大连海事大学航海毕业论文
大连海事大学
毕业论文Array
二○一一年十月
谈狭水道中利用助航标志导航
姓名：董少华
学号：2220070924
班级：航海07级8班
中文摘要
狭水道航行是航海航行中的一个重要方面，然而狭水道航行有其特殊性，它较一般海上航行有着更多的困难，比如航道狭窄，水深有限，船只密集航道曲折，存在浅滩等等。这些因素使驾驶员在狭水道航行时更应谨慎。据IMO统计，全球每年约有80%的船舶事故是人为原因引起的，而这些事故中有60%的事故是在狭水道或者是狭水道端口出发生的，如果这些事故可以最大程度的避免，那么国际海上运输将事故减少很大一部分。正因为狭水道航行存在很多困难，同时为了保证国际海上运输的安全性，世界各国都在本国沿海及内河设置很多助航标志，狭水道内数量更多，这些助航标志设立的目的是对驾驶员安全航行给予最大程度的帮助，驾驶员可以使用助航标志进行各种导航方法和转向方法，常见的如导标导航和叠标导航就是驾驶员利用助航标志形成的方法，既可以使航行变得容易，又可以提高航行的安全。
关键词：狭水道航行；助航标志；导航；浮标
Abstract
Narrow channel is one part of marine navigation.And narrow channel navigation has its charecters.It has more difficulties, for example, narrow fairways, water depth is limited, intensive vessel waterway twists and turns, there is so shallow. These factors make the driver when navigating in narrow waterways should be cautious. According to statistics of IMO, about 80% of the ship accident causes are man-made, and these incidents 60% of accidents in the narrow waterway ends or the occurrence of narrow waterways, and if these incidents can be avoided maximum, the international maritime transport will reduce a significant portion of the incident. It is precisely because of narrow waterways, there are many difficulties in navigation, at the same time in order to ensure the safety of international maritime traffic, and in all countries in the world set up their own a lot of coastal and river navigation marks, the number of more narrow internal waterway, which marks the establishment of aids to navigation is aimed at drivers Members of the safe navigation of the greatest measure of assistance, the driver can use a variety of aids to navigation marks and steering methods of navigation method, we can make navigation easier, but also can improve the safety of navigation.
