，哪些因素能左右最優氣象航線的選擇呢？記者在采訪中了解到，大體影響船舶的氣象海洋環境參數有風浪、海流、海冰、海霧幾項。

風對船舶運動的影響可以概括為下風漂移和船體偏轉。并取決于船舶的種類、裝載情況、干舷高度、上層建筑的幾何形狀等因素。在大風中無論順風和逆風，既影響航速又影響航向。海浪導致船舶減速，并使船舶產生縱搖、橫搖、垂蕩等運動，如果船舶的搖擺周期與波浪周期趨于一致，還會形成諧振進而導致船舶傾覆。嚴重的縱搖會造成車葉出水，降低舵效并傷害推進主機和主軸，還可導致船體結構因受到過度的彎矩剪力作用而變形損壞、洋流影響船舶的航速，不同季節海霧和海冰容易集中出現在某一海區，也對船舶安全航行造成威脅。

魯莽的代價

采訪中，專家向記者提起了一起事故。2010年4月3日17時左右，某輪在澳大利亞昆士蘭Gladstone港西北方約150km處觸礁擱淺，數噸燃油泄漏入海，大堡礁受損面積長3000m，寬250m，船底脫落的油漆也給這一代的海生物造成傷害。最后該輪船長和相關駕駛員受到了澳大利亞極為嚴厲的司法處置。回顧這起事故，二副在16：00時僅在AUS819圖上定位，沒有及時把船位轉移到AU820上，而AUS819海圖又沒有顯示出淺灘位置，是造成大副未能及早意識到前方存在危險物的潛在因素。大副在接班后直至擱淺的一個小時內，未測定船位，違背駕駛員值班職責，是事故的直接原因。

乍看起來，這起事故似乎和本期要談論的安全航線設計并無關聯，但實際上，事故背后卻隱藏著一個魯莽且草率的決定。該船在13：06時引航員離船，由船長操縱船舶。轉入自動舵操舵后，二副建議船長將航線略微調整以縮短航程，船長未作仔細考慮就接受了建議。專家指著這起事故報告的相關章節對記者說：“這才是事故最致命的風險點。首先，船長輕易同意對航線進行修改，這缺乏有效的風險評估。其次，船長也未采取任何航行監控措施，這使得修改后的航線直接駛向道格拉斯淺灘。此外，航線變更后盡管設定了轉向點，但轉向點距離淺灘太近，沒有充分估計到駕駛員在操縱船舶時轉向時機的把握程度，增加了轉向不及時，易觸礁的風險。”

如果給上述事故一個借口，將其歸結為馬虎，那么下面這起事故則將充分說明，為確保船舶安全，航線設計容不得絲毫懈怠。某輪滿載148600t鋁礬土，吃水F16.95m/A17.32m，于2011年6月25日15：00時自印尼DABO港開航，20：51時按照計劃航線由010°轉向068°，因轉向角度接近60°，轉向結束后船舶向左偏離航線近0.3n mile。值班駕駛員未及時將船位調整至計劃航線，卻按照偏離后的位置設置新航向070°駛往下一轉向點。船舶航行過了20m的淺點后發現船舶出現左傾，之后拋錨。21：00時經檢查發現，船舶觸及圖標20m水深點造成NO.1 ～NO.5雙層底破損進水使船舶左傾；因船舶繼續進水左傾至15°，最終船長于22：00時宣布棄船。

為了能夠更為直觀看到這起事故在臨時航線更改上的失誤，專家特意找出了相關海圖為記者作出詳細講解。在專家為記者在海圖上畫出了原本的設定航線和更改后的實際航線兩條路線后，記者看出了端倪。在記者眼中，臨時更改的航線在起初確實與計劃相差不多，但就是這一臨時決定釀成了船舶的重大事故。專家向記者解釋：“這次航線的更改，最致命的錯誤是魯莽地選擇了在危險物附近轉向。行內人都清楚，船舶在航行中的轉向時機很難把握準確。這也導致了船舶在航行中的轉向大部分情況不是轉稍早就是稍遲，而在定向航行中修正風流壓保持在計劃航線上就相對容易得多。所以正確的航線應該是在更改航線后，應增加一個轉向點以確保船舶在離左右淺點有一定安全距離后平安駛過。”

僥幸心理容不得

采訪中，一位經驗豐富的老船長說出了自己對于航線設計的理解。他告訴記者，保證船舶在海上的安全航行，其首要的任務就是要能夠制定出一條正確合理的航線，它是航海中一項非常重要而且十分復雜的任務。另外，航線設計完畢后在航行過程中可能還需要根據實際情況進行一定的修改，才能夠更好地確保船舶安全。

老船長的經驗十分中肯，但在實際操作中有一些船長與二副往往存在僥幸心理。某輪2012年6月在澳大利亞NEWCASTLE港接受PSC檢查，被檢察官開具了3項缺陷，其中一項為代碼“17”（離港前糾正）的缺陷項目：“LARGE SCALE CHARTS FOR NEXT VOYAGE，N O T A L L A V A I L A B L E ONBOARD”。缺陷緣何而來？PSC檢察官的一段陳述解釋了該問題。據了解，PSC檢查官在駕駛臺核查船舶航次計劃時，發現原計劃航線中的某一小段航線在沿岸大比例尺海圖AUS 811右下角范圍內。隨機PSC檢察官要求船方出示 AUS 811海圖，但竟然船上沒有配備，也未在該港申請該大比例尺海圖，因此該船被開具缺陷。

針對這一案例，某航運公司安全總監告訴記者，釀成重大海損事故的起因往往源自船長對自己的船藝過度自信。“原則上未配齊航線海圖風險極高。”他解釋道。歷史在案，因沒有海圖，無法了解周圍環境存在的危險，為節省幾張海圖的費用而發生的海損事故不在少數。如今港口國檢查越來越注重航海資料的配備和更新，運營船舶必須將航用海圖要求配備最大比例尺并保持最新。

此外，還有一件事情不得不提。雖然目前已開辟航線的營運愈來愈成熟，但對于每一艘船舶而言其航線的選擇卻不盡相同。“量力而為、量身制定”對于船舶的航線設計意義重大。為了能夠更好地理解這八個字，專家為記者作出了詳細介紹。首先在制定航線時要考慮本船結構強度，老船銹蝕嚴重，抗風能力差。冬季北太平洋的40°N以北海域常有10級偏北大風，如本船為低速老船，在擬定大洋航線時應適當考慮低緯海區，在高緯度航行時通常選用混合航線。其次，還要考慮吃水，空船吃水淺，受風面積大，船舶搖擺大，不利于發揮車效舵效，滿載遇強頂風嚴重上浪會損傷船體。因此，空船一般都會壓載航行。最后還要顧及航速，航速對航線選擇影響較大。因為船舶航速與其頂風浪的能力有關，所以不同航速的船舶應選擇不同的推薦航線。

最后有必要說一說因海盜而引發出的航線設定問題。如今比較高危的區域包括GOA--亞丁灣，somalia東部大片區域。從馬達加斯加，肯尼亞以北到亞丁灣外海從岸延伸1000海里的印度洋西部海域。不可否認，鑒于海盜的攻擊特性，船舶航行軌跡離高危區域越遠越能保證船舶安全。如今，如何盡量節約成本對海盜高風險區域采取繞航或是提前請求軍艦護航，成為了航線設定時不得不重點考慮的問題。