E—Navigation下的海事服務(wù)集

李瑞杰+張新宇+黃文偉+張輝輝

【摘 要】 為使岸基與船載用戶(hù)之間的信息可以通過(guò)電子方式進(jìn)行更好的交流和統(tǒng)一，結(jié)合當(dāng)前E-Navigation發(fā)展現(xiàn)狀，介紹E-Navigation產(chǎn)生背景和實(shí)際意義，剖析海事服務(wù)集（MSP）與E-Navigation的關(guān)系，論述MSP的分類(lèi)及特性。以港口區(qū)域MSP為例，分析MSP建立過(guò)程，并對(duì)MSP未來(lái)發(fā)展進(jìn)行探討和展望。

【關(guān)鍵詞】 E-Navigation；海事服務(wù)集（MSP）；安全航海

1 E-Navigation產(chǎn)生背景及發(fā)展

隨著科技的發(fā)展，眾多高新技術(shù)和設(shè)備在航海領(lǐng)域（尤其是在船上）得到了極大發(fā)展和廣泛應(yīng)用。在船舶避碰方面，除了過(guò)去單一依靠雷達(dá)設(shè)備以外，之后發(fā)展的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS）對(duì)船舶獲取周?chē)畔⒁步o予了極大幫助。在導(dǎo)航和助航方面，紙質(zhì)海圖也在不斷向電子海圖方向發(fā)展。在海上定位系統(tǒng)中，船員也已經(jīng)從古代根據(jù)天文定位，發(fā)展為利用自然環(huán)境的路標(biāo)定位，到逐步習(xí)慣于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS），如美國(guó)GPS的廣泛應(yīng)用、我國(guó)北斗系統(tǒng)初步投入使用并在近年得到飛速發(fā)展。雖然眾多航海設(shè)備為船員獲取信息提供了許多渠道，但是現(xiàn)有的眾多系統(tǒng)在功能上存在重疊或互不兼容現(xiàn)象，如AIS受人為因素干擾很大、GPS則會(huì)在發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)受到美國(guó)的限制等。這些因素?zé)o疑使用戶(hù)（尤其是船上用戶(hù)）疲于分析各類(lèi)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也使他們?cè)跊Q策時(shí)更加困難。針對(duì)此現(xiàn)象，日本、馬歇爾群島、荷蘭、挪威、新加坡、英國(guó)、美國(guó)等7國(guó)在國(guó)際海事組織（IMO）海上安全委員會(huì)（MSC）第81次會(huì)議上，聯(lián)名提出了“E-Navigation”提案。E-Navigation是一個(gè)通過(guò)電子方式，在船舶和岸上收集、綜合和顯示海事信息，以增強(qiáng)船舶泊位到泊位的全程航行能力，提高相應(yīng)的海上服務(wù)能力，加強(qiáng)海上安全、安保、海洋環(huán)境保護(hù)能力的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

為了使岸基與船載用戶(hù)之間的信息可以通過(guò)電子方式進(jìn)行更好的交流和統(tǒng)一，在IMO主導(dǎo)下，2009年國(guó)際航標(biāo)協(xié)會(huì)（IALA）、國(guó)際海道測(cè)量組織（IHO）等國(guó)際組織和各國(guó)開(kāi)始在世界范圍內(nèi)進(jìn)行用戶(hù)需求調(diào)研，在2010年進(jìn)行差距分析，于2012年完成最終的差距分析，并提出以下9個(gè)E-Navigation初步解決方案：

（1）進(jìn)一步完善和統(tǒng)一用戶(hù)友好的船橋設(shè)計(jì)；

（2）標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化的報(bào)告系統(tǒng)；

（3）進(jìn)一步提升船橋設(shè)備和導(dǎo)航信息的可靠性、可恢復(fù)性、完善性；

（4）對(duì)通過(guò)通信系統(tǒng)接收的可用信息進(jìn)行集成并以圖形形式顯示；

（5）信息管理；

（6）進(jìn)一步提升相關(guān)搜救信息獲取的能力；

（7）針對(duì)岸基用戶(hù)，進(jìn)一步提升其獲取船橋設(shè)備和導(dǎo)航信息的可靠性、可恢復(fù)性和完善性；

（8）提升并統(tǒng)一岸基系統(tǒng)和服務(wù)；

（9）提高船舶交通管理系統(tǒng)（VTS）的通信功能。

2013年，通信工作組開(kāi)展了成本-效益分析和風(fēng)險(xiǎn)分析工作，并于2014年得出5個(gè)優(yōu)先解決方案。這5個(gè)解決方案分別為上述的（1）、（2）、（3）、（4）、（9）項(xiàng)。

解決方案標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）可在船舶各種子設(shè)備上無(wú)縫傳輸數(shù)據(jù)信息；

（2）船舶與岸基可互相無(wú)縫傳輸電子信息及數(shù)據(jù)；

（3）解決方案基于已有的系統(tǒng)和裝備。

2 MSP

2.1 定 義

2011年6月，IMO航行安全分委會(huì)提出的MSP是指在給定的海域、航道、港口等區(qū)域，由岸方提供給航海人員一組標(biāo)準(zhǔn)化、業(yè)務(wù)上、技術(shù)上的海事服務(wù)信息集合。

