船舶大型化。规模经济促使了船舶向大型化发展,从提高经济效益、降低运输成本出发,大型船舶的优势尤为突出。在上世纪60年代,1万载重吨的船就可称为“万吨巨轮”,2000年末世界上拥有10万载重吨的超大型油轮数百艘,还有50万载重吨的特大型油轮。目前最大的散货船为30多万载重吨。近年来集装箱船也越来越大,我国现已有8500标准箱的集装箱船投入运营,而1万标准箱左右的超大型集装箱船正在开发建造中。大型豪华客轮达到14万总吨级。
船舶专业化。过去的海洋运输船舶主要是客船、普通货船和油船。现在,由于国际经济贸易的快速增长以及货物种类的多元化,集装箱船、滚装船、液化气船、工程船、散货船等专业化特种船舶迅速增多,随之诞生了许多专业的船舶公司。在今后船舶种类还将不断增多,专业化程度进一步加大,以适应货物对运输要求的提高。
船舶高速化。时间就是效益,缩短航行时间就能提高经济效益,也能为货主及旅客创造更大的价值。为了与公路、铁路竞争,近20年来,专家学者除了在船体设计、轻型船体材料上下功夫外,还不断改进推进技术,航速30节以上的小型高速气垫船、水翼船、水动力船、喷气推进船快速研制并大量投入使用。当前沿海港口和近海的小型集装箱船速度可达40节,大约比过去的普通货船快一倍多。目前,日本正在进行对列浆的应用试验,这种对列浆比常规螺旋浆的推进效率提高了近60%,而且减少了船舶震动,这种技术投入使用后,将在船舶速度上实现一个飞跃。
船舶自动化。由于卫星、计算机、雷达技术在船舶上的应用,现代航海船舶自动化程度相当高。在驾驶、轮机方面,现已出现无人值班机舱和驾驶台对主机遥控遥测的船舶;在船舶避碰设备方面,除雷达的使用外,20世纪末还开发了船舶自动识别系统(AIS),此系统可连续向附近航行船舶传送自身数据信息,并同时接收对方船舶数据信息,使双方知道彼此的速度、船名、呼号、航向等资料,有效减少了由于船舶识别错误和避碰决策失误而引起的海上事故;在通信方面,1982年国际海事卫星组织开始向全球海陆空提供电话、传真、互联网等全方位通信服务。另外,还使用了全球海上遇险与安全系统(GMDSS),能在全天候、全方位实现船与船、船与岸的即时联系,并能播发海上安全信息;航行记录形式方面,航行数据记录仪(VDR)实现了航行记录自动化,取代了以前由海员手写记录的航海日志、车钟记录等工作,被称之为船舶的“黑匣子”,VDR能回放事故前后实时记录下的时间、船位、速度、艏向、驾驶台声音、通信声音、雷达数据和显示方式选择、测深仪、主报警、操舵命令和响应、轮机命令和响应、船体破口状况、水密和防火门状况、横摇和船体应力、风速和风向等情况,为查明事故原因,总结事故教训提供有力的证据。
导航定位电子化。目前,最先近的全球定位系统(GPS)可在全球范围内全天候为海上、陆上、空中和空间用户提供连续的、高精度的三维定位、速度和时间信息,GPS的使用逐步淘汰了DF、LORAN、DECCA、Ω等无线电导航仪器,使船舶、飞机和汽车等运载工具的导航与定位发生了划时代的变革。
海图电子化。电子海图显示与信息系统在近十几年研发成功并不断完善。该系统不但能很好地提供纸质印刷海图的有用信息,而且取代了传统的手工海图作业,综合了GPS、APPA、AIS等各种现代化的导航设备所获得的信息,成为一种集成式的航海信息系统。
航海资料数字化。随着计算机技术和互联网技术的发展,航海通告潮汐表、灯标表等出现了电子版和网络版。海员可购买光盘或在网上查询与下载。这有利于航海图书资料中内容的迅速更新,避免了海员对纸质图书资料的手工更正,使用也更加方便。
未来航海技术发展方向
在船舶方面,世界主要航海国家正着力研究和开发高信赖度智能化船。高信赖度智能化船主要由综合航行管理系统、最适航路计划系统、自动*离泊系统、气象海况状态监视系统、装卸系统及船体状态、姿势监视控制系统等组成,这些系统目前正在实验之中,相信在不久的将来,船舶将可实现全智能化管理。
在支持保障系统方面,将运用智能航海系统。系统基本包含全球水文资料、航道资料、助航物、障碍物、港口设施、海岸线、规则分界线和必要的地貌特征等各层资料。航海者可以在工作平台上编制航行计划、计划航迹和转向点。同时,系统可以随时接收周版航海通告和海洋气象等信息,在较短时间内自动改正全部海图;智能系统可以显示船舶的位置和动态,包括船舶状态、货载情况、航线资料、船舶技术资料、航次资料。船舶利用GPS来精确定位,当出现了偏离或者走到危险区域,智能系统可以立即发警报提醒。
未来航海技术还将体现“数字海洋”的特点,“数字海洋”是对三维海洋的多分辨率数据表达,它以空间位置为主线,按照地理坐标整理并构造海洋的信息模型,建立“数字海洋”的空间数据基础框架和海洋的三维空间数据集,为今后海洋利用提供了一个完整的应用平台,这对未来航海必将产生重大影响。利用“数字海洋”中的多维建模和虚拟现实技术构建“数字港口”。利用多源数据融合,将所获得各种有关港口信息无缝集成到“数字港口”的框架中,利用WebGIS将这些信息在Internet上进行发布,以实现三维海洋信息的全球共享。通过它,进出港口的船舶可以用可视化的方式浏览入港指南,为船舶进出港导航。对于港监部门,可以实时对港口交通进行监控,引导船舶采取合理的避让措施。
在航海技术不断发展的未来,还将会建造海运智能交通系统,利用先进的信息技术、通讯技术和网络技术将类似GPS、ARPA、ECDIS、VTS这些独立的、分散的航海应用系统有机地结合在一起,最终形成一个开放的集查询、控制、管理、决策于一体的综合交通信息系统,从而实现提高交通的安全水平、提高通航能力和航运效率的目的。