7 透过使用电子海图与资料显示系统
电⼦海图(
Electronic Navigation Chart
;
ENC
)是将纸海图的资讯诸如海岸线、⽔深、助航设施等
数位化,经由统的系统平台,在电脑萤幕上显⽰。利⽤全球定位系统所提供的经纬度资讯,可以将船位
精确的显⽰在电⼦海图中。电⼦海图显⽰与资讯系统(
Electronic Chart Display and Information
System
;
ECDIS
)被认为是继
ARPA / RADAR
整合导航系统后之后另⼀项电⼦航仪的技术创新。
电⼦海图显⽰与资讯系统需具有以下之特点:
利⽤
GPS
计算的出来的船位,随时都可以知道本船的位置,可以做无定位导航。
电⼦海图显⽰上的资料,具有图层特性,且机体显⽰⾯积不若海图⼤,很容易疏忽重要的资
料。
使⽤政府或由政府授权之⽔道量测机构所发⾏的资料,可以定期⾃动更新,不须⼈⼯修正,正
因为如此航海者可能并不清楚哪里已经做了修正。
可以提供防⽌搁浅之警报,但是必须有正确的设定,设定的警报参数不⼀定有对应的图资可以
参考。
提供图⾯式的资讯,航海者可以⽤直觉加以判断,需要采取的操船或转向的⾏动。
减少⽬视辨识助航标志作业的时间,让航海者能以统⼀的海图标志,完成雾中与夜间航⾏及船
舶管理决策。
⼀、
科技赋能的红利(解放劳⼒与直觉判断)
即时无定位导航:
结合
GPS
后,免去了传统纸海图繁琐的⼿⼯经纬度绘点,让驾驶台能「随
时、随地」掌握绝对船位。
直觉化的战术决策:
提供丰富的图⾯式资讯与图层(
Layers
),让当值船副能在夜间或浓雾
中,透过直觉的萤幕显⽰快速掌握航道、助航标志与转向时机,⼤幅降低盲航的⼼理压⼒。
⼆、
科技带来的隐忧与⼈为盲点(不可盲信的陷阱)
萤幕视野的局限与「⾒树不⾒林」:
由於电⼦萤幕尺⼨有限,若过度依赖局部放⼤,极易忽略
⼤范围的环境⾵险。这正是我们前⾯强调必须搭配「⼼智地图」与「⼿动交叉⽐对」的原因。
⾃动更新的盲点:
官⽅资料的⾃动更新虽然省去了⼈⼯⼿绘改正(
Notice to Mariners
)的时
间,但也容易让船员产⽣惰性,导致「海图随时在变,但驾驶⼼里却毫不知情」的致命疏忽。
警报参数的两难:
预防搁浅的警报若设定不当,要么天天乱叫导致「警报疲劳」被消⾳,要
么完全不响导致触礁前毫无防备。这再次印证了依船舶吃⽔与
UKC
精准计算
Safety Contour
的重要性。
�
�总结:数位时代的航海艺术
正如我们在探讨多佛海峡避碰、华达号转向惯性、台北港进港
PI
线操作时所体悟到的:
「航海仪器永远只是⼯具,真正掌舵的永远是⼤脑与纪律。」
ECDIS
和
GPS
赋予了我们前所未有的精准向量与视⾓,但唯有将这些数位⼯具与良好的传统船艺
(
Good Seamanship
)、严格的双⼈防线(
C.A.S.T.
