台湾海峡是我国沿海南北海上运输的交通要道，也是连接朝鲜半岛、日本、东南亚各国及港澳地区重要的海上通道，同时又是闽台之间海上直航的唯一通道。
随着海峡船舶交通量的不断增大，海上交通事故频繁发生，水上安全生产形势比较严峻，加强台湾海峡船舶交通管理，保障船舶交通安全，防止海峡水域环境污染已迫在眉睫。在对海峡主航道船舶交通较全面调查的基础上，结合台湾海峡主航道船舶定线课题的研究，应用海上交通工程的理论和方法，提出了台湾海峡主航道船舶定线推荐方案，对在该水域引进船舶定线制具有参考价值。
1.台湾海峡主航道船舶交通的调查与分析
我们利用海峡西岸四个大型岸基雷达站，于2003年11月8日～11日实施连续72h的交通观测。在对雷达观测数据进行处理与分析的基础上，依据雷达站所在位置按牛山岛、崇武、镇海角和古雷头附近水域统计分析船舶交通数据，并提出海峡主航道船舶交通的特征。
针对大范围水域、大数据量的观测数据的处理要求，开发基于电子海图的交通数据处理与分析的软件工具，该软件具有如下功能[1]：
1)提供基于电子海图的船位信息的录入，并将船位信息保存在后台数据库。
2)根据需要，控制各种航迹或船位点在电子海图上的显示。
3)自动计算交通流参数及其分布，主要包括船舶交通量、密度、船速等。
大量渔船在台湾海峡的渔场作业，给海峡船舶交通的统计带来困难。我们将可进行人工跟踪标绘的船舶回波作为船舶交通的统计对象，并以此反映海峡船舶交通的特征。
1.1船舶交通量
船舶交通量的大小直接反映一个水域船舶交通的规模和繁忙程度，并在一定程度上反映该水域船舶交通的拥挤和危险程度[2]。
根据四个雷达站位置及观测获取的海峡船舶航迹分布特点，采用门线反映海峡船舶交通量及其分布，门线上区间长度取2nmile。利用门线表示船舶交通量指标，较好地体现了通过海峡船舶的数量，并定量地反映了航行船舶的空间分布，为船舶定线制设计提供较为准确的基础数据。图1为古雷头门线船舶交诵量及其分布。
1．2船舶航迹分布
船舶航迹是船舶运动路线的记录，一个水域中所有船舶的航迹反映该水域海上交通路线的特性交通型式。航迹分布是指一个水域内所有船舶运路线的空间分布，是船舶交通的基本要素之一，也一定程度上反映一个水域的交通拥挤程度和交通险程度。研究航迹分布，就是将大块水域的海上通分解成几个主要交通流，掌握各交通流的地理置、占据水域的宽度和船舶会遇的重点区域，这是究船舶交通对该水域的合理使用和建立船舶定线的重要基础[2]。
我们采用分类显示航迹和交通流模型图形等法，揭示台湾海峡主航道的交通流形式，这是研究水域船舶交通流、全面掌握该水域整个交通实际状况和在该水域引进船舶定线制的重要基础[3]。航迹分布图表明，海峡主航道船舶的活动主要集中在海峡中线至福建、广东沿岸之间，可标绘的船舶航迹主要集中在航路指南推荐的外海航线附近，但分布范围广，呈现自由交通的特征。图2、图3分别为古雷头外海航线附近的交通流航迹分布和北上交通流模型的图形。
1．3台湾海峡主航道船舶交通流的特点
航迹分布和交通流模型的分析结果表明，台湾海峡主航道船舶交通流的主要特点有：
1)船舶的活动主要集中在海峡中线至福建、广东沿岸外围岛屿及其连线之间，交通流宽度大，除海峡南口外，其宽度达28～34nmile；主航迹带宽度也大，且呈南北窄中间宽，其宽度在8～20nmile，主航迹带中心距外围岛屿或其连线4～10nmile。