Key word: narrow channel navigation; aids to navigation ;navigation;buoy
目录
0 绪论 (1)
1狭水道的相关定义及其特点 (1)
1.1狭水道的相关定义 (1)
1.2狭水道的特点 (1)
1.2.1 航道一般较狭窄，水深限制较大 (1)
1.2.2 航道内灯浮、障碍物较多 (1)
1.2.3 航道多弯曲，航区内复杂多变 (1)
1.2.4 岸吸与船吸明显 (2)
1.2.5 船舶航行密度大，风流影响显著 (2)
2.助航标志概念，分类，作用及查阅 (3)
2.1助航标志的概念 (3)
2.2助航标志的作用 (3)
2.3助航标志的分类 (3)
2.3.1 按设置地点分类 (3)
2.3.2按技术装置分类 (4)
2.4我国狭水道主要助航标志 (4)
2.5有关助航标志的航海图书资料 (5)
2.5.1中国沿海《航标表》 (5)
2.5.2中国沿海《航标表》的查阅 (5)
2.5.3英版《灯标和雾号表》 (5)
2.5.4英版《灯标和雾号表》的查阅 (6)
3常用导航方法 (7)
3.1.浮标导航 (7)
3.2叠标导航 (8)
4本船实际应用 (10)
5结论 (14)
参考文献 (15)
致谢 (16)
绪论
船舶在狭水道中航行是船舶经常遇到的。狭水道是一种较为特殊的航行区域，它对驾驶员操船的技术和经验提出了较高的综合性的要求。同时，正确地理解和应用《国际海上避碰规则》，保障船舶在狭水道中正确、安全地行驶，也是船舶驾驶员具有良好船艺的重要体现。船舶在进入一般港口之前，都会经过一段狭水道或航道．有的船舶水深足够，有的水深受限，对于超大型船舶而言，经常会遇到水深受限的情况，这就对船长和船舶驾驶员对船舶的操纵提出了更高的要求，特别是在船舶吨位越来越大的今天，大型船舶或超大型船舶已经成为航运界的主流，本文根据我毕业实习所在船进入港口实例结合自己在实习的中体会，分析大型船舶经过航道或狭水道的操纵要点和注意事项。
第一章狭水道的相关定义及其特点
1.1狭水道的相关定义
目前主流观点认为“狭水道”（Narrow channel）是指可航水域宽度狭窄、船舶操纵受到一定限制的通航水道。这一观点的依据是《1972年国际海上避碰规则》关于狭水道的具体定义目前没有明确的量化，国际上也没有统一的标准。也有观点认为，宽度为 2 n mile 左右的水道即可被认为是狭水道。
1.2狭水道的特点
1.2.1 航道一般较狭窄，水深限制较大
狭水道的水深一般较小，水深限制较大，船底富余水深不足。因此，对于一些大型船舶，必须在进出港口时准确地掌握好潮汐资料，准确地计算潮时和潮高，利用高潮这一有利条件，安全进出港口；对于一些超大型船舶，甚至根本无法进出港口。
1.2.2 航道内灯浮、障碍物较多
为了给进出港船舶提供准确的定位和识别物标，在狭水道内一般都设置了一些灯浮，如著名的多佛尔海峡和我国的长江口部分水道。狭水道内同时也存在一些沉船、暗礁、渔栅等障碍，有的狭水道内还铺有海底电缆。这些灯浮和障碍物以及海底电缆都会给船舶的航行带来一定的困难。
1.2.3 航道多弯曲，航区内复杂多变
狭水道一般航道多弯曲地段，会给船舶的操纵带来一定困难，这要求船舶要频繁地变化
航向，有些船舶在弯头转向频繁，有时转向幅度较大，给航行中的其他船舶带来麻烦。如果航道过于弯曲致使弯道两端的船舶不能互见，等转变能互见时，操纵避让已来不及，这是比较危险的。在狭水道内，一般同时也设置锚地、捕鱼区、测速场、校磁场和引航站等，这使得本已复杂的水道更为复杂，容易发生海上事故。
1.2.4 岸吸与船吸明显
由于水道宽度受到了限制，作用于船体的流体力比无限制宽阔水域要大得多。当船舶偏至水道一侧接近岸壁航行时，就会出现岸吸现象。
航进中的船舶，首尾处水位升高，压力增加，从而给靠近航行的他船以排斥作用，而船中部附近水位下降，压力降低，则给靠近的船舶以吸引作用，这就是船吸现象。岸吸和船吸现象都会给船舶操纵避碰带来困难。
1.2.5 船舶航行密度大，风流影响显著