挑战机制),以及对物理惯性(离⼼⼒与横向位移)
的敬畏完美结合,驾驶台团队才能在瞬息万变的⼤海与繁忙⽔道中,稳操胜券、安然靠岸。
有如下图所⽰,电⼦海图提供本船实际⼤⼩
/
对地航向
/
航速与码头距离
/
⽅向等等的相对关系,使得
船只的回旋特性,航向回转
90
度需要
4.5
倍船⻑的进距,不再是船⻑
300
⽶乘上
4.5 = 1350
公尺,只是数
字型的警觉,如果是以前纸海图时代,航海者需要先确定本船距离码头还有
1350
公尺,这对引⽔⼈不是
问题,因为他可以⽬视核对正横的岸上⽬标,就知道进距是不是还有
1350
公尺,船⻑就不⼀定知道有什
么⽬标可以参考,只能去定位,定完船位以后,船只的进距已经不⾜
1350
公尺,转向已经来不及了。现
在使⽤电⼦海图提供本船实际⼤⼩
/
对地航向
/
航速与码头距离
/
⽅向等等的相对关系,船⻑可以⼀⽬了然
距离码头还有几倍船⻑的进距
(ADVANCE)
,例如
14:38:31
时船位到码头的进距已经只有
3
倍船⻑,我们
如何得知
Electronic Navigation Chart
;
ENC
)是将纸海图的资讯诸如海岸线、⽔深、助航设施等
数位化,经由统的系统平台,在电脑萤幕上显⽰。利⽤全球定位系统所提供的经纬度资讯,可以将船位
精确的显⽰在电⼦海图中。电⼦海图显⽰与资讯系统(
Electronic Chart Display and Information
System
;
ECDIS
)被认为是继
ARPA / RADAR
整合导航系统后之后另⼀项电⼦航仪的技术创新。
电⼦海图显⽰与资讯系统需具有以下之特点:
利⽤
GPS
计算的出来的船位,随时都可以知道本船的位置,可以做无定位导航。
电⼦海图显⽰上的资料,具有图层特性,且机体显⽰⾯积不若海图⼤,很容易疏忽重要的资
料。
使⽤政府或由政府授权之⽔道量测机构所发⾏的资料,可以定期⾃动更新,不须⼈⼯修正,正
因为如此航海者可能并不清楚哪里已经做了修正。
可以提供防⽌搁浅之警报,但是必须有正确的设定,设定的警报参数不⼀定有对应的图资可以
参考。
提供图⾯式的资讯,航海者可以⽤直觉加以判断,需要采取的操船或转向的⾏动。
减少⽬视辨识助航标志作业的时间,让航海者能以统⼀的海图标志,完成雾中与夜间航⾏及船
舶管理决策。
⼀、
科技赋能的红利(解放劳⼒与直觉判断)
即时无定位导航:
结合
GPS
后,免去了传统纸海图繁琐的⼿⼯经纬度绘点,让驾驶台能「随
时、随地」掌握绝对船位。
直觉化的战术决策:
提供丰富的图⾯式资讯与图层(
Layers
),让当值船副能在夜间或浓雾
中,透过直觉的萤幕显⽰快速掌握航道、助航标志与转向时机,⼤幅降低盲航的⼼理压⼒。
⼆、
科技带来的隐忧与⼈为盲点(不可盲信的陷阱)
萤幕视野的局限与「⾒树不⾒林」:
由於电⼦萤幕尺⼨有限,若过度依赖局部放⼤,极易忽略
⼤范围的环境⾵险。这正是我们前⾯强调必须搭配「⼼智地图」与「⼿动交叉⽐对」的原因。
⾃动更新的盲点:
官⽅资料的⾃动更新虽然省去了⼈⼯⼿绘改正(
Notice to Mariners
)的时
间,但也容易让船员产⽣惰性,导致「海图随时在变,但驾驶⼼里却毫不知情」的致命疏忽。
警报参数的两难:
预防搁浅的警报若设定不当,要么天天乱叫导致「警报疲劳」被消⾳,要
么完全不响导致触礁前毫无防备。这再次印证了依船舶吃⽔与
UKC
精准计算
Safety Contour
的重要性。
�
�总结:数位时代的航海艺术
正如我们在探讨多佛海峡避碰、华达号转向惯性、台北港进港
PI
线操作时所体悟到的:
「航海仪器永远只是⼯具,真正掌舵的永远是⼤脑与纪律。」
ECDIS
和
GPS
赋予了我们前所未有的精准向量与视⾓,但唯有将这些数位⼯具与良好的传统船艺
(
Good Seamanship
)、严格的双⼈防线(
C.A.S.T.
挑战机制),以及对物理惯性(离⼼⼒与横向位移)
的敬畏完美结合,驾驶台团队才能在瞬息万变的⼤海与繁忙⽔道中,稳操胜券、安然靠岸。
有如下图所⽰,电⼦海图提供本船实际⼤⼩
/
对地航向
/
航速与码头距离
/
⽅向等等的相对关系,使得
船只的回旋特性,航向回转
90
度需要
4.5
倍船⻑的进距,不再是船⻑
300
⽶乘上
4.5 = 1350
公尺,只是数
字型的警觉,如果是以前纸海图时代,航海者需要先确定本船距离码头还有
1350
公尺,这对引⽔⼈不是
问题,因为他可以⽬视核对正横的岸上⽬标,就知道进距是不是还有
1350
公尺,船⻑就不⼀定知道有什
么⽬标可以参考,只能去定位,定完船位以后,船只的进距已经不⾜
1350
公尺,转向已经来不及了。现
在使⽤电⼦海图提供本船实际⼤⼩
/
对地航向
/
航速与码头距离
/
⽅向等等的相对关系,船⻑可以⼀⽬了然
距离码头还有几倍船⻑的进距
(ADVANCE)
,例如
14:38:31
时船位到码头的进距已经只有
3
倍船⻑,我们
如何得知
售价 NT$ 300
现代电⼦海图(
ECDIS
)与⼿指分规的进距量测实务
当电⼦海图开启真实船型⽐例(
LOA Display
)时,海图上显⽰的本船船⻑就是最天然的量尺。以下
是船⻑与当值船副在
14:38:31
时,不依赖繁琐的
VRM
选单、直接利⽤「⼿指跨距分规法」⽬测出剩下
3
倍船⻑进距的标准操作:
1.
