中國實施電子航海戰(zhàn)略的對策和建議

天津海事局大連航標(biāo)處 崔玉亮

航海技術(shù)的快速發(fā)展和現(xiàn)代電子技術(shù)在航海上的廣泛應(yīng)用極大地改變了原有的航海模式和觀念?，F(xiàn)代助航新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)為航海者提供了豐富有效的助航手段，但不同助航系統(tǒng)的相互獨立和難以兼容，不僅增加了航海者的負(fù)擔(dān)，更使各種助航系統(tǒng)的助航效能大打折扣。為了更好地適應(yīng)現(xiàn)代航海技術(shù)的發(fā)展，確保航行安全，防止海洋污染，國際海事組織（IMO）于2005年采納了國際航標(biāo)協(xié)會（IALA）提出的關(guān)于 e-Navigation的概念，并于2008年批準(zhǔn)了制定和實施電子航海戰(zhàn)略。圖1為IMO 制定的e-Navigation戰(zhàn)略實施路線圖。

圖1 IMO制定的e-Navigation戰(zhàn)略實施路線圖

一、e-Navigation的概念和組成部分

e-Navigation是在已明確用戶需求的基礎(chǔ)上提出的，是現(xiàn)代航海系統(tǒng)協(xié)調(diào)化的結(jié)果。IMO對e-Navigation的定義為：通過電子的方式，在船上和岸上收集、綜合和顯示航海信息，以增強(qiáng)船舶泊位到泊位的全程航行能力，增強(qiáng)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(hù)能力。e-Navigation被普遍認(rèn)為具有漸進(jìn)性和動態(tài)性，可以被視為一種理念。無須對e-Navigation中的“e”特別定義，國際上通常認(rèn)可其代表“electronic（電子的）”或者“enhanced（加強(qiáng)的）”。實際上，“e”除了上面兩項外，“efficient（有效地）”“ essential（基本的）”“extraordinary（特別的）”也被廣為接受，不宜將其簡單理解為電子航海的范疇。

在e-Navigation發(fā)展初期，其概念就已經(jīng)明確了包括三個關(guān)鍵部分：一是航行水域電子海圖（ENC）的覆蓋；二是完善的電子定位、導(dǎo)航及授時系統(tǒng)（帶有冗余）；三是通信鏈路的連接。這三個部分被認(rèn)為是至關(guān)重要的，其主要功能就是實現(xiàn)船-船、船-岸和岸-岸之間信息的相互溝通，以達(dá)到實現(xiàn)船舶安全、經(jīng)濟(jì)航行和環(huán)境保護(hù)的最終目標(biāo)。圖2是IALA的e-Navigation委員會提出的關(guān)于e-Navigation的初步框架結(jié)構(gòu)。[1]