2.2 MSP與E-Navigation的關(guān)系

E-Navigation的建立，使船與船、船與岸之間的信息交流更加安全、方便、高效。E-Navigation的建立，從宏觀(guān)層面看，將使船舶航行更加環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、安全；從微觀(guān)層面看，將使船員擺脫繁重的船上人工作業(yè)，如設(shè)計(jì)航線(xiàn)、收集分析氣象及海況信息、與他船交流、避碰操作等，這些作業(yè)均可以通過(guò)電子化設(shè)備自動(dòng)完成。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要對(duì)E-Navigation進(jìn)行大量深入的研究。在建立E-Navigation的過(guò)程中，根據(jù)其解決方案和標(biāo)準(zhǔn)，船舶和岸基均應(yīng)有完備的E-Navigation設(shè)備作為支撐，船與船、船與岸之間應(yīng)有相應(yīng)的通信鏈路和傳輸標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)于船舶用戶(hù)來(lái)說(shuō)，E-Navigation的實(shí)現(xiàn)主要在于完成（1）、（2）、（3）、（4）、（6）項(xiàng)的解決方案；對(duì)于岸基用戶(hù)來(lái)說(shuō)，E-Navigation的實(shí)現(xiàn)在于完成（7）、（8）項(xiàng)的解決方案。因此，可以將E-Navigation看成是一個(gè)大框架，而MSP是E-Navigation實(shí)現(xiàn)過(guò)程中必須完成的一項(xiàng)解決方案，也是E-Navigation系統(tǒng)日后功能的重要體現(xiàn)。MSP在E-Navigation中的位置見(jiàn)圖1。

2.3 MSP分類(lèi)

由于MSP的建立是以用戶(hù)需求為主導(dǎo)的，船舶在不同環(huán)境中航行時(shí)需求也不同；因此，將MSP的具體類(lèi)型劃分為17種：VTS信息服務(wù)、VTS導(dǎo)航輔助服務(wù)、VTS交通組織服務(wù)、本地港口服務(wù)、海上安全信息、引航服務(wù)、拖船服務(wù)、船舶報(bào)告、船舶系統(tǒng)遙測(cè)、海上遠(yuǎn)程醫(yī)療輔助服務(wù)、海上輔助服務(wù)、海圖服務(wù)、航海出版物服務(wù)、冰區(qū)導(dǎo)航服務(wù)、氣象信息服務(wù)、實(shí)時(shí)水文和環(huán)境信息服務(wù)、搜救服務(wù)。

此外，由MSP定義可知，依據(jù)船舶所在的不同水域劃分不同種類(lèi)和不同精度的MSP。MSP的區(qū)域可劃分為港口區(qū)域，沿?；蛳拗扑颍笱蠛叫袇^(qū)域，沿海以外海上區(qū)域，北極、南極和偏遠(yuǎn)區(qū)域等5類(lèi)。

3 MSP的實(shí)現(xiàn)

3.1 MSP的區(qū)域特性

MSP的分類(lèi)是基于對(duì)全球用戶(hù)的調(diào)研，針對(duì)特定的環(huán)境，如港口區(qū)域和北極區(qū)域，由于兩者所處位置不同，因而用戶(hù)需求之間應(yīng)有很大的差別。港口區(qū)域船舶往來(lái)頻繁，船舶定線(xiàn)制、泊位情況、船舶引航進(jìn)港、拖船服務(wù)等應(yīng)作為重點(diǎn)信息；而在北極區(qū)域，船舶則更關(guān)注冰區(qū)導(dǎo)航、氣象信息、海上遠(yuǎn)程醫(yī)療等信息。無(wú)論在MSP定義的何種區(qū)域，所有商船都十分關(guān)注海上安全信息播發(fā)的統(tǒng)一性、海圖服務(wù)精度和可靠性、船舶自動(dòng)化報(bào)告、水文氣象的獲取等內(nèi)容；因此，區(qū)域性是MSP一個(gè)很重要的屬性。

作為E-Navigation的組成部分，MSP也以用戶(hù)需求為主導(dǎo)，通過(guò)兩種方式對(duì)給定的區(qū)域建立MSP套餐。

（1）對(duì)該港口進(jìn)行調(diào)研，監(jiān)管部門(mén)在對(duì)該區(qū)域船舶用戶(hù)需求調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同類(lèi)型的用戶(hù)需求，整合并分類(lèi)不同的MSP。

（2）借鑒同類(lèi)型功能區(qū)域的MSP服務(wù)，如大連港與青島港兩者定位一致，在用戶(hù)需求方面也有很多相似之處，可以通過(guò)借鑒與類(lèi)似區(qū)域的MSP設(shè)計(jì)方案，對(duì)原有的MSP進(jìn)行補(bǔ)充和完善。

