利用雷达和电子海图AIS的BCR_BCT来避碰

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1、利用雷达和电子海图AIS的BCR、BCT来避碰沈建云（深圳港引航站深圳福田518031）摘要：现代航海技术已经得到广泛应用并保持持续发展，如雷达ARPA、AIS、ECDIS的综合应用，船舶避碰通常是通过DCPA、TCPA来判断危险的紧迫程度。近年来，为了适应船舶在狭水道、港口等密集水域航行，提出了BCR（BOWCROSSRANGE）、BCT(BOWCROSSTIME)的概念，为船舶在狭水道和密集水域精确避让提供了可靠的数据。本文主要介绍利用ECDIS可视的DCPA、BCR点，参考TCPA、BCT来采取避碰。关键词：狭水道避碰雷达

2、AIS@ECDISBCRBCTDCPATCPA0引言图1雷达坐标图船舶碰撞是船舶海上安全带的事故，往往会造成海上人命、货物和当事船舶的巨大损失，也会造成严重的环境污染。当系统观测目标到达B点时，我们根据VR、φR以及B航海界一直把如何避免船舶碰撞作为一门重要的课题来研点的位置可求得目标的DCPA来船与本船的最近会遇距离与究，随着科技的进步，船舶装备了大量的先进的雷达和AIS@TCPA来船与本船的最近会遇时间、来船过本船船首的距离ECDIS系统来减少海上的碰撞事故的发生，如何充分利用好BCR（BOWCROSSRANGE）和来船过本

3、船船首时间BCT这些先进的助航设备，是我们研究的重要课题。（BOWCROSSTIME）1雷达、AIS获取DCPA/TCPA,BCR/BCT的过程分析1.1雷达电磁波的反射特性雷达是利用电磁波的反射特性在某一时刻测得相对我船的方位（舷角）和距离，得到目标船的位置A，经过时间Δt后，用同样方法测得目标船的第二个位置B。目标船相对航速、航向的计算，由图1可见，经过A、B位置差计算，可以推算出目标船的相对航向φR以相对航速VR。1.2AIS协助避碰求DCPATCPA和BCRBCT在避碰计算中，将本船与目标船的地理位置信息换算为NAVIG

4、ATION相对本船的位置数据，设本船船位为（λo，φo），目标船的船位为（λt，φt），则目标船与本船的位置差为（Dλ，Dφ），其中Dλ=λt-λoDφ=φt-φo其中DMP为纬度渐长率差，因在避NAVIGATION航海55MarineTechnology航海技术碰中本船和目标船的位置较近，近似认为但是这种利用ARPA进行避碰操作有很大的局限性，主要是目标船的距离：ARPA获取目标信息的可靠性问题，比如处于海浪、雨雪和阴影盲区的目标。ARPA在对雷达探测的目标进行滤波和平滑处理的过程中，因受信息处理技术的局限性而存在“误、漏、丢

5、”目标的现象，天气状况不好时，从ARPA上得到的信息也有一定的误差。这些局限性将直接影响船舶安全。2.2AIS在避碰在的应用AIS系统采用海上移动HF的161.975MHz和162.025MHz的两个频点即海上VHF87B/88B频道采用TDMA技术收发信号。1）AIS系统可在无须人工介入的情况下，主动连续地向具有适当配备的主管当局的岸台和其他船舶提供本船的静态信息、动态信息、与航行有关信息和与安全有关信息。①静态信息包括：IMO编码、呼号和船名、船的长度和图2AIS坐标图宽度、船的类型、定位天线在船上的位置等②动态信息包括：船

6、位、国际协调时、对地航向、对地速度、航迹向、航行状态、转向率、横倾角、纵倾和横摆（其中后三项为选用项）等③与航行有关信息：船舶吃水、危险货物类型、目的港和预计到达时间、航行计划（选用项）等。④与安全有关信息包括：航行警告、气象警告、气象预报、潮流、搜救、卫导修正量和调度船代信息等2）以适当的更新速率提供船位和操纵信息以便于管理当局和其他船舶精确跟踪和监视船舶动态，自主模式下的信2比较雷达和AIS的避碰息更新速率因船舶类型不同而不同，如表1。2.1雷达避碰特性表1A类AIS信息更新时间表由于雷达电磁波存在直线传播特性，雷达存在盲区

7、，在船速或状态更新时间应用雷达避碰时，当他船回波影像向本船靠近时，虽近在咫尺，锚泊、靠泊船3min却可能无法掌握来船当时情况；船舶在驶近被居间障碍物遮0—14kn10s0—14kn及转向3.3s蔽他船的水道或航道的弯头时，由于雷达无线电波被阻挡，14—23kn6s无法探测到障碍物遮蔽水域通航环境情况，盲目相信雷达将14—23kn及转向2s使驾驶员措手不及；在使用雷达进行避让时，避让效果在雷大于23kn2s达上反应迟钝。普通雷达进行标绘采取避让行动时至少要对大于23kn及转向2s目标船进行3次以上，每次间隔3分钟，需要9分钟的时间

8、。表2非A类AIS信息更新速率表ARPA标会需要3分钟。另外，雷达对小物标及对无线电波反船速或状态更新时间射弱的物标可能探测不到，不恰当使用“雨雪抑制”和“海船速≤2节3min浪抑制”，以及外界环境干扰均可能丢失部分物标和出现假船速2—14节30sec回波等现象