圖2 IALA提出的e-Navigation系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖

二、我國e-Navigation的發(fā)展現(xiàn)狀

我國在e-Navigation方面的發(fā)展始于20世紀(jì)90年代初數(shù)字航標(biāo)計劃的提出，經(jīng)過20多年的發(fā)展，中國數(shù)字航標(biāo)已頗具規(guī)模。截至1999年完成了20座覆蓋中國沿海的RBN/DGPS臺站建設(shè)，實現(xiàn)了中國沿海DGPS信號的全覆蓋，對重點交通繁忙水域?qū)崿F(xiàn)了最多達(dá)五重的信號覆蓋，如圖3所示。中國于2002年起開始船舶自動識別系統(tǒng)（AIS）岸基網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，截止到目前已建成覆蓋中國所有沿海水域和內(nèi)河四級以上高等級航道水域的岸基網(wǎng)絡(luò)。沿海水域共建成了1個國家級AIS管理中心、3個海區(qū)管理中心、19個轄區(qū)管理中心和121座基站，內(nèi)河方面共建成5大水系、17個轄區(qū)中心及179座基站，如圖4所示。AIS岸基系統(tǒng)沿海覆蓋率達(dá)到99.97%以上，系統(tǒng)可用性達(dá)到99.95%以上，實現(xiàn)了全沿海覆蓋，交通流密集水域、重點水域和復(fù)雜水域多重覆蓋。最近幾年我國在重點水域先后建設(shè)完成了航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)。通過RBN/DGPS臺站、AIS岸基服務(wù)系統(tǒng)和航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)為用戶提供較完善的數(shù)字導(dǎo)航服務(wù)。2007年，我國開始研究制定2010年至2020年中國沿海航標(biāo)發(fā)展規(guī)劃，對中國沿海的航行條件和航標(biāo)效能進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查和評估，包括船舶交通流量統(tǒng)計、發(fā)生事故調(diào)查統(tǒng)計、習(xí)慣航路調(diào)查統(tǒng)計和現(xiàn)有助航效能分析等。航標(biāo)發(fā)展規(guī)劃為e-Navigation的整體規(guī)劃和發(fā)展提供了強(qiáng)有力保證，以促進(jìn)海事信息系統(tǒng)、航測信息系統(tǒng)、中國船舶報告系統(tǒng)、全球海上遇險與安全系統(tǒng)（GMDSS）、RBN/DGPS、AIS、船舶交通服務(wù)（VTS）、航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)等綜合助航系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展。

圖3 中國RBN/DGPS系統(tǒng)臺站分布圖

三、國外e-Navigation的發(fā)展現(xiàn)狀

圖4 中國沿海及長江沿岸AIS系統(tǒng)基站分布圖

很多國家在e-Navigation概念提出的初期就已經(jīng)開始了e-Navigation的嘗試和探索，經(jīng)過幾年的不斷發(fā)展和完善，一些國家在實踐的基礎(chǔ)上不斷具體化，形成了符合本國航運要求的e-Navigation系統(tǒng)。如波蘭的航標(biāo)綜合管理、監(jiān)控和信息系統(tǒng)是將航標(biāo)系統(tǒng)（燈塔、浮標(biāo)、導(dǎo)標(biāo)燈等）、差分GPS系統(tǒng)（IALA DGPS、RTK）、岸基AIS系統(tǒng)（基站網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器）、閉路電視（CCTV）等整合到 “波蘭單一窗口”平臺上，以開放資源軟件為基礎(chǔ)，置于一個運行Linux操作系統(tǒng)的服務(wù)器上，用戶接口（界面）是網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，通過已有的通信協(xié)議和鏈路來完成海上安全與保安的信息交換任務(wù)。此套系統(tǒng)的最大特點是可以充分利用已有的船舶交通服務(wù)系統(tǒng)（VTS）、自動識別系統(tǒng)（AIS基站）、CCTV、氣象傳感器、發(fā)射設(shè)施和通信鏈路等，以較小的經(jīng)濟(jì)代價實現(xiàn)e-Navigation的目的。[2]439-446

再如，德國的岸基e-Navigation系統(tǒng)是一個整合了所有航標(biāo)（包括VTS）的一體化系統(tǒng)。德國航道航運局通過替換VTS系統(tǒng)、更新視覺航標(biāo)遙控裝置、擴(kuò)展數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、建造新的節(jié)點、改造遠(yuǎn)端站的基礎(chǔ)設(shè)施、擴(kuò)大VHF和DSC的信號作用范圍、增加新的雷達(dá)傳感器、啟用AIS等措施建立了一個e-Navigation岸基系統(tǒng)，如圖5所示。遠(yuǎn)程站的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備部件（傳感器、天線和通訊設(shè)備）必須靠近航道，用戶站（VTS中心、引航站）可以按照工作者的要求放置。對系統(tǒng)的設(shè)想是允許用戶站遠(yuǎn)離節(jié)點站，因此所有遠(yuǎn)端站和用戶站的獨立部件都被打包在節(jié)點站中，技術(shù)維護(hù)人員也集中在節(jié)點站中。多節(jié)點站具有冗余性，當(dāng)一個節(jié)點站出現(xiàn)故障時，另一個節(jié)點站能夠接替其工作。[2]471-480