2)航路指南推荐的外海航线附近的航迹密度较大，南口水域的航迹密度大于其他水域；距外围岛屿或其连线2nmile内，密度增大明显，特别是在兄弟屿附近。 3．北上、南下船舶交通流对遇冲突明显，且冲突范围广，尤其是在主航迹带范围内的冲突问题突出。
4．航迹线交错繁杂。主要交通流的交汇点位于牛山岛、乌丘屿、厦门港外和南澎岛附近水域；在乌丘屿至兄弟屿之间，宽阔水域范围内航迹交叉分布广。
2台湾海峡主航道船舶交通事故的调查与分析
船舶交通事故直接与海上交通实况(交通流和船舶行为)、交通路线和交通管理有关，因此，调查与分析海峡主航道附近水域船舶交通事故，是在该水域引进船舶定线制、增进交通安全的基础性工作。台湾海峡春季多雾，夏季多台风，秋冬季风、浪、涌大，流复杂，渔汛期渔船云集，已成为船舶交通事故的高发区。据资料，1994～2004年在台湾海峡发生的达到上报等级的海损事故140起，其中重大事故92起，直接经济损失达人民币2.8亿元，沉船82艘，死亡和失踪104人；渔业船舶事故总数586起，共造成沉船269艘，死亡及失踪638人，经济损失11397万元。
据统计，仅福建省现有海洋捕捞渔船约3.8万艘，主要作业方式包括拖网、张网、光诱、流刺网、虾拖、笼捕及杂渔具作业等。据调查，海峡内海洋捕捞渔船分布如图4所示，拖网和张网渔船为外海航线船舶交通安全的突出问题。船舶交通事故分析结果表明，台湾海峡船舶交通事故与海峡主航道附近水域的交通模式的关系具有如下特征[4]：
1)虽然台湾海峡可航水域宽阔，但主航道交通流集中在海峡西侧附近水域，宽阔而无序，从而增大了船舶问的会遇率，使碰撞事故成为主要事故种类，碰撞区域范围广，且以距岸15nmile为界，其碰撞事故的分布比较均匀。
2)北上、南下交通流对遇的大范围冲突，导致对遇或接近对遇，成为碰撞事故的主要方式。事故资料表明，除商船与渔船间碰撞外，外航线附近的碰撞事故中两船的会遇态势多数为航向相反或接近相反。
3)闽中渔场和闽南渔场覆盖整个海峡通航水域，商船与渔船共同使用同一水域，但其活动空间未能得到有效控制，导致商船与渔船间的碰撞时常发生，年均碰撞事故约16起。
4)大范围且复杂的交通加大了夜航或雾航的困难度，使夜间与能见度不良成为影响该水域船舶交通安全的主要因素之一。根据本次调查资料统计，0200-0800和2000-2400为船舶交通事故多发时间段；49.0％的船舶交通事故与雾有关，其中雾航碰撞事故占碰撞事故数64.6％。
3.台湾海峡主航道船舶定线的目的与设计原则
根据台湾海峡现有的交通状况和交通模式的潜在危险分析，我们认为在该水域引进船舶定线制是必要的，是理顺海峡主航道船舶交通流，探求该水域资源的合理利用，增进船舶交通安全，防止海峡水域环境污染的重要措施。因此，在该水域引进船舶定线制的主要目的是：
1)有效分隔外海航线主航道上相反航向航行的船舶交通流，以减少船舶对遇。
2)理顺船舶交汇或转向区域的交通流，以减少船舶会遇的危险。
3)减少在设定的通航分道内航行的船舶与穿越船舶之间的碰撞危险。
4)指导船舶通过船舶汇聚区域。
5)组织船舶通过海峡渔场，同时减少渔船穿越或使用海峡主航道。
为实现上述目标，根据IMO《关于船舶定线的一般规定》，应用海上交通工程的理论和方法，确定在该水域引进的船舶定线制包括分道通航制、沿岸通航带和警戒区，并提出规划与设计船舶定线制的基本原则为：