狭水道是船舶与港口间的“瓶颈”，水道内的交通一般比较拥挤，交通秩序也较差，同时具有显著的风流影响是狭水道内航行的又一难题。狭水道与大海相连，会有一定的潮汐现象，加之内陆河流注入等影响，使得狭水道内的水流状况更加复杂，给船舶航行安全带来了隐患。
第二章. 助航标志概念，分类，作用及查阅
2.1助航标志的概念
航标（aids to navigation）是助航标志的简称。他是以特定的标志，灯光，声响或无线电信号等，供船舶确定船位，航向，避离危险，使船舶沿航道或预定航线安全航行的助航设施。
2.2助航标志的作用
1.指示航道
在岛岸明显处，是指引导标志或在水上设立浮标，灯符及灯船等，引导船舶沿航标所指示的航道航行。
2.供船舶定位
利用设置在陆上的航标测定船位。
3.标识危险区
标识航道附近的沉船，暗礁，浅滩及其他危险物，指引船舶避开这些危险物。
4.供特殊需要
标示锚地，检疫锚地，测量作业区，禁区，渔区以及供船舶测定运动性能和罗经差使用的水域等。
2.3助航标志的分类
2.3.1 按设置地点分类
1.沿海航标。
设在沿海和河口地段，引导船舶在沿海航行及进出海港，港湾和河口的航标，分为固定航标和水上浮动航标两种
（1）固定航标。固定航标是设置在岛屿，礁石，海岸等上面的航标，包括灯塔，灯桩，立标。
（2）水上标志。水上标志是浮在水面上，用锚或沉锤，锚链牢固地系留在预定点海床上的航标。水上标志包括：灯船，浮标
2.内河航标。
设置在江河，湖泊，水库航道上的助航标志，用以标示内河航道的方向，界限与碍航物等，为船舶航行指示安全的航道。内河航标由航行标志，信号标志和专用标志三大类组成。
3.船闸航标
设置在船闸河段上的航标，用以标示船闸内外的停船位置，指出进出船闸的引领航道和节制闸前的危险水域，指引船舶安全迅速的通过船闸。
2.3.2按技术装置分类
1.发光航标
灯塔，灯船，灯浮，灯桩统称为灯标，以所显示的特定的光色，节奏和周期作为标志是识别的特征，并将其缩写标注在海图上该灯标符号的旁边。目前我国主要有白，红，绿，黄四种颜色。
2.不发光航标
立标，浮标等
3.声响航标
是指附近设有雾警设备的航标，其功能是在雾，雪及其他能见度不良天气发出特定的声响供航海人员使用。其中声响装置有包括雾钟，雾锣，雾哨，雾角或低音雾角，雾笛，爆响雾号，莫尔斯码语雾号，雾炮等
4.无线电航标
无线电航标是无线电助航设施的总称，包括无线电测向台，全向无线电信标，定向无线电信标，旋转式无线电信标，雷达反射器，雷达指向标，雷达应达标，罗兰，DGPS信标，船舶自动识别系统等。
2.4我国狭水道主要助航标志
我国在国际海上浮标制度（A区域）的基础上结合我国情况在1984年制定了《中国海区水上助航标志》国家标注（GB4696-84），并已于1985年8月1日其付诸实施。国家标准包括侧面标志，方位标志，孤立危险物标志，安全水域标志和专用标志五类。标示标志特征的方法是白天以标志的颜色和形状或顶标来表示，夜间以标志的灯质，既光色，灯光节奏和周期来表示。
由于很多内河都属于狭水道水域范畴之内，因此我们还必须了解1993年我国制定的《内河助航标志》国家标准（GB5863-93），此标准与1994年9月1日开始实施，适用于我国江河，湖泊，水库通航水域所配布的内核助航标志。内河助航标志按功能分为航行标志，信号标志，准用标志三类。
1.航行标志
是指标志航道方向，界限和碍航物的标志，包括过河标，沿岸标，导标，过渡导标，首尾导标，侧面标，左右同航标，示位标，泛滥标，桥涵标10种
2.信号标志
是指为航行船舶揭示有关航道信息的标志，包括通行信号标，鸣笛标，界限标，水深信号标，横流标及节制闸标6种。
3.准用标志
是指为标示沿，跨航道的各种建筑物，或为标示特定水域所设置的标志，其主要功能不是为了助航的标志，包括管线标和准专用标2种。
2.5有关助航标志的航海图书资料
2.5.1中国沿海《航标表》
中国沿海《航标表》有中国人民解放军海军航保部出版，按海区分为三册：第一册黄，渤海区书号G101
第二册东海海区书号G102
第三册南海海区书号G103