建⽴「⽬标横距切线(
Transfer Line
)」
操作与对⿑:以图中最上⽅码头前缘的岸线(约
095°
)为基准,设为新航向的平⾏线。这条
平⾏线代表船舶必须完全转向完成,并做后续平⾏靠泊的基线。
延伸「原航向进距线(
Advance Line
)」
操作与对⿑:从
14:38:31
本船的船⼼位置,沿著当时对地航向
000°
正北⽅
垂直向上拉出⼀
条直线(进距线),直到与步骤
1
的码头岸线相交。这两条线在交点处会呈现垂直关系,这条
纵向的⻑度就是本船此时此刻到码头转弯点的
可⽤的实际进距(
Advance
)。
「⼿指分规法」动态⽬测(如何得知
3
倍船⻑?)
⼿指跨距当分规:在雷达或
ECDIS
画⾯上,操船者会直接⽤⼤拇指与⾷指的指尖张开,跨在
14:38:31
那艘本船实际轮廓的船头到船尾(
LOA
)。
快速倒推量取:保持这个⼿指跨距不变,从
14:38:31
的船头开始,沿著
000°
正北⽅的进距线
往码头岸线「⼀步⼀步往上跨步移动」:
第⼀步(
1
倍船⻑
LOA
):约到达图中第⼆艘船(
14:39~14:40
转向初期)的位置。
第⼆步(
2
倍船⻑
LOA
):到达⼤⾓度转向弧度最陡峭(
14:41
斜向⽅位)的下⽅。
第三步(
3
倍船⻑
LOA
):指尖刚好顶到最上⽅的码头岸线(⽬标横距切线)。
实务效益:
1.
这种⽤⼿指直接当分规的盲操⼿法,⽐在选单内⼿忙脚乱去拉
VRM
圈快上数⼗
倍,能在动态靠泊的危急瞬间提供秒级的视觉反馈。
2.
当然对於⽼⼿来讲,只要靠码头的
ECDIS
海图⽐例尺是固定⼤⼩,本船船⻑的量尺
就是固定⼤⼩,这个⼿指跨距⼀张开就是固定
3
倍船⻑
LOA
⼤⼩,这是第⼀阶段⽤
3
倍船⻑⼿指跨距来量。
3.
等到熟练了,只要码头⽐例尺是固定⼤⼩,⽤眼睛⼀看就知道进距够不够
3
倍船⻑
回转之⽤。
判读操船临界与「无法回头点」的科学依据
实务警讯:⼤型货柜船在
8.9
节的⾼速下,⼀般右满舵(
Hard STBD
)回转的标准进距
(
Advance
)需要
3.5
⾄
4
倍船⻑
才能完成
90
度的航向改变。
助航设备的修正:虽然标准进距需要
3.5~4
倍船⻑,但此时因为有拖船全速推顶(
Aft Tug
Full to Push
)与主机进⾞
KICK IN
(提⾼舵效)的动态协助,船舶可以⽤较少的进距完成
90
度的急转回转。
操船抉择:当海图显⽰可⽤进距已经退缩到只有
3
倍船⻑时,代表已经到达了⽤舵的极限临界
点。如果不⽴刻⽤舵,船只将因巨⼤的纵向惯性(
Inertia
)冲过头,导致后续横距不⾜⽽无法
顺利对正码头,甚⾄发⽣擦撞危险。这也就是为什么图中在紧接著的
14:39:52
阶段,本船⽴
刻采取了
Hard STBD
(右满舵)加
Stop Eng.
(主机停⾞)
的极限操作,强迫船舶在最后的
3
倍船⻑极限进距内完成甩尾与对正。
此起严重事故的主要肇因可归纳为三⼤关键核⼼因素:
1.
