航海发展历史及航海前景
航海科学技术主要研究船舶如何在一条理想的航线上，从某一地点安全而经济地航行到另一地点的理论、方法和艺术。 现代科学技术的发展成就，使航海技术取得了长足的进步，信息科学、计算机技术、电子技术、通讯技术及空间卫星技术在航海上得到了成功的应用。航海技术主要包括船舶航行与导航定位、船舶操纵与避让、船舶种类与性能结构、船舶设备与属具、助航仪器及设施、海洋水文地理与气象、港口与航道工程等内容。
航海历史的发展
回顾人类的航海史，早在公元前2500年以前，古埃及就有人驾驶帆桨船沿地中海东航至黎巴嫩，后来又沿红海南航至今索马里或也门。腓尼基人当时就建造了巨型桨船，顺风时能扬帆航行，古希腊人毕菲在公元前4世纪在海上探险中发现了不列颠群岛。中国的火药、造纸、印刷术、罗盘（指南针）四大发明在14世纪前后，分别由阿拉伯人和埃及人传入欧洲，在15、16世纪欧洲资本主义生产方式有了萌芽，欧洲海洋国家的航海活动取得了伟大的成果。在郑和下西洋（公元1405—1433年）之后，87年、92年、114年，1492年意大利人哥伦布横渡大西洋到达美洲，1497年葡萄牙人达?伽马绕过好望角远航印度，1519年葡萄牙人麦哲伦向西作环球航行，是西方历史学家所谓“地理大发现”最重要的标志。在推动资本主义最初发展上发挥了极其重要的作用，也永载世界航海史册。
当代航海科学技术
1)船舶大型化
在20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（VLCC）数百艘，其中包括3艘50万载重吨的特大型（ULCC）油轮。目前最大的散货船为36万载重吨。集装箱船近年来也越来越大，5000TEU、6000TEU、7000TEU和8000TEU的集装箱船相继投入使用，9000TEU和10000TEU的集装箱船正在建造和开发中。90年代后半期，欧美船东不断建造大型豪华油轮，1998年至2002年，年均建造13艘，其中多数是14万总吨级。
2)船舶专业化
过去的海洋运输船舶主要是客船、货船和油船。近20年来，集装箱船、滚装船（Roll—Roll）、液化气船（LNG、LPG）等专业化特种船舶迅速增多。
3)船舶高速化
为了与高速公路、高速铁路运输竞争，近20年来，速度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。当前的集装箱船速度为25—30节，大约比过去的普通货船快一倍。
4)船舶自动化
20世纪70年代计算机在船上广泛应用，从船舶在机舱设置集中控制室到出现无人值班机舱和驾驶台对主机遥控遥测，船舶机舱自动化成为趋势。1970年日本“星光丸”竣工开创驾机合一的新时代，在当时被称为是“超自动化船”。船舶自动化使船舶定员大约减半，降低了营运成本。近10年来建造的新型船舶基本上都可称之为自动化船舶，其中一部分自动化程度高的船舶被称之为“高技术船舶”。船舶自动化从机舱自动化走向了驾驶自动化。
5)导航定位电子化
当前，传统的陆标定位、天文定位方法已成为特殊情况下的补充手段，无线电导航定位方法经过了无线电测向仪（1921）、雷达（1935）、罗兰A（1943）、台卡（1944）、罗兰C（1958）、卫星导航系统（1964）、全球定位系统（1993）的发展历程，进入高精度卫星导航定位时代。美国开发的全球定位系统（Navigation Satelite Timing and Ranging/Global Positing System，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，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。采取差分技术的GPS技术可把定位精度提高到几米。
