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Chapter 12 Dynamic Navigation Competence3
http://www.sailed4seas.com/ 李文愚的個人網站
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Chapter 12 Dynamic Navigation Competence

前言(Preface)

本章為本系列的終結篇。在前面的章節中,我們進行了十個演練場景,循序漸進地探討了短期記憶(STM)、技能發展、工作習慣、情境意識、圖像意識(Graphical Awareness),以及最終的碰撞意識(Collision Awareness)等關鍵概念。這些主題的深度與相互關聯性可能極具挑戰性——不僅對讀者而言如此,對作者本人來說亦是如此。

這種編排方式背後的原理幾乎是潛意識地浮現於我的腦海中,正如我在過去二十年的寫作與思考過程中所經歷的那樣。短期記憶(STM)以數位方式運作,記錄著諸如航速、艏向和舵角等精確數值——這些都是我們常試圖追蹤與管理的細節。雖然記住每一個數位輸入可能並不切實際,但重點在於知道在需要時,該去何處以及如何擷取並驗證這些資訊。

這個過程可能會讓人極具沉浸感,幾乎就像《黑客任務》(The Matrix)中的數位瀑布,或者正如伊隆·馬斯克(Elon Musk)所思索的那樣——提醒著人類同樣在感知的編碼結構與反應機制中運作。然而,在海上航行的相對世界中,若缺乏情境,像「快」或「慢」這樣的絕對概念便會失去意義。我們無須回歸到無休止的數位數據比較;相反地,圖像意識提供了一種更直觀且整體(Holistic)的解決方案。因此,我們將短期記憶視為情境意識的基礎——其價值不在於其本身,而在於它如何透過圖像來支持更廣泛的相對理解。

圖像意識的技能建立於視覺瞭望期間對相對方位(Relative Bearings)的解讀,以及對雷達上速度向量(Speed Vectors)的分析。我們的航速是否適當?透過比較我船與其他船隻的速度向量長度,我們能識別出誰在超速以及誰構成碰撞風險。我們當前的航向是否安全?速度向量與碰撞點(Collision Points)的吻合或偏離程度將揭示答案。在轉向過程中,我們透過碰撞線(Collision Lines)評估風險,並衡量操船時間是否充足。在狹窄海峽中,我們檢查速度向量是否與分道航行區(Separation Zones)或浮標線平行。像電子方位線(EBL)和平行預測線(Parallel Indexing)等進一步的工具,更可協助確定轉向點(Wheel-over Points)、抑舵(Counter-rudder)時機,甚至透過向量間隔來預估到達轉折點(Waypoints)的時間。歸根結底,只要理解相關原理並保持嚴謹的工作習慣,一份解讀良好的圖像便能提供清晰的情境。

最後,碰撞意識代表了複雜航行場景中最高層次的決策能力。在這些章節中,我們始終強調對所有附近船隻及潛在碰撞點進行系統性的評估。在駕駛台上,無論是由經驗豐富的船長還是引水人進行,這種評估往往是在沉默中進行的——因為時間很少允許長時間的商討。透過重複練習與完善習慣,圖像意識將轉化為內在能力,指引源自深厚經驗的本能決策。

在本終章中,我們將探討錯置的本能如何導致操船作業中產生適得其反的習慣。透過分析這些錯誤,我們突顯了前述演練與圖示的實用價值,提供了一個汲取教訓並強化航行判斷力的契機。

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### 12 – 01 碰撞意識演練 – 11 視覺瞭望(Visual Lookout)

**12-01 分配給視覺瞭望的時間,取決於您對 ARPA(自動避碰繪圖儀)的熟練程度。**

**圖 12-01 開始時 3 分鐘與 6 分鐘的本船速度向量**

**初始狀態(參考圖 12-01):情境意識為:**

1. 本船初始設定為 3 分鐘速度向量:真航向 065°(T),航速 21 節。
2. 速度向量長度約為 10.5 鏈(Cables)。
3. 在右舷觀察到三艘交叉船隻,但初始精確距離未知。
4. 將速度向量延長至 6 分鐘後,揭示了一個涵蓋所有三艘交叉船隻的共有碰撞區(Shared Collision Area)。

**圖 12-02 運行一分鐘時 3 分鐘與 6 分鐘的本船速度向量**

**演練時間經過 01 分鐘後:**
**情境意識為:**

1. 在將主機轉速降至 16% 後,本船航速已從 21 節降至 18.4 節。
2. 儘管使用了車鍾設定,但由於船隻自初始車速產生的剩餘慣性(Momentum),螺旋槳轉速的實際降低過程較為緩慢。
3. 本船航向保持穩定於 065°。