除此之外，中国航海图书出版社出版了中国《航标表》。本书仅介绍了海军航保部出版的三册中国沿海《航标表》，其他各《航标表》可参见其说明。每卷《航标表》由“航标表”，“罗经校正标，测速标表”，“无线电指向标及差分全球定位系统表”三部分组成。
第一部分《航标表》以编号，名称，位置，灯质，灯高，射程，构造，附记八栏列出个航标之详细情况。
第二部分罗经校正标，测速标表，以名称，位置，构造，附记思想内容编表。每个罗京较正常，测速长首页均有布标示意图。
第三部分无线电指向标及差分全球定位系统表，首先给出该册所覆盖海区该种航标系统的分布图，然后给出每航标系统的编号，名称，位置，射程，频率，工作时间等资料。
2.5.2中国沿海《航标表》的查阅
1.根据所查航标所在的海区，抽取相应册别的中国沿海《航标表》。
2.所需查阅航标资料，可参考目录找到并查相应册第一部分的“航标索引图”，在灯标附近查得一红色数字，此数字为该灯标资料在《航标表》中的页数，然后翻到该页，根据灯标的名称查出该灯标的8栏细节。
3.如需查阅罗经常，测速长的资料，首先根据目录得出其所在的页数，翻到该页既可查出该罗京较正常或者测速场的详细资料。
4.如需查阅无线电指向标和查分全球定位系统的资料，可首先根据目录得出该部分所在的页数，然后在该部分开始的“无线电指向标和差分全球定位系统分布图”中查出航标系统的名称，根据名称，在正文中查得该指向标和差分系统的详细资料。
2.5.3英版《灯标和雾号表》
英版《灯标和雾号表》（Admiralty List of Lights and Fog Signals）简称《灯标表》，缩写ALL，按不同地理区域共分为11卷，书号自NP74～NP84，代号为A，B，C，D，E，F，G，H，J，K，L。
《灯标表》中主表部分的内容共分八栏，以载明每个灯标细节和特征。
第一栏：灯标编号
第二栏：位置，名称
第三栏：纬度，精度
第四栏：灯质和灯光强度
第五栏：灯芯高度
第六栏：射程
第七栏：结构的细节和以m为单位的塔（标）高
第八栏：备注
2.5.4英版《灯标和雾号表》的查阅
（1）根据所在地点，查任意一卷的“灯标表分卷界限图”知道航行区域灯标资料所在卷。
（2）找到该卷，翻到书末“索引”部分，根据灯标名称查得其编号。
（3）根据编号翻到所在页，便可阅读该灯标的细节。
（4）根据所需求求取灯标在当时能见度下的光力射程。
第三章 常用导航方法
在狭水道航行，由于水道狭窄，航行条件复杂，使用通常的定位方法，在定位精度，特别是定位速度上都不足以保证安全，因此在狭水道出天然无标外通常设有一些浮标，导标和叠标等，以提供充分的连续目测导航机会，满足狭水道导航的需要。
通常在狭水道利用导标航行的方法有浮标导航，叠标导航，导标方位导航和平行线导航，在实际应用中，以浮标导航和叠标导航最常应用，因此下面以浮标导航与叠标导航为代表介绍如何用导标航行。
3.1.浮标导航
在江河的入海口，往往岸线低平，经常设置一系列的灯船，灯浮等来标示航道，指示危险，引导船舶安全进出港。浮标导航的方法，实际上就是逐个通过浮标的航行方法。浮标导航时，应在航道内靠本船右舷一侧航行，通过浮标的距离不宜过近，防止因风流影响将船压上浮标，可能的话，航行中要查看前后浮标方位，掌握本船所用风流压差是否恰当。
（1）查看前后浮标法
查看前后浮标，将前后浮标设想连成直线，能直观的判断本船是否行驶在航道内。如图1所示，A ，B 是前后两个浮标，设置在航道的右侧，左侧为可航水域。a,b,c 表示船舶的三个位置。 a 位在前后标连线的右侧，说明本船已偏离航道进入浅水区，应立即左转离开此地；b 位在前后标连线上，说明已进入航道边缘，也应左转离开连线位置；c 位在前后标连线的左侧，说明本船在航道内。
（2）舷角航程法
浮标导航目测正横距离，可用以判断船舶是够偏离自己的计划航线。无风流情况下，除四点方位法外，还可使用舷角航程法。如图2所示， A ，B 为两浮标，其间距为3海里。船与A 浮标正横时，测得B 浮标的舷角Q=1°，则船通过B 浮标的正横距离，可按下式预算：
)(05.03
.571
*33.57*
