E-Navigattiioonn （EE--航海）

文/中國海運（集團）總公司企管部 樓于海

一、前言

隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，越來越多的信息技術(shù)、電子技術(shù)等被運用于提高海上船舶的航行安全性能。2005年,英國交通部基于對自身航標基礎(chǔ)設(shè)施的考量和意識到海上導航領(lǐng)域缺乏協(xié)調(diào)的現(xiàn)狀，最早提出了 E－ Navigation（E-航海）這個名詞。E-Navigation另一次進入公眾的視野里是在 2005年11月吉隆坡召開的 IALA“全球船舶跟蹤”研討會上。于是在 2006年5月召開的國際海事組織 (IMO)海上安全委員會(MSC)第 81次會議上，日本、馬歇爾群島、荷蘭、挪威、新加坡、英國和美國聯(lián)名向委員會提案，最終委員會通過了有關(guān) E-航海的新工作項目，從此它便成為國際海事組織航行安全分委會通信工作組的一項課題。因為信息傳輸依賴于無線電通訊 , 所以 E-Navigation同時也納入 IMO無線電通訊和搜救分委會 (COMSAR)的工作范圍。國際海事組織（IMO）希望通過不懈的推薦和完善 , 使其成為一種新的技術(shù)手段和航海環(huán)境 ,實現(xiàn)“航海更安全 ,海洋更清潔 ,導航更便捷”目標。 “E-Navigation”已開始揚帆起航。

二、E-Navigation概念

國際航標協(xié)會 IALA提出的 E-Navigation戰(zhàn)略構(gòu)想是：通過電子信息方式，整合現(xiàn)有的和新的導航設(shè)備，特別是電子設(shè)備，在船上和岸上收集、綜合和顯示海事信息，以增強船舶從泊位到泊位的全程航行、海上服務(wù)、安全和安保能力，更好地保護海洋環(huán)境，提高航行安全和效率。

E-Navigation（簡稱 E-Nav、）中的“E”是電子（electronic）和加強（Enhanced）的綜合，而不是通常認為的“電子”，我們因該稱它為“E-航?！?。IALA希望通過提供給相關(guān)國際組織和海運界對 E-Navigation的定義，吸納各方的需求，制定船到船、船到岸和岸到船的數(shù)據(jù)、打包、加密、數(shù)據(jù)鏈、校核、改正、綜合顯示等標準。

E-Navigation 由船載系統(tǒng)、岸基系統(tǒng)和數(shù)字通信鏈接三部分組成，是一個開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)， 一個基于標準 HMI（人機界面）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)交換核信息顯示標準。在考慮設(shè)備生產(chǎn)商效益的同時，必須對航海能起實際作用；對新技術(shù)的適應(yīng)性，對使用者的培訓，適用于所有的船舶（如 SOLAS船舶、漁船、游艇），有一套適用于所有船舶使用的標準通訊文句，能為值班駕駛員提供航海輔助，緊密耦合航空和航海對導航、搜救信息應(yīng)用。此外，還要認識和了解現(xiàn)有系統(tǒng)的全部效益，特別是AIS和 SOLAS公約針對所有等級航行船舶的不同安裝要求。從而實現(xiàn)：

1、增進航行安全、海上保安、環(huán)境保護、國家利益和海上搜救。

2、向岸上和船舶的航行活動提供一個全面或系統(tǒng)的解決方案。

3、提高人機交換水平，向航海人員提供清晰的信息，以便于安全航行，減少碰撞和擱淺。

4、協(xié)調(diào)和標準化信息、信息傳輸、設(shè)備界面（如：即插即用）、功能，以及保持數(shù)據(jù)、接口開放性和透明度，充分容納當今電子信息技術(shù)發(fā)展趨勢。

5、制定針對應(yīng)急管理和系統(tǒng)失效的備用技術(shù)建議，包括應(yīng)用傳統(tǒng)的航海技術(shù)，如燈光、信標、雷達標繪等。