进港操船速度过⾼(
Excessive Speed
)
报告指出,「⽶兰桥号」在驶⼊釜⼭新港(
Busan New Port
)准备靠泊
PNC 8
号码头时,其接近与
靠泊的操船速度明显过⾼,未能在进⼊限制⽔域时及时减速。⾼达
8
⾄
9
节以上的速度产⽣了巨⼤的纵
向与横向动量(
Momentum
),导致后续在有限空间⼤⾓度转弯时,回转纵距(
Advance
)和横距极度不
⾜。
(
注
:
错误估计,原因是船头的阻⼒不⾜,⾒操船点线⾯。
)
2.
严重忽视「空载压舱不⾜(
Light Ballast
)」对舵效的冲击
事故发⽣时,该轮刚结束船坞维修(
Dry Dock
)正准备重新投⼊航线,船上处於完全没有载货的空
载压舱状态。
⾞叶与舵板严重裸露:调查证实,因压载⽔不⾜,该轮进⼊港⼝时⼤约有三分之⼀(
1/3
)的
螺旋桨⾞叶与舵板完全暴露在⽔⾯之上。
(
注
:
错误陈述,原因是船头的吃⽔不⾜,不具回转时
船头需要的刹⾞阻⼒,⾒操船点线⾯。
)
回转半径剧增:由於船头未能完全浸⼊⽔中,船舶流体动⼒学中的船头需要的⽔下刹⾞与回转
速率(
Rate of Turn
)遭到极度削弱。尽管引⽔⼈拼命尝试下达舵令,并配合船艏侧推器与拖
船控制,⼤船仍因巨⼤的惯性与微弱的船头阻⼒,产⽣了超出预期的超⼤回转半径。
解决之
道就是加派船头拖船,以产⽣⾜够的回转⼒距。
港内盲⽬操作与「无法回头点」失控
在极⾼进港航速(约
8.9
节)与缺乏吃⽔压舱的双重劣势下,船舶在进⾏
90
度⼤⾓度转向靠泊时,
已经严重退缩到了极限安全进距(
Advance
)之外。最终船舶产⽣严重的「横向甩尾偏航」,但是没有善
加利⽤,在不知道如何处理的失控状态下,
(
⼀是控制航向向外舷开,拉开横距,⼆是⽴即停船,调整船
位,重新靠码头
)
。连续撞击并完全摧毁了
85
号货柜码头桥式起重机(
Gantry Crane
),并连带推轨、
损坏了相邻的
81
、
83
、
84
号起重机,甚⾄擦撞了靠泊中的
Seaspan Ganges
轮。
ECDIS
)与⼿指分规的进距量测实务
当电⼦海图开启真实船型⽐例(
LOA Display
)时,海图上显⽰的本船船⻑就是最天然的量尺。以下
是船⻑与当值船副在
14:38:31
时,不依赖繁琐的
VRM
选单、直接利⽤「⼿指跨距分规法」⽬测出剩下
3
倍船⻑进距的标准操作:
1.
建⽴「⽬标横距切线(
Transfer Line
)」
操作与对⿑:以图中最上⽅码头前缘的岸线(约
095°
)为基准,设为新航向的平⾏线。这条
平⾏线代表船舶必须完全转向完成,并做后续平⾏靠泊的基线。
延伸「原航向进距线(
Advance Line
)」
操作与对⿑:从
14:38:31
本船的船⼼位置,沿著当时对地航向
000°
正北⽅
垂直向上拉出⼀
条直线(进距线),直到与步骤
1
的码头岸线相交。这两条线在交点处会呈现垂直关系,这条
纵向的⻑度就是本船此时此刻到码头转弯点的
可⽤的实际进距(
Advance
)。
「⼿指分规法」动态⽬测(如何得知
3
倍船⻑?)
⼿指跨距当分规:在雷达或
ECDIS
画⾯上,操船者会直接⽤⼤拇指与⾷指的指尖张开,跨在
14:38:31
那艘本船实际轮廓的船头到船尾(
LOA
)。
快速倒推量取:保持这个⼿指跨距不变,从
14:38:31
的船头开始,沿著
000°
正北⽅的进距线
往码头岸线「⼀步⼀步往上跨步移动」:
第⼀步(
1
倍船⻑
LOA
):约到达图中第⼆艘船(
14:39~14:40
转向初期)的位置。
第⼆步(
2
倍船⻑
LOA
):到达⼤⾓度转向弧度最陡峭(
14:41
斜向⽅位)的下⽅。
第三步(
3
倍船⻑
LOA
):指尖刚好顶到最上⽅的码头岸线(⽬标横距切线)。
实务效益:
1.