nmile Q AB BD ==?= 公式（一） 浮标导航时，转向时机应视船舶性能，装载量，流的大小和方向以及船位偏离浮标的远
近而定。正常情况下，选择在浮标正横时转向。顺流航行，一般在正横前转向；顶流航行，应在正横后转向，具体位置根据流的大小，船舶惯性，舵效等因素和当时实际情况而定。根据船位采取提前或推迟转向时，要注意不要使转向后新航线离浮标太近。通常，离浮标近些，转向晚些；离浮标远，转向早些。
3.2叠标导航
在许多港口和狭水道地区，为了准确的引导船舶按照推荐航线安全航行，通常均设置方位叠标。方位叠标有前后两个标志组成，离船近的称为前标，离船远的称为后标。两标志连线向航道一侧的延长线，即为相应的方位叠标线，只要船舶准确的航行在方位叠标线上，就能保证在安全的航道上。船舶一旦偏离叠标线，前后标志就会错开，从而及时发现船舶偏离推荐航线，以便采取必要的措施。
（1）导航方法 方位叠标导航时，方位叠标线就是船舶的计划航线，航行中只要始终保持前后两叠标标志重叠，就能保证船舶航行在计划航线上。利用船首叠标导航时，如发现前标偏左，应及时用小舵角操船左转。如发现前标便右，应及时用小舵角操船右转。利用船尾叠标导航时，情况恰好相反。
（2）灵敏度
船上测者能够发现前后叠标标志错开时船舶偏离叠标线的最小距离，称为叠标灵敏度。如果船偏离叠标线很远时，叠标才呈现错开现象，这种叠标的灵敏度是比较低的。反之，只要船舶稍微偏离叠标线，即能发现错开，这种叠标的灵敏度是较高的，使用灵敏度高的叠标，可增加导航的准确性和安全性。图3中，A 和B 表示彼此相距AB=d 的两个叠标标志，C 表示在叠标线上的船位，其距前标A 的距离CA=D 。设船偏离叠标线至S 点，CS=p ，这时两标志错开，A ，B 两标志在 S 处张角为γ。则在其他条件一定的情况下，可用p 与D 和d 之间的关系来表示叠标的灵敏度。因为αβγ都是小角度，因此：
γαβγ?+≈?+-≈
-=d
d D D p d D p D p )( 公式（二）
已知人眼目测可分辨A ，B 对船的张角γ约为1’，于是可以发现船舶偏离叠标线时的
最小距离：
d
d D D arc d d D p 2)
(1+≈'?+≈
公式（三） P 值越小，叠标的灵敏度越高。从公式（三）可知：在叠标标志之间的距离d 已定的情
况下，船距前标的距离D 越近，叠标灵敏度越高。此外，叠标的灵敏度还与标志的大小，形状和标志本身及背景的亮度有关。因为，只有两标志之间呈透光现象时，才有可能发现标志错开。“冠海178”轮在运用叠标导航时，注意了如下问题：
（3）在
3
1
D d 时，才符合运用的标准，所选的叠标符合这个条件。 1）在选取叠标时尽可能选择尽可能细，尽可能长的叠标。 2）尽量选择标志本身和背景颜色不同的叠标。
第四章实际应用
本船“冠海178”是专跑国内南北线的散货船，我上船期间正好船舶其中一个航次从秦皇岛港运煤到江苏南京港。在长江内航行也属于狭水道航行，在船舶航行过程中我发现驾驶员就广泛使用了导标导航的相应方法。尤其在刚进入长江口时，由于本船由横沙岛和长兴岛南侧的长江南航道的北槽航道驶入长江，航线两侧是横沙岛，长兴岛与上海市，因此航道显得更加狭窄，航行过程中更要频繁使用浮标导航和浮标正横转向等导航方法。本船研究范围如图4-1所示。
图4-1 研究水域范围
如图4-2所示，本船先是停泊于北槽锚地等候引水，锚位（31°14. ′9N，122°02. ′3E），引水上船后船舶航行，航向195。并观测263#，261#两个绿色浮标舷角，保证船舶从两个浮标中间进入北槽航道，当263#浮标为右舷070°时，进行转向，右舵20，当航向275°时回正舵，船舶进入航道内航行。这里运用了导标转向的相关知识，既船舶可以事先将孤立，显著，准确的人工或者天然标志作为转向参照物标，当到达该点或者与该点呈一定角度时转向。
船舶进入航道后，迅速定位和测前后浮标舷角，以确保行驶于安全一侧并且没有危险发生的趋势，在A点（31°14. ′5N，122°02. ′1E）测得263#舷角010°，261#舷角170°，航向285°。船舶正常航行于预定航线上，保持正舵航行，保向保速。航行过程中，不断测量前后浮标的舷角，一路上通过了263#，265#，267#，269#，271#浮标。