三、E-Navigation的架構(gòu)組成

前面我們已從 IALA的闡述中了解到 E-Navigation是通過電子手段協(xié)調(diào)船舶和岸上航海信息的采集、整合、交換、展示和分析，以增強船舶泊位到泊位的導航和相關(guān)服務(wù)，以保障海上航行安全、安保和保護海上環(huán)境，從而促進水上航運高效、安全的進行。IALA還指出了 E-Navigation系統(tǒng)架構(gòu)建設(shè)必須用戶需求為指導，主要組成包括船、岸系統(tǒng)以及導航與通信基礎(chǔ)設(shè)施。

E-Navigation系統(tǒng)架構(gòu)具體為：

1、船基系統(tǒng)以船載導航系統(tǒng)為核心，該系統(tǒng)集成船上各種傳感器（包括所有駕駛臺、船艙、機艙的傳感器），以采集各種船舶實時的航行信息。船基系統(tǒng)的核心要素包括：AIS、Radar、VHF/HF/MF、

GMDSS、GNSS和陸上導航系統(tǒng) /無線電導航系統(tǒng)、遠距離識別和跟蹤LRIT、MSI、Navtex、衛(wèi)星通訊系統(tǒng)（INMARSAT、IRIDIUM、VSAT）、移動蜂窩通信、ECS/ENC/ECDIS、Visual(ECS)、聲音識別、CCTV、便攜式導航單元、輔助靠泊、虛擬航標、水文氣象等傳感器和減少人為錯誤的分析與預(yù)警能力。船基系統(tǒng)在航行過程中應(yīng)能夠鼓勵船員積極參與，防止船員注意力分散，并減輕船員工作負荷。

2、e-Navigation岸基系統(tǒng)應(yīng)集成所有可用的岸基船舶交通管理（vts）和相關(guān)服務(wù)系統(tǒng)，以便于岸基操作人員理解和使用的方式提供（交換和傳輸）各種信息數(shù)據(jù)，從而保證船舶航行安全、提高營運效率。

3、導航與通信基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)滿足管理部門和船舶之間信息的無縫傳輸，網(wǎng)絡(luò)覆蓋船舶之間、船岸之間和岸上主管部門或其他相關(guān)公司企業(yè)之間。對 E-Navigation用戶而言，只要關(guān)心在信息域獲得的信息是否滿足自己需要，而不需要知道這些信息具體來源于哪個具體的技術(shù)服務(wù)子系統(tǒng)或哪個設(shè)備；而對E-Navigation系統(tǒng)而言，其需要在數(shù)據(jù)域執(zhí)行用戶各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)請求，從不同的技術(shù)服務(wù)子系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)，并以標準的數(shù)據(jù)格式、適當?shù)恼宫F(xiàn)形式提供給用戶，從而滿足用戶需求。

因此，e-Navigation系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)站在信息化服務(wù)的制高點，以“智能化”為指導原則，是船舶通信導航的“云”。它集成所有相關(guān)海上技術(shù)服務(wù)系統(tǒng)，按照統(tǒng)一的業(yè)務(wù)模型和數(shù)據(jù)進行傳輸。最終實現(xiàn)用戶按需獲取數(shù)據(jù)、隱藏數(shù)據(jù)來源和通信方式的智能化服務(wù)保障體系，實現(xiàn)簡捷而有效的船船、船岸、岸船和岸岸之間的通訊，提高海上交通效率和港口風險管理，有助于航標最佳組合，提高船舶和岸上對環(huán)境的知曉，擴展VTS的性能減少信息過載，不產(chǎn)生附加的工作量，適應(yīng)值班駕駛員需要改變。

四、實施E-Navigation制約和困難

綜合上述通過對E-Navigation的研究可以發(fā)現(xiàn)，技術(shù)整合是船載系統(tǒng)的關(guān)鍵，岸基系統(tǒng)五大功能即安全、保安、應(yīng)急反應(yīng)、防污染和商業(yè)服務(wù)的統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)是難點，衛(wèi)星全球數(shù)字寬帶通信普及和發(fā)展是系統(tǒng)運行基礎(chǔ)。目前實施 E-Navigation受到的制約和困難主要包括以下幾點：