这种⽤⼿指直接当分规的盲操⼿法,⽐在选单内⼿忙脚乱去拉
VRM
圈快上数⼗
倍,能在动态靠泊的危急瞬间提供秒级的视觉反馈。
2.
当然对於⽼⼿来讲,只要靠码头的
ECDIS
海图⽐例尺是固定⼤⼩,本船船⻑的量尺
就是固定⼤⼩,这个⼿指跨距⼀张开就是固定
3
倍船⻑
LOA
⼤⼩,这是第⼀阶段⽤
3
倍船⻑⼿指跨距来量。
3.
等到熟练了,只要码头⽐例尺是固定⼤⼩,⽤眼睛⼀看就知道进距够不够
3
倍船⻑
回转之⽤。
判读操船临界与「无法回头点」的科学依据
实务警讯:⼤型货柜船在
8.9
节的⾼速下,⼀般右满舵(
Hard STBD
)回转的标准进距
(
Advance
)需要
3.5
⾄
4
倍船⻑
才能完成
90
度的航向改变。
助航设备的修正:虽然标准进距需要
3.5~4
倍船⻑,但此时因为有拖船全速推顶(
Aft Tug
Full to Push
)与主机进⾞
KICK IN
(提⾼舵效)的动态协助,船舶可以⽤较少的进距完成
90
度的急转回转。
操船抉择:当海图显⽰可⽤进距已经退缩到只有
3
倍船⻑时,代表已经到达了⽤舵的极限临界
点。如果不⽴刻⽤舵,船只将因巨⼤的纵向惯性(
Inertia
)冲过头,导致后续横距不⾜⽽无法
顺利对正码头,甚⾄发⽣擦撞危险。这也就是为什么图中在紧接著的
14:39:52
阶段,本船⽴
刻采取了
Hard STBD
(右满舵)加
Stop Eng.
(主机停⾞)
的极限操作,强迫船舶在最后的
3
倍船⻑极限进距内完成甩尾与对正。
此起严重事故的主要肇因可归纳为三⼤关键核⼼因素:
1.
进港操船速度过⾼(
Excessive Speed
)
报告指出,「⽶兰桥号」在驶⼊釜⼭新港(
Busan New Port
)准备靠泊
PNC 8
号码头时,其接近与
靠泊的操船速度明显过⾼,未能在进⼊限制⽔域时及时减速。⾼达
8
⾄
9
节以上的速度产⽣了巨⼤的纵
向与横向动量(
Momentum
),导致后续在有限空间⼤⾓度转弯时,回转纵距(
Advance
)和横距极度不
⾜。
(
注
:
错误估计,原因是船头的阻⼒不⾜,⾒操船点线⾯。
)
2.
严重忽视「空载压舱不⾜(
Light Ballast
)」对舵效的冲击
事故发⽣时,该轮刚结束船坞维修(
Dry Dock
)正准备重新投⼊航线,船上处於完全没有载货的空
载压舱状态。
⾞叶与舵板严重裸露:调查证实,因压载⽔不⾜,该轮进⼊港⼝时⼤约有三分之⼀(
1/3
)的
螺旋桨⾞叶与舵板完全暴露在⽔⾯之上。
(
注
:
错误陈述,原因是船头的吃⽔不⾜,不具回转时
船头需要的刹⾞阻⼒,⾒操船点线⾯。
)
回转半径剧增:由於船头未能完全浸⼊⽔中,船舶流体动⼒学中的船头需要的⽔下刹⾞与回转
速率(
Rate of Turn
)遭到极度削弱。尽管引⽔⼈拼命尝试下达舵令,并配合船艏侧推器与拖
船控制,⼤船仍因巨⼤的惯性与微弱的船头阻⼒,产⽣了超出预期的超⼤回转半径。
解决之
道就是加派船头拖船,以产⽣⾜够的回转⼒距。
港内盲⽬操作与「无法回头点」失控
在极⾼进港航速(约
8.9
节)与缺乏吃⽔压舱的双重劣势下,船舶在进⾏
90
度⼤⾓度转向靠泊时,
已经严重退缩到了极限安全进距(
Advance
)之外。最终船舶产⽣严重的「横向甩尾偏航」,但是没有善
加利⽤,在不知道如何处理的失控状态下,
(
⼀是控制航向向外舷开,拉开横距,⼆是⽴即停船,调整船
位,重新靠码头
)
。连续撞击并完全摧毁了
85
号货柜码头桥式起重机(
Gantry Crane
),并连带推轨、
损坏了相邻的
81
、
83
、
84
号起重机,甚⾄擦撞了靠泊中的
Seaspan Ganges
轮。
