4. 瞭望与碰撞风险判断（规则第5条）

《国际海上避碰规则》第五条只有一句话：“每一船舶在任何时候均应使用视觉、听觉以及适合当时环境和情况的一切可用手段保持正规的瞭望，以便对局面和碰撞危险作出充分的估计。”这句话看似原则性，实际上包含了三个可分解的法定要素：瞭望手段的完备性、瞭望的持续性、以及瞭望的目的性——即最终要落到“对碰撞危险作出充分估计”。智能驾驶系统要满足这条规则，不能只做“传感器有没有开”的自检，而必须把多源感知数据转化为可量化、可比较、可设阈值的风险指标。

一、“正规瞭望”的法定内涵拆解

“一切可用手段”在当代船舶上至少包括视觉瞭望、雷达/ARPA、AIS、VHF通信、号笛与雾号听觉、以及电子海图与航行警告。规则并未规定必须使用哪一种，而是要求手段与当时环境相匹配：能见度良好时视觉是主手段，能见度不良时雷达与听觉上升为主要手段，通航密集区则需叠加AIS识别与VHF协调。智能系统的合规设计要点在于：每种手段都要有可用性监测，且手段之间要能交叉校验，而不是简单堆叠传感器。

“任何时候”意味着瞭望不能有盲区时段。人工瞭望的薄弱环节是夜间、交接班、单一驾驶员长时间值守；智能系统的对应设计是固定周期刷新、传感器健康度监控、以及异常时的降级告警。这里要特别强调：规则要求的是“正规”瞭望，即有目的、有方法、有记录的瞭望，而不是被动接收数据。

二、从感知数据到风险指标：DCPA与TCPA

碰撞危险判断最经典的两个量化指标是最近会遇距离DCPA（Distance to Closest Point of Approach）和最近会遇时间TCPA（Time to Closest Point of Approach）。设本船位置为原点，本船速度矢量V_o，目标船相对位置矢量R、相对速度矢量V_r（目标速度减本船速度），则：

相对速度大小  Vr = |V_r|
TCPA = -(R · V_r) / Vr²        （点积为负表示正在接近）
DCPA = |R + V_r · TCPA|         （即最近点处相对位置矢量的模）

这两个量完全由相对运动几何决定，与哪一方让路无关，因此适合作为“是否存在碰撞危险”的客观判据。实际工程中还需注意三点：一是R和V_r来自AIS或雷达跟踪滤波，存在噪声与延迟，DCPA/TCPA应带置信区间或做平滑；二是本船自身运动参数（尤其是艏向与对地/对水速度）必须准确，否则误差会直接传导；三是目标机动后指标会突变，需要设置重算触发条件。

三、阈值设定方法：不能只用一个固定数

很多教材给出“DCPA小于0.5海里、TCPA小于10分钟即存在碰撞危险”的经验值，这在开阔水域、良好能见度下可作为起点，但直接写进智能系统会出问题。合理的阈值设定应至少考虑四个维度：

• 水域与能见度：狭水道、分道通航制附近、能见度不良时，安全会遇距离应显著放大，TCPA告警提前量也应增加。
• 本船操纵性能：停车距离、满舵回转直径决定了“还来得及”的时间下限。TCPA阈值应大于“发现—决策—执行—见效”的总延迟。
• 目标类型与可信度：AIS目标若CPA计算依赖他船广播的航向航速，需考虑其精度；雷达目标在杂波中跟踪不稳定时应降低置信度。
• 规则约束：即使DCPA数值尚可，若构成追越、对遇或交叉局面且本船为让路船，风险等级也应上调。

一种可落地的做法是采用分级阈值+动态修正：先按水域类型设定基准阈值表，再根据能见度、目标数量、本船速度做系数修正。例如基准DCPA阈值0.5海里，能见度不良时乘以1.5，狭水道乘以1.3，两者叠加则取较大修正而非简单相乘，避免阈值膨胀到失去告警意义。TCPA基准可取“本船以常用航速完成90°转向所需时间”的1.5倍作为下限参考。

四、把指标用起来：一个判断流程示例

假设某船在能见度良好开阔水域以12节航行，雷达跟踪到一个目标，融合后得到DCPA=0.35海里、TCPA=8分钟，目标位于右舷约30°、方位变化缓慢。按基准阈值判断：DCPA已低于0.5海里，TCPA小于10分钟，属于高风险；同时几何关系显示本船为让路船，应及早采取大幅度的让路行动。系统此时不应只弹一个数字，而应同时给出：指标来源（雷达+AIS一致）、置信度、建议行动方向、以及行动后DCPA/TCPA的预测变化，供驾驶员复核。

反过来，若DCPA=0.8海里但TCPA仅3分钟，说明虽然最终会遇距离尚可，但接近速度很快、留给判断的时间极短，同样应提升关注等级。这说明DCPA与TCPA必须联合判读：单看一个指标都可能漏判。工程上常用二维风险平面，把(DCPA, TCPA)映射到不同风险区域，比单阈值更稳健。

五、智能驾驶场景下的合规要点

对智能船舶而言，规则第5条的落地还包括可追溯性：系统应记录每个时刻的瞭望手段状态、目标跟踪质量、DCPA/TCPA计算输入与输出、以及告警与人工干预记录。当传感器失效或数据冲突时，系统必须明确降级并提示驾驶员接管，而不是用低质量数据继续输出“看起来正常”的风险值。正规瞭望的本质是持续、主动、有判断，量化指标只是把这种判断变得可检验，不能替代对局面整体的理解。