1.現(xiàn)有的法律框架。（如非SOLAS船舶）

2.船長職責權(quán)限。(如船長對船只負有最終責任的規(guī)定)

3.現(xiàn)有的處理能力和人 /機界面上也存在著技術(shù)的限制，特別是對現(xiàn)有不同時期、不同廠商、不同功能的導航設(shè)備集成和整合。

4.強制配置需求的缺乏。

5.電子海圖還不夠完善和昂貴。

6.船員和VTS操作員的技藝水平、工作流程和培訓。

7.技術(shù)局限。（數(shù)據(jù)處理能力）

8.如何贏得其他團體的支持和贊同。

9.財政和政策的限制。（如國家安全等問題導致的政治限制）

10.市場/商業(yè)限制。（如競爭、配置要求）

11.無線電頻譜資源。（如AIS頻率、全球帶寬限制）

12.E-Navigation需要進一步的考慮是否包括商業(yè)信息的交換和信息安全，相關(guān)組織的職責界限，不可能孤立地被開發(fā)出來。

13.IALA、IMO和其他國際組織（如 IMO, IHO, ITU, IEC,ISO, CIRM, EC, EMSA等）的聯(lián)絡(luò)、協(xié)調(diào)和合作。

14.IALA、IMO在 E-Navigation 的戰(zhàn)略計劃團體中的角色與定位。

五、E-Navigation發(fā)展狀況和下一步戰(zhàn)略實施計劃

2006年，國際海事組織（IMO）加快了推進電子航海戰(zhàn)略發(fā)展的進度，決定在海安會的工作計劃中增加一項優(yōu)先項目制定電子航海發(fā)展戰(zhàn)略。國際航標協(xié)會（IALA）正在組織制訂電子航海的相關(guān)技術(shù)標準，加速推進助航服務(wù)的電子化。

2007年IMO NAV53次會議上將“E-NAVIGATION的發(fā)展戰(zhàn)略”列為高優(yōu)先議題，基本采納了IALA提出的E-Navigation定義。MSC86批準E-Navigation戰(zhàn)略實施協(xié)調(diào)工作計劃，并列為 2009-2012年期間 NAV、COMSAR及 STW分委會的聯(lián)合工作任務(wù)。E-Navigation工作組提交了如下工作報告：

1.同意COMSAR 14推薦E-Navigation概念性構(gòu)架并認為其應(yīng)隨著工作開展予以修正。刪除報告中有關(guān)VTM內(nèi)容；

2.考慮到差距、成本效益和風險等各種分析結(jié)果有助于E-Navigation技術(shù)框架的識別，同意通信工作報告中的功能性架構(gòu)概念；

3.考慮到信息的可靠性和可用性是描述用戶需求的重要問題，同意報告中的初始差距分析，提出有關(guān)數(shù)據(jù)利用和再利用的法律問題需要在某一階段予以闡述；

4.同意報告中有關(guān)成本效益分析和風險分析的內(nèi)容，并認為在開展這些分析工作前應(yīng)完成差距分析和相應(yīng)解決措施的建議，包括實施這些措施對所有相關(guān)方影響的總體評估。邀請IALA和 IHO完成岸上差距分析，并向 COMSAR15和 NAV57報告。差距分析、成本效益和風險分析應(yīng)重點關(guān)注用戶需求，特別應(yīng)關(guān)注系統(tǒng)的可靠性和可用性；

5.同意E-Navigation用戶需求分析并在GMDSS評估中予以考慮；

6.支持E-Navigation服務(wù)區(qū)域的識別；

7.共同合作，確保 IALA的 UMDM、IHO的 UHDM等在內(nèi)的通用海事信息和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的管理和維護；

8.用戶，尤其是海員應(yīng)持續(xù)參與E-Navigation戰(zhàn)略實施計劃；同意E-Navigation相關(guān)信息和常見問題在IMO網(wǎng)站及時更新；同意通訊工作組制定相關(guān)信息材料協(xié)助成員國和國際組織開展相關(guān)活動并從中得到反饋；

