浅析船舶后驾控台加装雷达显示单元在海上救助作业中的应用

摘要：本文结合多年的海上救助实践经验，重点对救助船舶后操作台加装雷达显示单元进行研究，并对“东海救116”轮船舶试加装及其在海上救助作业中的实际应用进行介绍，对于广大救助船舶、三用船舶等工程船的设计建造及加改装等有着现实的参考意义。

关键词： 雷达视频传输 救助船舶 海上救助

引言

海上救助作业多半是在大风浪中进行的，救助船舶实施救助作业时，通常采取尾操作方式，用救助船舶船尾部接近遇险船舶，实施救助。然而在船舶实施尾操纵靠离难船期间，因救助船后驾控台的导航、助航仪器较少，尤其在恶劣海况中实施救助，作业风险和操纵的难度会大大增加。本文作者结合多年的海上救助实践经验，重点对救助船舶后操作台加装雷达显示单元进行研究、制订方案，并对“东海救116”轮船舶试加装及其在海上救助作业中的实际应用进行介绍，此举有利于船舶驾驶员在尾操纵驾驶船舶时，在能见度较低等恶劣气象条件下，更加精准的辨别周围船舶的实时位置、动态，提高救助船舶安全救助和救助质量等有着现实的指导意义。

1 船用雷达

船用雷达是船长和驾驶员的“眼睛”。船用雷达已经问世六十余年。早期的雷达只能发现物标和测量物标的距离、方位，主要是定位。接着就用于助航。近二十年来，随着计算机技术、电子技术的迅猛发展，技术人员根据航海人员的需求，不断研制和开发新型雷达，增加新的功能，使雷达发挥更大作用。如以计算机自动标绘代替传统的人工标绘，减轻了航海人员的工作强度、减少了人为差错的可能。如船舶自动识别系统（his）、电子海图系统（ECS）融合入雷达，为航海人员提供准确、直观和信息丰富的现场态势画面，可适应多船相遇、快速逼近及机动频繁等的局面。

目前的新型船用雷达已经使用高分辨率、高对比度、高清晰度和大屏幕的彩色液晶显示器 （LCD），在雷达屏幕上根据物标回波的强度用不同颜色显示，用来区别船、岸等不同的物标。能显示安装AIS物标船和AIS虚拟航标等的特殊标记，能显示多艘船的信息（以往的雷达只能显示一艘船的信息），在电子海图上能叠加显示雷达录取的目标，使航海人员能立刻判断出移动目标、灯浮和其他静止物标等。所以正确使用、研究和利用雷达功能显得更加重要。

2 船舶后操纵台雷达显示单元加装

随着新型船用雷达陆续普遍使用，航海人员从雷达中能明确判断各类目标，以及雷达中各目标矢量线的方向和长短确定物标船的运动方向和快慢等。因此救助船舶后操纵台加装雷达显示单位，更有利于船舶驾驶员在尾操纵驾驶船舶时，有其在能见度较低等恶劣气象条件下，更加精准的辨别周围船舶的实时位置、动态，提高救助船舶安全救助和救助质量。

我单位船队大多救助船舶驾驶台前部左右各有一台雷达，研究小组决定以“东海救116”轮为试点船舶，现场研究勘察摸索后，指定方案。

2.1“东海救116”轮驾驶台前部左右各一台雷达，型号均为JRC JMA-9122-9XA。研究该雷达说明书视频输出部分线路图，发现该雷达有三个VGA视频输出接口，分别为J4405，J4406和J4409。打开雷达处理单元，找到图纸中表面的三个端口，发现J4406口输出至该雷达显示单元，J4409口输出至航行数据记录仪信号采集箱，J4405口处于空闲，见图1。

2.2根据雷达处理单元上有剩余一处J4405视频信号输出口，策划方案一为由此处连接一根VGA线到后驾驶台接到一个显示器上，实现雷达视频图像的同步显示。

2.3根据J4409口输出至航行数据记录仪信号采集箱，策划方案二为由航行数据记录仪信号采集箱，取任一台雷达连接过来的一路VGA信号，接到驾驶台后部一个显示器上，实现雷达视频图像的同步显示。

2.4根据“东海救116”轮驾驶台现场实际情况，研究小组决定采用方案二进行，对于船舶加铺线路相对较为便利；而对于新造船舶可采取方案一，把线路预先铺好。

2.5研究小组对航行数据记录仪信号采集箱进行研究，该船航行数据记录仪型号为HLD-B2 VDR，通过研究接线图，发现J200和J201口分别为前驾驶台左、右两台雷达视频信号输出接入端口，见图2和图3。