**圖像意識為:**

* 根據 3 分鐘向量,預計第一艘交叉船隻將在大約 3 分鐘內駛過本船船首。(觀察)
* 僅使用 3 分鐘向量時,另外兩艘交叉船隻的位置與其所構成的風險仍不明朗。(觀察)
* 將向量延長至 6 分鐘後,顯而易見的是,右舷的兩艘交叉船隻將在大約 6 分鐘內,於幾乎相同的碰撞區內與本船會合。(觀察)
* 在此場景中,單靠減速可能是無效的,特別是考量到船隻推進系統的延遲反應。
* 在此類情況下,優先選擇安全位置(例如透過改變航向)比僅依賴安全航速更為有效。(高密度航區的標準作業)
* 到目前為止,本船尚未採取任何避讓行動(例如改變航向)來減輕已識別的碰撞風險。(觀察)

**圖 12-03 運行兩分鐘時本船的 3 分鐘與 6 分鐘速度向量**

**演練時間經過 02 分鐘後:**
**情境意識為:**

1. 儘管在 01 分鐘 30 秒時將主機輸出增加至 48%,本船航速仍從 18.4 節降至 16.4 節。
2. 在 1 分鐘 30 秒執行「右滿舵」(Hard Starboard)指令後,本船航向已從 065° 變更為 067.8°。

**圖像意識為:**

* 第一艘交叉船隻將在大約 3 分鐘後抵達本船船首方向。(目視)
* 在 3 分鐘速度向量下,另外兩艘交叉船隻的情況仍不明。(目視)

**速度向量切換至 6 分鐘後的碰撞意識為:**

* 本船在 5 分鐘後與右舷的一艘交叉船隻(粉紅色圓圈內)存在碰撞風險。(利用 6 分鐘速度向量目視發現)
* 依據我們目前的航向,另一艘交叉船隻將在大約 4 分鐘後駛過本船船首。(技能如下)
* 透過驗證碰撞點(速度向量上的紅圈)位置,紅線長度約為該船 3 分鐘速度向量的三分之一。(使用手指跨度進行比較是不錯的方法,建議在 ARPA 旁準備一把分規)
* 本船剛才下了「右滿舵」指令。
* 向右舷改向時,需要針對第二艘交叉船隻進行精確控制。

**圖 12-04 運行 3 與 4 分鐘時 3 分鐘的本船速度向量**

**演練時間經過 03 分鐘時:**
**情境意識為:**

1. 在 02 分鐘 30 秒時將主機輸出增加至 90% 後,本船航速已從 16.4 節增加至 17.2 節。
2. 本船航速的增加,可能意在增強舵效(Rudder Effectiveness)、配合被追越船,或因應後方快速追越的船隻。(推測原因)
3. 在 30 秒內交替使用「右舵」、並於 2 分鐘 30 秒發出「右舵 15」指令後,本船航向已從 065° 變更為 076.3°(T)。

**12-02 提升您的 ARPA 技能,將能為視覺瞭望爭取更多時間。**

**圖像意識為:**

* 第二艘交叉船隻已向左改向。雖然其新航向未知,但其速度向量現在顯示與碰撞點有明確的分離。
* 根據速度向量分析,在當前航向 076°(T) 下,所有三艘交叉船隻似乎均在可控範圍內。(透過向量方向驗證安全性,具體讀數並不重要)
* 在此場景中,6 分鐘速度向量投射所能提供的即時清晰度,不如 3 分鐘向量。(只需檢查每艘船隻 3 分鐘後的位置及其向量方向即已足夠)
* 第一艘交叉船隻的碰撞點依然存在,但它很快就會駛過本船船首。(在雷達畫面中感知)
* 右舷第二艘交叉船隻已經向左改向,儘管其最終航向尚未確認:
* 對比一分鐘前的圖 12-03,其航向改變顯而易見。
* 在真實環境中,船長的時間可能在此期間被其他船隻的動態所分散。
* 當沒有時間仔細檢查時,使用 1.5 分鐘的尾跡(Trail)設定會非常有幫助,即使不知道先前航向,船長也能立即重新評估與 2 號船隻的碰撞風險。
* 根據目前的 3 分鐘投射,本船相對於 2 號船隻是安全的。