9.支持新加坡關(guān)于使用多跳網(wǎng)絡(luò)的概念，同意考慮將其作為E-Navigation組成部分；

10.同意建立導航設(shè)備使用性能評估方法，同意暫不將VTM納入工作范疇；

11.對IALA和IHO提交的“關(guān)于全球無線電導航計劃”、“初始岸基 E-Navigation架構(gòu)草案”、“IALA通用海事數(shù)據(jù)模型介紹”、“航標信息交換和顯示”和“電子海圖有效性評價”等文件表示關(guān)注。

航行安全分委會（NAV）第 56次會議 E-Navigation工作組審議了上述報告，并重新成立了由挪威領(lǐng)導的通訊工作組，以期完成系統(tǒng)架構(gòu)研究，推動開展技術(shù)、法規(guī)、運行和培訓等差距分析，并要求向 STW42、COMSAR15和 NAV57提交工作報告。大會還要求工作組準備 IMO關(guān)于 E-Navigation概念和戰(zhàn)略實施計劃的信息材料，供成員國和國際組織使用；根據(jù)E-Navigation戰(zhàn)略階段需求，識別和描述數(shù)據(jù)框架以支持用戶需求，確保最大限度的推動工作協(xié)調(diào)開展。

2011年3月在IMO無線電通信與搜救分委會（COMSAR）第 15 次會議上，e-Navigation工作組對挪威提交的通信組的工作報告（COMSAR15/11 ）文件進行了討論，內(nèi)容涉及未來航行的兩種模式、極地水域的通信、建立數(shù)據(jù)訪問和 信息服務(wù)框架、SOLAS IV/4的功能要求、E-Navigation和 GMDSS前瞻性研究以及初步差距分析報告等內(nèi)容。IALA和 IMO 也將在標準、組織和資金等方面，針對目前存在的問題提出更有效和切合實際的方案， IHO已經(jīng)決定，在 IMO做出有關(guān) e-Navigation的決議之前，對未來 E-Navigation進行規(guī)劃。首先將制定一個新的地理空間數(shù)據(jù)標準 S-100，該標準可以實現(xiàn) S-57標準不支持的很多其它功能。S-100將支持 S-101和 S-102，S-101是增強的 ENC，S-102實現(xiàn)了真正的航海出版物信息的封裝。S-100將支持IALA的E-Navigation委員會目前所規(guī)劃的新功能或改進的功能，在 ENC、MSI、潮汐、航線、港口和 VTS服務(wù)指南、航標、氣象等數(shù)據(jù)傳送方面，確保船岸間的數(shù)據(jù)交換使用通用協(xié)議。

總之，E-navigation實質(zhì)上是將海事相關(guān)信息進行協(xié)調(diào)、收集、集合、交換及顯示的一個過程。E-Navigation是整合現(xiàn)有的船載、岸基導航和助航手段，實現(xiàn)導航和助航信息的全面的溝通，增強船舶的全程航行能力，增強相應(yīng)的海上服務(wù)、安全和保安能力以及海洋環(huán)境保護的能力，以達到進一步提高船舶航行安全和船岸之間的管理效率。它是一個全方位的綜合系統(tǒng)平臺，一個把現(xiàn)有和將有的航海系統(tǒng)全面融和的平臺，一個不斷發(fā)展的、動態(tài)的概念。他將從根本上解決現(xiàn)有導航、通信和助航技術(shù)的獨立性，減輕值班駕駛員的負擔；減少日益增多的船載設(shè)備配置，統(tǒng)一船岸通導設(shè)備的標準，提高用戶的使用效率，提高船舶和海事管理機構(gòu)之間交換信息量和航海人員的能力將持續(xù)多樣化，杜絕船員的不常用技能的退化等多方面的問題，促進海上導航系統(tǒng)的協(xié)調(diào)一致，支持用戶需求引導的岸基服務(wù)目標的實現(xiàn)，從而開創(chuàng)一種新的技術(shù)手段和航海環(huán)境，極大提高航行的安全性和營運效益，實現(xiàn)“航行更安全，海洋更清潔”。