圖5 德國e-Navigation岸基系統(tǒng)一般布局方案

四、e-Navigation對我國助航保障工作的影響

我國助航保障機(jī)構(gòu)主要是海事局所屬的航海保障部門，工作主要涉及管理沿海航標(biāo)（包括燈塔、燈樁、浮標(biāo)、導(dǎo)標(biāo)、無線電導(dǎo)航設(shè)施等）和水上通信安全，管理海區(qū)港口航道測繪并組織編印相關(guān)航海圖書資料，歸口管理交通行業(yè)測繪工作，組織、協(xié)調(diào)和指導(dǎo)水上搜尋救助，負(fù)責(zé)中國海上搜救中心的日常工作。[3]e-Navigation戰(zhàn)略的實施對我國沿海助航保障體系建設(shè)起到了積極的促進(jìn)作用：

（1）通過e-Navigation這樣一種優(yōu)化、集中的通信方式，助航保障部門和航海者之間建立起了一種便捷、有效的通信機(jī)制，助航保障部門可以為航海者提供全面、細(xì)致、實時的動、靜態(tài)航海信息，航海者則向助航保障部門提供海上安全航行信息。

（2）助航保障部門全天不間斷收集、整合、分析各類航海信息和氣象數(shù)據(jù)，并實時發(fā)布給航海者，實現(xiàn)了信息和資源最大范圍內(nèi)的共享，充分發(fā)揮了助航、導(dǎo)航設(shè)施的功能，實現(xiàn)了助航服務(wù)的全天化、實時化和立體化。

（3）助航保障部門通過船舶交通流量統(tǒng)計、習(xí)慣航路統(tǒng)計等統(tǒng)計分析結(jié)果為航海者提供更加科學(xué)、安全和更具操作性的航行指導(dǎo)意見，最大程度地降低了航行風(fēng)險。

（4）當(dāng)發(fā)生海上事故時，助航保障部門為航海者提供及時、有效的技術(shù)和信息保障服務(wù)，更好地組織、協(xié)調(diào)和指導(dǎo)水上救助工作，將人命和財產(chǎn)損失降到最低。

e-Navigation戰(zhàn)略的實施不僅提升了我國助航保障能力，同時也對航海保障部門提出更高的要求：

（1）e-Navigation戰(zhàn)略目標(biāo)的最終實現(xiàn)，需要助航保障部門提供完善的岸基服務(wù)系統(tǒng)和穩(wěn)定可靠的通信鏈路。岸基系統(tǒng)可以通過新建基站、更新設(shè)備、加強(qiáng)技術(shù)人員培訓(xùn)等方式加以完善，但是通信鏈路的穩(wěn)定可靠受諸多因素影響，如電源系統(tǒng)、設(shè)備質(zhì)量、強(qiáng)電磁干擾等，這些問題不僅影響了正常的航行通信，更增加了運行的成本。

（2）信息最大范圍的共享需要發(fā)布者和接收者都遵循統(tǒng)一的信息格式和標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在的助航系統(tǒng)大多具有一套獨立的信息格式和標(biāo)準(zhǔn)，致使接收者的信息量不斷疊加，很容易造成航海者的信息過載，這就要求助航保障部門必須制定一套統(tǒng)一的信息格式和標(biāo)準(zhǔn)以實現(xiàn)信息兼容。

五、中國實施e-Navigation戰(zhàn)略的對策和建議

e-Navigation戰(zhàn)略的付諸實施已經(jīng)對船舶安全航行、船舶交通管理和航海保障工作等起到了積極推動作用，中國作為IMO的A類理事國和當(dāng)今公認(rèn)的航運大國，需要積極應(yīng)對e-Navigation的快速發(fā)展，為此建議做好以下三個方面：