**碰撞意識為:**

* 若目標在 3 分鐘速度向量區域內改變航向,碰撞風險可能會陡然改變。(碰撞區風險)
* 在採取讓路行動之前,請確認 2 號船隻是否位於分道航行制(TSS)內。(它可能在 TSS 外部或平行於 TSS 航行。)
* 在決定避讓措施之前,請確認 2 號船隻的船型(例如:補給船、漁船)。(漁船或其他作業船隻可能在 TSS 邊界外作業。)
* 對目標航向進行持續的視覺監控至關重要。夜間可透過頭燈/航行燈的排列來估算其艏向。
* 視覺瞭望仍是偵測航向改變最靈敏的方法,因為它不像雷達向量那樣存在處理延遲。
* 可用於視覺監控的時間,直接取決於操作員在雷達瞭望上的熟練度與多工處理能力。(取決於技能)
* 本船在此航向與航速下是安全的,只是船長當時並未意識到此一狀況。

**演練時間經過 04 分鐘後(參考圖 12-04):**
**情境意識(04 分鐘後 – 參考圖 12-04):**

1. 本船航速在經歷 17.2、16.4 和 18.4 節的波動後,目前為 16.1 節。
2. 主機輸出降低至 59%(低於 2 分鐘 30 秒時的 90%),削弱了舵效。
3. 本船航向正在從 076.3° 轉變至 086°。
4. 「右舵」反應有效,但「左舵」反應有所延遲(如舵角記錄器所示)。
5. 目前正在使用「左滿舵」(Hard Port)指令來穩定本船航向。

**圖像意識為:**

* 1 號與 3 號船隻已駛過本船船首。(觀察)
* 2 號船隻現在位於右舷船首方向,幾乎處於對頭(Head-on)狀態。(注意:本船的操縱可能導致了混亂。)
* 若本船維持原有的 076°(T) 航向,與 2 號船隻的情況本應是安全的。(感知)
* 在轉向期間,船長應優先進行視覺瞭望以監控其他船隻的動態——特別是對於僅接受過雷達瞭望訓練的人員。(審慎做法)
* 減速過程並不連貫,且頻繁的操舵指令顯示出不確定性——這好比引水人在靠泊期間進行了比平時多三倍的舵角調整。(即使船隻無法產生反應仍頻繁下達舵令或改變航速,可能代表猶豫不決或缺乏經驗。)

**碰撞意識:**

* 目前的主要風險涉及幾乎處於對頭狀態的 2 號船隻。需要採取快速、果斷的行動以避免緊迫局面(Close-quarters situation)。
* 反覆的航速與航向變更可能會給其他船隻造成困惑。
* 簡化操縱動作有助於提高其他船隻對我船意圖的情境清晰度。
* 建議穩定航速與操舵,以恢復可預測性與掌控力。

**圖 12-05 運行 5 分鐘時 3 分鐘的本船速度向量**

**12-03 不可抗力:風與流是船長登駕駛台後應檢查的首要事項。**

**演練時間經過 05 分鐘後:**
**情境意識為:**

1. 本船航速在經歷 16.1、17.2、16.4 和 18.4 節的波動後,目前穩定於 15.3 節。
2. 主機輸出保持在 59%,自 02 分鐘 30 秒以來未再變動。
3. 本船航向已穩定於 086°,先前經歷了 065° 與 076.3° 的初始航向。

**舵效差異:**

* 「右舵」指令(較低控制範圍)顯示出比「左舵」反應(較高控制範圍)更好的效果。

**不可抗力考量:**

* 風向/風力與水流影響應是船長登上駕駛台後首先驗證的因素,因為這些要素會嚴重影響船隻的操縱性與舵反應。

**圖像意識為:**

* 1 號與 3 號交叉船隻已安全駛過本船船首。(觀察)
* 位於右舷船首的 2 號交叉船隻已向左改向。(觀察)
* 儘管逐漸減速,本船並未考量到目前正位於正橫方向(Abeam)的被追越船。(由於速度向量長度大致相同,本船航速仍快於該被追越船)
* 這可能構成一個錯誤:雖然本船速度較快,但預計碰撞點將在下一分鐘內變得狹窄。
* 在採取讓路行動前,請確認目標在分道航行制(TSS)內的位置及其作業類型。

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### 12 – 02 碰撞意識演練 – 12 觀察碰撞線風險