GPS现已普遍装在船上，成为最主要、最常用、最简便、最准确的导航定位手段。为摆脱对美国GPS的依赖，俄罗斯开发了GLONASS全球导航系统，中国开发了北斗卫星定位系统，欧盟正开发伽里略卫星导航定位系统（中国将参与合作开发）。
6)避碰自动化
为在能见度不良情况下发现来船而进行避碰，船用雷达发挥很大作用，而船用雷达最初用于海上避碰时却因对雷达提供的信息解释和运用不当反而促成了船舶碰撞。20世纪70年代研制出的自动雷达标绘装置（APPA）较好地解决了这一问题。因而APPA和雷达的结合被称之为自动避碰系统。该系统可自动采取和跟踪目标以及自动显示来船的位置、航向、航速、相对运动和碰撞危险数据，并可用图像方式自动显示相遇船舶运动矢量线、可能碰撞点、预测危险区等信息，还可以进行避碰试操作。避碰自动化进一步得到发展是20世纪末开发了船舶自动识别系统（AIS），可连续向其他船舶传送船舶自身数据，并可连续接收其他船舶的数据，如船名、船舶种类、船舶尺度，装载情况、航行状态和航行计划等。这有利于减少因船舶识别和避碰决策失误引起的船舶碰撞事故。
7)海图电子化
传统的载明静态、固定航海资料的纸质印刷海图已不适应船舶自动化和航海智能化的发展要求，电子海图显示与信息系统（Electronic Chart Display and Information System,ECDIS）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了信息，成为一种集成式的导航信息系统。ECDIS具有海图显示、计划航线设计、航路监视、危险事件报警、航行记录、海图自动改正等功能。大大提高了航行安全和效率，被称为是航海领域的一场技术革命。
8)航海资料数字化
航海所需的各种图书资料原都采用纸质印刷形式。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。
9)通信自动化
无线电报、无线电话、电传和传真在船上采用，比船舶采用手旗、灯光进行通信已是很大的进步。1957年第一颗人造卫星升空，拉开了卫星通信的序幕。1979年国际海事卫星组织（Inmarsat）宣告成立，1982年开始提供全球海事卫星通信服务，1985年Inmarsat开发航空卫星移动通信业务，1987年又将业务从海空扩展到陆地。Inmarsat可以为海陆空提供电话、电传、传真、数据、国际互联网及多媒体通信业务。船舶通信自动化的另一重要标志是船舶使用了全球海上遇险与安全系统（Maritime Distress and Safety System, GMDSS），该系统使用Inmarsat和COAPAS—SARSAT两种卫星通信系统，它使船与船、船与岸台全方位和全天候即时沟通信息。一旦发生海上事故时，岸上搜救当局及遇难船或其附近船舶能够迅速地获得报警，他们则能以最小的时间延迟参与协调的搜救行动。GMDSS还能提供紧急与安全通信业务和海上安全信息的播发，以及进行常规通信。GDMSS在船上的使用导致了驾驶与通信合一，传统的船舶报务员已被取消。
10)航行记录自动化
为了在船舶发生海上事故后查明事故原因，从中吸取教训，采取针对性防范措施，原由海员手工记录的航海日志、车钟记录簿等，现正被俗称为船舶“黑匣子”的航行记录仪（Voyage Data Recorder, VDR）代替。VDR系统由主机、传感器、数据存储器、专用备用电源和回放再现系统等构成。船上有了VDR，就有利于避免无法收集事故数据或当事人作伪证的情况发生。
航海服务与支持系统