1)航路应尽可能遵循海峡原有的交通流模式，尊重现存渔场的现实，并充分考虑可预见的海峡两岸通航后的主要交通流。
2)针对船舶密集区设置分道通航，并考虑该区域可利用海域的总的利用和可供使用的定位手段及其定位精度。
3)分道通航的分段宜短不宜长，应能有效地将相反方向的船舶交通流分隔以减少对遇情况的发生。
4)尽量减少航向的改变，尤其避免在接近汇聚区和航路连接处或预期出现大量横越通航的区域作航向的改变。
5)在习惯航线的交汇区设置警戒区，以引起在该区域汇聚和分流的船舶的注意。
6)有效地组织船舶通过现存的渔场(区)。
4.台湾海峡主航道船舶定线的规划与设计
4.1台湾海峡主航道船舶定线制的设计
4.1.1分道通航制的设置
根据台湾海峡主通道通航状况的调查，特别是交通流观测和习惯航线的调查数据，本课题在规划分道通航制设置位置时，主要考虑船能较密集区域，船流交汇区域，现存渔船密集区域，碍航物，定位条件以及分道通航制与海峡西岸主要港口船流的衔接等因素。期望通过间断的分道通航制的实施，保持台湾海峡主通道全程性的通航分隔，为通过海峡的船舶提供一安全通道。本方案在南澎岛、兄弟屿、厦门外海、乌丘屿、牛山岛和东引岛附近设置分道通航制。
由于台湾海峡主通道船舶交通流的宽度大，且北上、南下船流的变化趋势基本一致，因此确定分道通航制的内外界限主要考虑主航迹带的中心位置、获取规定的定位手段以及水域资源的合理利用等。我们设计的分道通航制内外界限充分考虑主航迹带中心位置，使分道通航制的轴线尽可能接近主航迹带中心线，在满足分隔带和通航分道宽度的基础上确定两侧界限。分道通航制的外边界距外围岛屿或其连线的距离12~17nmile，确保在分道通航制的界限内及其邻近的任何地方能可靠地使用雷达定位，又减小远离海岸风浪对船舶航行的影响；内界限距外围岛屿或其连线的距离为3～7nmile，并采用1nmile宽度的分隔带以有效分隔使用沿岸航线或海峡西岸港口间航线通航的船舶。
4.1.2通航分道的长度和宽度
IMO有关专家指出，分道通航制的长度应从航行安全的需要考虑，应避免使用很长的连续的分道通航制。采用间断的分道通航制保持全程性的通航分隔的方法设计台湾海峡主航道船舶定线制是恰当有效的，既避免分道通航制长度过长，又保持了长距离的通航分隔。我们在设计上坚持宜短不宜长的原则，并综合考虑下列因素：适当的长度有利于有效组织船舶通过渔船活动密集区；有利于通航分道行驶的船舶在一定时间内保持其航向的稳定性，满足船舶安全避让的要求；有利于从设计上为进出通航分道端部的船舶提供定位与判断的方便，特别是从船舶操纵角度上尽可能利用物标正横作为确定船舶进出通航分道端部的时机。
通航分道的宽度涉及交通密度、交通量、分道内的定位精度、地理情况等因素。IMO在《规定》中要求，通航分道宽度应考虑到交通密度和该区域及可用海域总的利用。其宽度应相应于可用定位方法的定位精度，并足以使船舶在最小安全追越距离上追越[5]。在充分考虑海峡中交通密度、交通量、分道内的定位精度、最小安全追越距离和地理情况等因素后，本方案设计的通航分道宽度为3nmile。|
4.1.3分隔带宽度