**參考圖 12-01,初始情境意識為:**

1. 本船初始設定為 3 分鐘速度向量:真航向 065°(T),航速 21 節。向量長度 ≈ 10.5 鏈。
2. 在右舷偵測到三艘交叉船隻,但初始距離未知。
3. 將速度向量延長至 6 分鐘後,揭示了一個涵蓋所有三艘交叉船隻的共有碰撞區。

**圖 12-06 運行 2 分鐘時 3/6 分鐘的本船速度向量**

**演練時間經過 02 分鐘後:**
**情境意識為:**

1. 在主機輸出初始降至 72%(操縱全速 Maneuvering Full)後,本船航速已降至 17.7 節(原為 21 節)。
2. 透過下達並維持 10 秒的「右舵 15」指令,本船航向正在從 065.8° 轉變至 071.8°(右轉)。

**圖像意識為:**

* **綠圈船隻:** 在 3 分鐘速度向量內未偵測到碰撞風險。(感知)
* **黃圈船隻:** 預計在大約 3 分鐘內駛過本船船首。(感知)
* **紅圈船隻:** 僅使用 3 分鐘向量時,風險仍不確定。(目視)

**12-04 如何在速度向量上記錄 3 分鐘的航程?**

**圖像意識(6 分鐘速度向量分析):**

* 紅圈船隻將在大約 4.5 分鐘內到達碰撞點。(目視)
* 碰撞點位於目標第二個 3 分鐘速度向量區段的中點附近。(技能)
* 現實世界中的雷達/ARPA 系統不會在速度向量上自動標記 3 分鐘的間隔。(目視)
* **替代方案:** 航海人員可以使用:
* 基於殘留向量記憶的目視估算。
* 實體工具(例如:分規、黃色蠟筆),在雷達螢幕上手動標記 3 分鐘長度。


* **審慎做法:** 隨手準備分規或標記筆,可顯著提高碰撞時間估算的準確性。

**碰撞意識為:**

* 本船預計在大約 5.0 分鐘內到達碰撞點(根據相對向量分析)。
* 交叉船隻(紅圈)將較早到達碰撞點——這對本船是一個有利條件,因為它為本船爭取了更多時間,以便在需要時調整航速或航向。(審慎)

**圖 12-07 運行 3.5 與 4.5 分鐘時 3 分鐘的本船速度向量**
售價 NT$ 300

Preface

This chapter concludes the series. Over the preceding chapters, we have navigated through ten exercises, progressively exploring key concepts such as short-term memory (STM), skill development, working habits, situational awareness, graphical awareness, and ultimately, collision awareness. The depth and interrelation of these themes may have proven challenging—not only to readers, but even to myself as the author.

The rationale behind this approach came to me almost subconsciously, as often happens during two decades of writing and reflection. Short-term memory (STM) operates digitally, capturing precise values like speed, heading, and rudder angles—details we often strive to track and manage. While retaining every digital input may be impractical, what matters is knowing where and how to retrieve and verify this information when needed.

This process can feel immersive, almost like the digital cascade in The Matrix, or as Elon Musk mused—a reminder that humans, too, operate within coded structures of perception and response. Yet, in the relative world of maritime navigation, absolutes such as “fast” or “slow” lose meaning without context. We need not revert to endless digital comparisons; instead, graphical awareness offers a more intuitive and holistic solution. Thus, we treat STM as foundational to situational awareness—valuable not on its own, but for how it supports a broader, relational understanding through graphics.

The skill of graphical awareness rests on interpreting relative bearings during visual lookouts and analyzing speed vectors on radar. Is our speed appropriate? By comparing our vector’s length to others, we identify who is overspeeding and who poses a collision risk. Is our current course safe? The alignment—or misalignment—of the speed vector with collision points reveals the answer. During turns, we assess risk via collision lines and evaluate whether maneuvering time is sufficient. In narrow straits, we check if our vector runs parallel to separation zones or buoy lines. Advanced tools like the EBL (Electronic Bearing Line) and parallel indexing further aid in determining wheel-over points, counter-rudder timing, and even estimating arrival times at waypoints through vector intervals. Ultimately, a well-interpreted graphic provides clarity—provided one understands the principles and maintains disciplined working habits.