1)无线电航行警告系统（RadioNavigationalWarning）航行警告系统和航行通告，是将有关海区和水域内发生的或将要发生的，可能影响航行和作业安全的任何情况变化，及时准确地通知所有船舶，使之采取适当措施或保持戒备，以确保船舶航行和作业安全。各国海上安全主管部门专设的海岸电台用无线电发布这类公告称为无线电航行警告。为了统一各国不同做法，1977年国际海事组织（IMO）正式建立了世界无线电航行警告系统。该系统将全球分成16个播发航行警告的区域。每个区域由一个国家作为协调人，负责将搜集到的资料进行核对、整理和编辑，再播整个区域的航行警告。
2)船舶定线制（ShipRouting）在过去上千年的航海实践中，船舶的航行路线都是由船长自行确定的。为防止船舶在雾中碰撞，1859年世界上实行了第一个分道通航制，1875年又采用了躲避浮冰的船舶定线制。到目前全世界已有100多个船舶定线制。定线制旨在减少海难事故的单航路或多航路和/或定线措施，它包括分道通航制、双向航路、推荐航线、避航区、沿岸通航带、环行道、警戒区和深水航路，这些定线措施可根据实际情况结合起来使用。IMO制定了有关船舶定线制的各项规定，审核采纳各国提出的船舶定线制，并不定期出版或修订船舶定线制。
3)船舶报告系统（ShipReportSystem）全球性的船舶动态报告制度是在18世纪初由英国劳埃德首先在全球重要地点建立的通讯网，搜集船舶动态资料。自1930年起，有些船公司规定出海船舶必须定时向公司报告其船位、航向和航速。1958年美国海岸警卫队发起建立商船自动报告制以改进船舶搜寻和救助。现行的船舶报告系统是由IMO采用的，要求船舶通过无线电报告提供、搜集或交换信息，用于搜救、交通服务、天气预报和防止海上污染等目的。IMO为此制定了船舶报告系统的一般原则、标准报告格式和程序。
4)船舶交通服务（VesselTrafficServices）船舶交通服务（VTS）是负责增进海上交通安全，提高交通效率及保护海洋环境的主管机关所实施的服务系统，其范围从向船舶提供简单的信息到广泛管理一个港口或水道的船舶交通，其功能包括数据搜集、数据评估、信息服务、协助航行、组织交通和支持联合行动等。IMO对VTS做出了专门的规定。VTS亦被称为船舶交通管理系统（VTMS），其硬件系统包括岸基监测雷达系统和数据搜集、处理、传输与显示系统等。
中国航海事业
自我国实行改革开放政策以来，航海事业迅速发展，在运输航海、渔业航海、科学考察航海、军事航海等各方面都取得了振奋人心、享誉全球的发展成就。在海运方面，到2002年底，我国拥有沿海运输船舶7987艘，载重量978万吨；远洋运输船舶2337艘，载重量2316万吨。在世界各国船队中排名第四。作为中国远洋运输“航空母舰”的中远集团（COSCO）。中海集团（ChinaShipping）成立5年来发展迅速，现拥有船舶330艘，总运力1061万吨,2002年完成货运量2.13亿吨。中远集团和中海集团的集装箱船队按2002年全球船公司排名，分列第7和第14位。中国现已位居世界第三造船大国。中国多年来连续被选为IMOA类理事国，在国际海事界发挥越来越重要的作用。中国远洋捕鱼船和渔业加工船配备较先进的航海仪器设备，航行到欧洲、美洲、非洲附近海域和太平洋、印度洋、大西洋作业，为中国渔业早日跻身于世界先进渔业国家做出了贡献。在科学考察航海方面，1984年底我国“向阳红10号”和“J121”船首航南极考察。近年来，海军舰船越洋航行到世界各国进行友好访问的活动频繁，也表明了国产舰船及其航海装备的水平提高。中国船级社（CCS），在制定船舶规范与技术标准，验船和发证方面达到了国际先进水平，成为世界上著名的船级社。中国航海专门人才培养数量列世界第一，质量也基本达到世界先进水平，为航运事业、海洋渔业、海洋科学考察和海军的发展做出了突出的贡献。被称之为中国“航海家摇篮”的大连海事大学，在90年代被国际海事组织认定为世界上少数“享有国际盛誉”的航海院校之一.