2.6考虑到VGA视频接口虽然它是种模拟接口，但是由于VGA将视频信号分解为R、G、B三原色和HV行场信号进行传输，所以在传输中的损耗还是相当小的。因此研究小组取VDR信号采集箱中一路VGA视频信号J200，改为接入视频分配器VIDEO SPLITTER IN端口，分配器的OUT1视频口接回至VDR，OUT2视频口接到驾驶台后部一台显示器上，见图4，视频分配器VIDEO SPLITTER OUT2端口临时连接一个临时显示器测试，显示效果清晰，但由于测试显示器采用的是宽屏显示器，原雷达显示4：3的图像，现在拉扁成16：9的效果，见图5。

2.7考虑到VIDEO AV视频线较细，AV线能有效排除外来电磁干扰，又较方便穿到后驾驶台显示器处，研究小组购置VGA转AV设备，见图6，经现场实验证明图像可以传输，然而因线路相对较长，信号衰减较严重，导致图像失真较明显，较为模糊，

见图7，因此放弃此AV线传输方案，仍采用VGA线视频传输。

2.8 VIDEO SPLITTER OUT2视频输出线连接到后驾驶台一个闲置显示器，显示效果依然清晰，无失真，同样是因接入的为宽屏显示器，视频信号被拉扁成16：9的效果，见图8。如需避免此类情况，只需更换接入一台4：3的显示器即可恢复正常。

2.9驾驶台后部加装雷达显示单元遇到的几个问题：

2.9.1后部加装的显示单元采用的是前驾驶台雷达的视频信号，因此屏幕显示的图像与驾驶人员通过肉眼观测的实际图像方位相差180度。

2.9.2后部显示单元处无法对雷达进行操作，更改视程或调节雷达增益等。

2.9.3后部显示器须用4：3屏幕，输出到宽屏显示器上会导致图片变扁。

3 后驾驶台加装雷达显示单元在海上救助作业中的应用

3.1雷达显示船舶矢量线的运用

一般而言，雷达显示船舶矢量线的方向是其瞬时运动方向，一定时间段内矢量线的长短表明船舶运动的快慢。如果雷达中的航速输入来自GPS，那么矢量线与船首线的夹角可以看作船舶所受的风流压夹角；运用人工标绘或ARPA捕捉物标船后，可根据其矢量线的方向和长短确定物标船的运动方向和快慢等。

当救助船舶于难船相遇时，经人工标绘或自动标绘后有两种简易方法判断是否存在碰撞危险：一是真矢量法，用慢慢延长真矢量线的时间.看其端点是否重叠或是否很接近，如两端点重叠或接近.则表示物标船与本船有碰撞危险。该端点所在区域就是存在碰撞危险的区域。图1较难判断哪些船有碰撞危险，T 1为右舷交叉相遇船，T2为左舷交叉相遇船，T3为左舷追越船。

图2通过延长真矢量线时间可以发现T 1存在碰撞危险，T2有碰撞危险，T3没有碰撞危险。二是用相对矢量法，真矢量显示模式转换成相对矢量显示模式.如果物标船相对矢量的延长线通过本船中心或与MIN CPA （最小会遇距离）圆相交，则表示与本船有碰撞危险。

3.2 在靠泊时真矢量线的运用

一般情况下，船长、驾驶员通过观察参照物来判断靠泊角度、靠泊速度等，但是当靠泊时遇雾，受雷暴雨、沙暴影响视线下降时，可能会使判断失误，那么真矢量线的运用是有所帮助的。具体方法是缩小量程并将真矢量线时间延长（如1.5海里量程用20 min左右的真矢量线时间，较短的矢量线时间会造成船舶运动的细微变化不易察觉），到码头边靠泊时，最佳的矢量线方向应与码头岸线和本船艏艉线成900左右，靠泊速度小于0.5 kn。这样基本上能保证船舶平行、安全地靠泊。

4 使用后驾驶台雷达显示单元的注意事项

后部加装的显示单元采用的是前驾驶台雷达的视频信号，因此屏幕显示的图像与驾驶人员通过肉眼观测的实际图像方位相差1800。因此船长、值班驾驶员使用该雷达显示单元操作船舶时应尤其特别注意这一问题。

另外因为本船矢量线的起始点是GPS天线的位置，故其显示的运动方向是GPS天线处的运动方向，而非整个船身的运动方向。在直线航行时，矢量线的方向就是整个船身的运动方向。观测后驾驶台单元中的船舶矢量线也是同实际的船舶方向是相反的。

5 后驾驶台加装雷达显示单元的前景展望

本文重点对救助船舶后操作台加装雷达显示单元进行研究，并对“东海救116”轮试加装及实践，这种改装对于救助船舶，尤其在能见度较低等恶劣气象条件下实施救助期间，更够为救助船舶船长、驾驶人员，更加精准的辨别周围船舶的实时位置、动态，提高救助船舶安全救助和救助质量等。

参考文献

[1]王世远主编 航海雷达与ARPA[M].大连海事大学出版社，1998

[2]JRC JMA-9122-9XA雷达安装、操作说明书