（一）加強(qiáng)對e-Navigation戰(zhàn)略的研究

目前，IMO對e-Navigation戰(zhàn)略中的用戶需求分析、缺口分析、成本效益和風(fēng)險分析等要素已經(jīng)形成較清晰的結(jié)論，我國應(yīng)當(dāng)根據(jù)自身的航運現(xiàn)狀和管理要求，研究IMO對e-Navigation界定的體系結(jié)構(gòu)和要素，通過成本效益分析和風(fēng)險分析等手段,為我國參與國際海事重大發(fā)展提供決策依據(jù)，積極推動我國e-Navigation戰(zhàn)略的實施。

（二）加大助航信息系統(tǒng)的整合力度

IMO從一開始希望e-Navigation以“用戶需求為導(dǎo)向”，但是目前e-Navigation的戰(zhàn)略發(fā)展和實施大多是從技術(shù)角度來考慮的。也就是說大多數(shù)戰(zhàn)略都是技術(shù)力量推動的，而助航信息系統(tǒng)是除了人為因素和政治因素之外對e-Navigation影響最大的因素。要想真正實現(xiàn)e-Navigation的戰(zhàn)略目標(biāo)，需要對現(xiàn)有的信息助航系統(tǒng)，如VTS岸基服務(wù)、雷達(dá)/ARPA（自動雷達(dá)標(biāo)繪儀）、ECDIS（電子海圖顯示和信息系統(tǒng)）、AIS、GNSS和INS（慣性導(dǎo)航系統(tǒng)）等進(jìn)行整合。這種整合不僅要包括信息的精確度、信息顯示技術(shù)、信息的有效性和關(guān)聯(lián)性、軟件和硬件的型號、模型及升級服務(wù)、不同設(shè)備廠商的互操作性等方面，而且要積極參與IMO對通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的修改制定工作，比如在e-Navigation環(huán)境下ECDIS的標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺，但是IMO已決定國際航行船舶自2012年7月起應(yīng)強(qiáng)制配備ECDIS。針對這些標(biāo)準(zhǔn)的整合制定都應(yīng)當(dāng)根據(jù)自身實際情況積極介入，使我國不僅成為IMO關(guān)于e-Navigation戰(zhàn)略的參與者，更要成為規(guī)則的制定者和倡導(dǎo)者，以謀求我國e-Navigation戰(zhàn)略目標(biāo)的早日實現(xiàn)。

（三）強(qiáng)化對航海者的培訓(xùn)

人的因素始終是實現(xiàn)e-Navigation戰(zhàn)略目標(biāo)的決定性因素，所以加強(qiáng)對航海者的培訓(xùn)就顯得尤為重要?！禨TCW公約》95修正案取消了專職報務(wù)員與專職電機(jī)員的適任要求，然而，隨著船舶自動化和信息化程度的提高，對航海者在信息處理、信息過濾和信息操作等方面的能力要求越來越高。作為中國e-Navigation戰(zhàn)略的實施者，海事機(jī)構(gòu)需要將與e-Navigation有關(guān)的性能標(biāo)準(zhǔn)、操作規(guī)則等收集起來組織培訓(xùn)，在發(fā)證的過程中有效考查，確保航海者能夠正確有效地解讀信息。

[1]張鐵軍,朱勇強(qiáng).E-Navigation環(huán)境下ECDIS發(fā)展研究[J].中國海事,2012(1):46-49.

[2]MAREK L,MAREK D,ARTUR B.航標(biāo)綜合管理、監(jiān)控及信息系統(tǒng)—e-Navigation可能的組成部分[C]//中華人民共和國海事局.第十七屆國際航標(biāo)協(xié)會[IALA]大會論文集.2010.

[3]羅堅.電子航海(e-Navigation)與中國沿海航標(biāo)[J].中國海事,2008(9):54-57.