Finally, collision awareness represents the highest level of decision-making in complex navigation scenarios. Throughout these chapters, we’ve emphasized systematic evaluation of all nearby vessels and potential collision points. On the bridge, this assessment often occurs silently—whether by a seasoned captain or pilot—as time seldom allows lengthy consultation. Through repetition and refined habits, graphical awareness becomes internalized, guiding instinctive decisions rooted in deep-seated experience.

In this final chapter, we examine how misplaced instincts can lead to counterproductive habits in ship handling. By analyzing these errors, we highlight the practical value of the preceding exercises and illustrations, offering a chance to learn from mistakes and strengthen navigational judgment.

12 – 01 Collision Awareness Exercise – 11 Visual Lookout

12-01 The Time allocated to visual lookout is your proficiency with ARPA. 

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Figure 12-01 Ownship speed vector in 3 and 6 minutes at beginning

Initial State (Refer to Figure 12-01): The situational awareness is

1. Ownship begins with a 3-minute speed vector: course 065°(T), speed 21 knots.

2. The vector length is approximately 10.5 cables.

3. Three crossing vessels are observed on the starboard side, though their exact distances are unknown initially.

4. Extending the speed vectors to 6 minutes reveals a shared collision area involving all three crossing vessels.

![/var/folders/hj/dx32097n1bd2m601fsp65h5w0000gn/T/com.microsoft.Word/WebArchiveCopyPasteTempFiles/1480314250-1709099923_n.png](media/image3.png)![/var/folders/hj/dx32097n1bd2m601fsp65h5w0000gn/T/com.microsoft.Word/WebArchiveCopyPasteTempFiles/1480314146-2040185531_n.png](media/image4.png)

Figure 12-02 Ownship speed vector in 3 and 6 minutes at one minute time

After 01minutes exercise time lapsed:

The situational awareness is 

1. Ownship speed has decreased to 18.4 knots from 21 knots, following a reduction of engine revolutions to 16%.

2. Despite the telegraph setting, the actual reduction in propeller revolutions occurs slowly due to the vessel’s residual momentum from its initial speed.

3. Ownship’s course remains steady at 065°. ​

The Graphical Awareness is 

- The first crossing vessel is projected to pass ownship’s bow in approximately three minutes (based on the 3-minute vector). (Observation)

- The positions and risks posed by the other two crossing vessels remain unclear using only the 3-minute vector. (Observation)

- After extending the vector to 6 minutes, it becomes evident that two crossing vessels on the starboard side will converge with ownship in nearly the same collision area within about 6 minutes. (Observation)

- Relying solely on speed reduction may be ineffective in this scenario, especially given the delayed response of the vessel’s propulsion system.

- In such cases, prioritizing a safe position (e.g., via course change) is more effective than relying only on safe speed. (Standard practice in high-density areas)

- So far, ownship has not taken any evasive action (e.g., course alteration) to mitigate the identified collision risks. (Observation)

![/var/folders/hj/dx32097n1bd2m601fsp65h5w0000gn/T/com.microsoft.Word/WebArchiveCopyPasteTempFiles/1480314067-1122213092_n.png](media/image5.png)![/var/folders/hj/dx32097n1bd2m601fsp65h5w0000gn/T/com.microsoft.Word/WebArchiveCopyPasteTempFiles/1480313990-1474170036_n.png](media/image6.png)

Figure 12-03 Ownship’s 3-minute and 6-minute speed vectors at the 2-minute mark

After 02minutes exercise time lapsed:

The Situational Awareness is 

1. Ownship speed has decreased to 16.4 knots from 18.4 knots, despite an increase in engine output to 48% at the 01 minute 30-second mark.

2. Ownship’s course has changed from 065° to 067.8° following a “Hard Starboard” rudder command initiated at 1 minute 30 seconds. ​

The Graphical Awareness is 

- first crossing vessel will be about ownship bow after 3 minutes. (sighted)

- Two other crossing vessels are unknown with 3 minutes speed vector. (sighted)

The Collision Awareness after speed vector change to 6 minutes is:

- Ownship have collision risk with one starboard side crossing vessel (in pink circle) after 5 minutes. (sighted with 6 minutes speed vector)

- Another crossing vessel will pass ownship bow after 4 minutes in our heading now. (skill as below)

- By verifying collision point (red circle on speed vector) position, red line length is about one third of her three minutes speed vector. (By using finger span to compare is Good, have a divider beside ARPA is recommended)

- Ownship had a “Hard Starboard” rudder command right now.

- Alter course to starboard side need to be carefully controlled for second crossing vessel.
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