航海前景
近年来，中国的经济呈现出持续、迅速发展的势头，以1993年为例，全国国民生产总值突破三万亿元大关，年增长率达13.5％，进出口贸易总额达1957.2亿美元，比上年增长18.2％。在改革开放的大潮中，中国已成为世界上经济最活跃、发展速度最快的国家之一。国外、国内良好的经济发展形势，必将进一步促进和推动我国航海运输事业的发展。
但就我国航运业的现状来看，无论与我国经济发展需求还是与发达国家的水平相比，都还有较大的差距。比如，我国航海船队还存在结构欠合理、船舶平均吨位小、技术水平低、船龄老化严重等问题。由此导致运输效率低、经济效益差、安全性不高等等，使得我国船队在国际航运业中缺乏强劲的竞争力。
对于上述问题，我国航运界已有了越来越清醒的认识。近年来，中国各航运公司的船舶不断更新，现代船舶导航控制和安全通信系统已应用于实际航行和管理之中。面向21世纪的中国航海将全面应用和发展现代高新技术。
随着国内外航运业和航海科技的不断发展，人们对船舶安全航行和经济效益提出了更高的要求。而现代科技，特别是电子、通信和计算机等高新技术的迅速发展，为船舶营运的安全和高效提供了可靠的保证。因此可以说，现代化的先进设备已成为各国航运业提高竞争力的重要手段，也是我国航运面向21世纪所应努力发展的方向。目前我国各远洋公司、海运集团以及一些主要地方公司的船舶基本上已装备了自动雷达标绘仪装置，并安装了现代导航装置——全球定位系统（GPS），许多船舶还开始使用了全球海上遇险和安全系统（GMPSS）。此外，我国航海科研人员已成功地开发研制了电子海图显示系统（ECDIS），并已将这种技术运用到了船舶与港口交通安全管理之中。
与此同时，中国还抓紧了岸基支持系统的建设。按照GMPSS的实施要求，沿海的海岸电台正重新布局和进行设备的更新与改造。1991年6月建成并开通了IN－MARSAT—A北京海事卫星地面站，可为太平洋和印度洋两洋区的海、陆用户提供卫星移动通信服务。并将以此为基础，全面建立交通卫星通信服务网络。该网络建成后，中国的交通通信面貌将大为改观。它不仅可为海事用户提供功能完善的服务，而且可以更广泛地为其他移动用户提供服务。
此 外，一种功能较为完善的船舶交通管理系统（VTS）已在许多港口建成或部分地投入使用，将在中国沿海港口及船舶交通管理方面发挥积极的作用。
为进一步确保航行安全，除推广和普及上述现代导航与海上安全与通信技术和设备外，我国科研人员还充分利用上述新技术，研究开发可用于近期和未来船舶航行的、能够自动操作与控制的人工智能与专家网络处理系统，从而形成一个由各种高新技术相互渗透和结合的、可进行全球、全天候、实时、可靠的通信、定位、导航和避碰的更为先进的实用航海系统。随着该系统的完善和推广应用，我国航海的技术水平的安全性能将大大提高。
港口和运输船队的建设是我国航海事业适应21世纪发展需要的重要环节。为了充分利用我国大陆长达18，000公里的海岸线及全国总长14，000公里的岛屿岸线，有关部门在满足社会经济发展目标和要求，适应扩大对外开放的需要，并考虑到资源开发和生产力布局、各港口的合理利用与分工及21世纪货物运输的结构与特点的基础上，已对沿海港口的开发利用作了规划。船队建设方面，主要致力于船队结构和营运线路的调整、更新船舶、降低平均船龄、根据运输需要发展各种专用船舶，采用新技术提高船舶经济指标和安全性能等等。
在高新技术和生产管理高效益的时代里，全面加强现代化航运管理工作和提高经济效益，是水上运输管理部门的首要任务。为使中国的航海事业适应21世纪的新形势和新需要，港航管理的现代化也是不可缺少的基本条件。管理决策的科学化、管理手段的现代化和管理人员的专业化，是现代港航管理的必要条件。为此，必须引进一些国际先进的装备、技术和科学的管理方式，建立一整套适应中国社会主义市场经济需要，又能与国际惯例接轨的管理方法。
根据本世纪末和下世纪初航运经济发展的需要，中国将在全国加强现代航运管理、不断提高管理效益的前提下，继续扩大海陆空联运的门对门的运输，并搞好班轮运输，为顾客提供更方便、快捷、优质、价廉的海上运输服务。
中国航海事业的兴旺发达与国际航海的发展有着密切联系，21世纪国际航海的发展也有待于包括中国在内的世界各国的共同努力。展望未来，我们充满信心。