如图4-3所示，当船舶行驶到267#与269#浮标中间时，测量前后浮标舷角，269#浮标舷角015°，267#浮标舷角180°，航向280°，船舶有向航道中间行驶的趋势，因此，采取措施右舵5°，当船舶行驶回到预订航线时，调整回到预定航线上，并且压右舵3°，这是因为当天航道内有偏北风和偏北浪，船舶受风浪影响存在左偏，所以要压一定角度的右舵。
锚位
航线
A
图4-2 航行的第一段
图4-3航行的第二段
如图4-4所示，当船舶行驶过273#浮标正橫时，由于前方航线有较小变化，因此适当右舵，改驶290°，船舶此时再次使用了浮标转向。在船舶转向后要注意定船位，并记录相应的船位，航向，也可以使用测浮标前后标舷角来保证船舶行驶在预订的安全航线上。本轮在船舶过了273#浮标后，在B点（31°16. ′4N,121°51. ′8E）测得前后浮标舷角，测得前面17#浮标为010°，后面273#浮标为170°。
B
图4-4 航行的第三段
如图4-5所示，在通过17#浮标后，又面临转向问题，同样可以使用浮标正横转向法，当17#浮标正横时，左舵5°，改驶航向295°，转向后同样测船位，确定航向，在C点(31°17. ′4N,121°48. ′7E)测得前后浮标舷角为，前标17-1#浮标005°，后标17#浮标170°。
C
图4-5 航行的第四段
如图4-6所示，当船舶通过17#浮标后，船舶在17-1#浮标正横时转向，左舵5°，改驶航向290°，并测得船位，确定航向，当船舶航行中测前后浮标舷角，当船舶到达D点（31°18. ′5N，121°45. ′8E）时，测得前标19#浮标008°，后标17-1#浮标175°。同时当船舶过19#浮标是继续采用正横转向，适当右舵，改驶291°。顺利通过21#，23#浮标。
D
图4-6 航行的第五段
如图4-7所示，船舶航行到25 #时继续采用正横时转向，适当右舵，改驶295°。继续航行顺利通过29#，31#浮标，33 #浮标。
图4-7 航行的第六段
如图4-8所示，船舶航行到35 #时继续采用正横时转向，适当左舵，改驶292°。继续
航行，船舶此时离开横沙岛，长兴岛水域，进入宝山北航道。
图4-8 航行的第七段
船舶离开横沙岛，长兴岛水域以后，两岸是上海市以及崇明岛，水域变宽，航行更加
简单。只需要按照航道走就行。在接下来航行时，要注意按照预定航线航行，在转向时可以
使用浮标正横转向，同时当航线改变后要测量船位和航向，以及前后浮标舷角，用来判断船
舶是否安全行驶于预定航线上。同时还要注意到在实际工作中狭水道中内航行并不是那么理
想，经常出现岸吸，岸退现象，同时也会出现风和流对船的影响，因此应该适当的用舵配合，
以防疏忽出现船舶碰撞或者碰到航标等事故。
最后要说的是，在实际应用中要根据实际情况灵活应用航标导航法，最终的目标是保
证船舶安全行驶在预定航线上。
第五章结论
在狭水道航行时，由于受到水深，航道宽度和通航密集的限制，给船舶操纵带来较大难度，因此在进入狭水道之前，驾驶员应充分了解狭水道的情况，特别是各种助航设施如航标的情况。并且要善于利用各种助航设施进行定位和导航，要事先查阅好各个灯塔，灯浮的位置，灯光的性质，以便发现浮标后能够快速反应做出相应措施。同时还要注意将所学的各种转向和导航的方法运用到实际工作中，保证船舶能安全行驶于预定航线上。
参考文献
[1]郭禹.航海学.大连大连海事大学出版社.1999
[2]陆志材.船舶操纵大连.大连海事大学出版社.2001
[3吴兆麟.船舶避碰与值班.大连大连海事大学出版社.1998
[4]廖河树.彭国均.船舶在狭水道中的碰撞危险性评价研究.中国航海.2003.1
[5]郁振伟.潘田玉.关于狭水道航行误差的研究.航海技术.2006.6
[6]李昊.狭水道中操舵的一点体会.中国船友在线.2004.5
[7]潘辉.海轮在狭水道中的安全航行探讨.武汉理工大学学报.2003.8
[8]符世明.谈狭水道避碰.交通科技报纸.2006.12
[9]王逢辰.船艺下册.北京.人民交通出版社.2005.2