航迹导航系统介绍.pdf

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1、第41卷第3期2012年06月船海工程SHIP&0CEANENGINEEmNGV01．41No．3Jun．2012DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2012．03．009航迹导航系统介绍姚明捷(南通中远川崎船舶工程有限公司，江苏南通226005)摘要：介绍航迹导航系统的规范要求、功能优点、性能及检验标准、分类及特点；说明常用厂家配置情况；以入级NK的船为例说明航迹导航系统的实船试验的要求，展望航迹导航系统今后的应用趋势。关键词：航迹导航；自动；艏向控制；电子海图中图分类号：U664．82文献标志码：B文章编

2、号：1671-7953(2012)03-0024-03随着航运事业的飞速发展，船舶自动化程度的不断提高，如何高效的操船，如何减轻船员的负担，如何减少人为操作失误导致的事故等，越来越多的受到业界和船东的关注。航迹导航系统(trackcontrolsystem，TCS)越来越多地受到船东的青睐。1规范要求及配置现状在国际海事组织下属的海上安全委员会(海安会)第73界会议上，通过了MSC．99(73)决议，对SOLAS进行了修正。修正后的SOLAS第5章第19条2．8．2要求，1万总t以上的船需要配置1套艏向或航迹控制系统，或其它装置，

3、用于自动控制和保持艏向和／或直航迹。船厂设计标准，仅要求配置艏向控制系统(headingcontrolsystem，HCS)，船上都通过自动舵来实现该功能。但近来越来越多的船东为减轻船员负担、提高船舶自动航行功能，会要求船厂在配置HCS的基础上增加航迹控制系统(TCS)。要实现TCS功能，船上除了自动舵等SOLAS必须配置的导航设备外，还必须加装非SOLAS强制要求安装的电子海图(ECDIS)。配置了TCS功能后，一般在大洋上的开阔水域，船员可以在EC·DIS上设置航迹点，通过ECDIS接收到的艏向、船位、船速、风速风向等信号，得

4、出目前航迹和预设航迹之间的偏差。在ECDIS内部进行计算，然后由ECDIS向自动舵(即艏向控制系统)发出调整艏向收稿日期：2011—1l—Ol修回日期：2012—02一12第一作者简介：姚明捷(1977一)，男，学士，工程师。研究方向：船舶设计E·mall：yaomingjie@nack．eom的信号，控制船舶在各航迹点之间的自动航行。可以看出，TCS功能可以有效减轻船员负担，不用安排船员持续控制自动舵，实现了自动调整航向保证航迹的功能，有效提高船舶航行的自动化程度。国际海事组织下属的海上安全委员会(海安会)第69界会议通过了决议

5、MSC．74(69)，其中附件2是航迹控制系统性能标准建议案，明确了航迹控制系统(TCS)的具体要达到的性能标准。与之配套的，IEC颁布了IEC62065：2002航迹控制系统的检验标准。2具体分类及特点2．1具体分类在TCS检验标准中，对航迹控制系统分为三类：CategoryA、CategoryB、CategoryCo1)CategoryA。仅实现两个航迹点间及多个处于同一条直线上的航迹点之间的航迹导航，简言之就是只实现直线上的导航，理论航线就是一条直线，不存在拐点，在航线上会对船舶偏移预计航线距离进行监测，如超出，会发出警报，

6、如需转向，必须切换到手动操舵或HCS，具体见图1。图1TCSCategoryA航迹示意航迹导航系统介绍——姚明捷2)CategoryB。在完全满足CategoryA的基础上，可以实现多个航迹点之间折线航线的半自动导航，但在拐点处的拐弯需要人工辅助，且拐弯仅基于预设好的拐弯半径或转向速率，而不考虑船位、船速、风速、艏向等因素的影响，见图2。3)CategoryC。在完全满足CategoryA的基础上，可以实现多个航迹点之间折线航线的全自动导航，在拐点处的拐弯全自动完成，不需要人工辅助，系统会通过对各输入参数(如船位、船速、拐弯，全航

7、线对船舶偏移预计航线距离进行监测，如超出，会发出警报，见图3。3常用厂家配置情况具体配置哪种Category，需要ECDIS及HCS(自动舵)厂家联合研制、开发、申请、取证。从常用的厂家配置来看(见表1)，目前主流厂家一般按照CategoryC来配置；也有一些厂家按照Cate．goryB来配置；对CategoryA，由于局限性太强，实际使用意义不大，且CategoryB、C均已包含Cate-goryA的所有功能，所以一般厂家都不考虑仅配风速、艏向等)的计算，自动调整舵角，实现平滑置CategoryA型的TCS。裹1航迹导航系统常用

8、厂家配置4实船试验由于TCS功能涉及船舶的航行安全，船级社均要求船舶在海试时对TCS功能进行演示报验。以某船(TCSCATEGORYC，船级NK，ECDIS厂家JRC，HCS厂家TOKYOKEIKI)为例，介绍主要的验证要点。1)预设航迹；见图4。