IMO在《规定》中要求，规划设计分道通航制时，若有充分余地，最好选用分隔带而避免使用分隔线，如条件允许，分隔带的最小宽度应不小于《规定》中提出的可用定位方法相应定位精度的标准误差横向分量(垂直于分隔带量取)的3倍[5]。在确定分隔带宽度时，充分考虑了该水域可用定位方法的定位精度，交通拥挤和危险程度，分道边界距危险物的距离或分隔带内危险物的位置，确定的分隔带宽度为2nmile。
4.1.4交通流方向
综合考虑海峡主航道交通流和习惯航线以及中、英版航路指南的推荐航线，我们设计的分道通航制规定的交通流方向：北上分别为048°和034°，南下分别为228°和214°，转向点在乌丘屿与牛山岛之间。该设计与现存的交通流基本吻合。
4.1.5沿岸通航带
本研究设计的分道通航制距外围岛屿有一定的距离，小型船舶难以按相应的通航分道航行。根据台湾海峡通航状况和习惯航线调查，大部分中小型船舶通常使用沿岸航线，特别是兄弟屿、牛山岛2海里范围内的船舶交通量较大，其中包括大量的小渔船。为此，有必要在分道通航制内界限与外围岛屿之间规定一定范围的沿岸通航带。
为有效地将使用沿岸通航带和分道通航制内侧通航分道的船舶分隔开，以分隔带分隔沿岸通航带和相邻的通航分道。因此，在东引岛、牛山岛至乌丘屿、兄弟屿至南澎岛之间，确定分道通航制内界限与海峡外围岛屿之问水域为沿岸通航带，并选择宽度为1海里的分隔带作有效分隔。
4.1.6警戒区
南澎岛、兄弟屿、厦门港外、乌丘屿和牛山岛附近为习惯航线的交汇区，通过设置警戒区以引起该区域汇集和分流船舶(包括从事捕鱼的船舶)的特别注意。
4.2台湾海峡主航道船舶定线制推荐方案
图5为我们提出的台湾海峡主航道船舶定线制推荐方案示意图。
本方案充分考虑了海峡主航道现行交通流模型和习惯航线的调查结果，以及台湾海峡渔场和航路附近碍航物的影响，并注意《航路指南》的推荐航线和交通部关于通行台湾海峡的暂行规定。方案具有如下特点：
1)通航分道中心线与交通流观测和海峡航运船舶习惯航线的调查结果基本相符。
2)充分考虑与海峡西岸主要港口交通流的衔接。
3)通过问断的分道通航制的设计，确保台湾海峡对遇船流全程性的有效分隔，同时能较好地组织船舶通过台湾海峡渔场。
4)水深在30～60m之间(除兄弟屿航段为20～30m外)，碍航物均设计在分隔带内或分道通航制外，保证船舶在通航分道内的航行安全。
5)分道通航制中心线离海峡西岸较近(距外海岛屿灯塔8～16nmile)。雷达定位或陆标定位条件较好，全程可使用雷达定位且其精度得到提高；受东北季风的影响相对较小；也为船舶交通管理所需的报告制的实施提供必要条件。
6)避开40m等深线内渔船密集区，且位于机轮拖网渔业禁渔区线附近西侧，减少与渔船的交会，对渔业拖网作业影响最小。且有利于渔业资源的保护。
7)通过在南澎岛航段南端、乌丘屿航段南端和牛山岛航段北端设立警戒区，以引起该区域汇集和分流的船舶注意，有利于增进上述水域的船舶交通安全。
8)在牛山岛至乌丘屿航段、兄弟屿至南澎岛航段分别设置沿岸通航带，提供中小型船舶的通航空间，并能有效分隔使用沿岸通航带与通航分道的船舶，确保船舶的航行安全。
5.结语
通过对海峡主航道船舶交通的一次较全面的调查与分析，经合理的科学理论论证，提出的台湾海峡主航道船舶定线制推荐方案具有较高的参考价值，对理顺台湾海峡主航道船舶交通流，改善海峡航运和渔业安全生产形势，探求海峡水域资源的合理利用，防止海峡水域环境污染，促进海峡西岸经济区的建设具有重要的意义。