3.2 港口MSP的建立

根據(jù)我國(guó)各地區(qū)通航和航海保障管理部門(mén)的用戶(hù)調(diào)查，港口用戶(hù)所需要的MSP大致可以分為助航信息、通航組織管理服務(wù)、引航服務(wù)、船舶監(jiān)管輔助服務(wù)、海員管理輔助服務(wù)、港口水域污染防控、港口管理和調(diào)度指揮服務(wù)等7大類(lèi)，其中，每種類(lèi)型又可以劃分為很多種的用戶(hù)需求。本文僅以助航服務(wù)和通航組織管理服務(wù)這兩種類(lèi)型作為研究對(duì)象來(lái)介紹港口MSP的建立。

助航服務(wù)類(lèi)MSP可以細(xì)分為航行警告等安全信息，港區(qū)內(nèi)氣象、水文、潮流等實(shí)時(shí)信息，港區(qū)精確船位、航標(biāo)位置，泊位及港口服務(wù)，各類(lèi)航海圖書(shū)、海事法規(guī)等5類(lèi)。以氣象、水文、潮流等實(shí)時(shí)信息為例，對(duì)于岸基來(lái)說(shuō)，應(yīng)在港口水域各處建立氣象、水文觀(guān)測(cè)站，及時(shí)將相關(guān)信息發(fā)送到環(huán)境部門(mén)；對(duì)于有條件的船舶來(lái)說(shuō)，應(yīng)通過(guò)自備儀器觀(guān)測(cè)周?chē)蚯闆r，并通過(guò)E-Navigation設(shè)備將信息無(wú)縫傳輸給岸上機(jī)構(gòu)。此外，岸上環(huán)境部門(mén)還可以利用AIS航標(biāo)對(duì)水域進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并將各處測(cè)得的信息進(jìn)行精度分析和整合，在信息滿(mǎn)足一定標(biāo)準(zhǔn)后，編為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過(guò)E-Navigation通信鏈路傳輸給周?chē)虼啊?/p>

除了通過(guò)收集和整合信息來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)需求以外，MSP還可以進(jìn)行創(chuàng)新，通過(guò)分析船舶用戶(hù)可能存在的隱患，及早推出相關(guān)服務(wù)，防患于未然。

由于港口水域各種船舶往來(lái)頻繁，不同地方水深差別較大，且存在許多航行警戒區(qū)、錨泊區(qū)、禁航區(qū)和各種定線(xiàn)制，導(dǎo)致過(guò)往船舶經(jīng)常無(wú)法察覺(jué)到周邊船舶的處境，從而無(wú)法分析周邊船舶的下一步航行意圖。加之港口水域船舶操作性普遍變差，船舶避碰操作難度進(jìn)一步加大；因此，對(duì)于實(shí)時(shí)獲取基于電子海圖的船舶交通態(tài)勢(shì)這一用戶(hù)需求的解決方法是：強(qiáng)制符合一定標(biāo)準(zhǔn)的船舶將其設(shè)計(jì)的計(jì)劃航線(xiàn)通過(guò)E-Navigation設(shè)備傳輸給岸上管理部門(mén)，岸上管理部門(mén)將所有船舶航線(xiàn)信息進(jìn)行收集和播發(fā)，使相應(yīng)水域的船舶可以接收到影響其航行的其他船舶的計(jì)劃航線(xiàn)，由此可以提前了解他船意圖，并及早進(jìn)行溝通，將風(fēng)險(xiǎn)降到最低。此外，如歐洲MONALISA海事工程中的積極動(dòng)態(tài)航線(xiàn)計(jì)劃，船舶可以將接下來(lái)的5個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)通過(guò)AIS等E-Navigation設(shè)備主動(dòng)地播發(fā)給周?chē)?，讓周?chē)皩?shí)時(shí)了解周邊船舶會(huì)遇情況，從而減少船員利用雷達(dá)標(biāo)繪和分析船舶動(dòng)態(tài)的時(shí)間，提高避碰效率。

各地在建立MSP時(shí)，針對(duì)同一用戶(hù)需求，在信息格式排版、播發(fā)方式等方面均會(huì)有所差別；因此，在建好一種MSP產(chǎn)品后，提交IMO進(jìn)行注冊(cè)，如果得到認(rèn)可，則可以形成業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。各地均參照此規(guī)范進(jìn)行MSP制作，將全球格式進(jìn)行統(tǒng)一，整合全球數(shù)據(jù)，形成海事云服務(wù)。

歐盟在北海區(qū)域（North Sea Region，NSR）針對(duì)E-Navigation實(shí)施的ACCSEAS測(cè)試系統(tǒng)中，針對(duì)區(qū)域可航水域不斷減少與航行船舶數(shù)量不斷增加之間的矛盾，提出的解決方案之一是：建立符合北海區(qū)域環(huán)境的MSP，即NSR-MSP，并將所有NSR-MSP中的操作性和技術(shù)性服務(wù)進(jìn)行分類(lèi)，劃分相關(guān)服務(wù)水平等級(jí)和服務(wù)質(zhì)量參數(shù)。NSR-MSP對(duì)于全球制定統(tǒng)一的MSP分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)將起到很大的借鑒作用。

3.3 實(shí)現(xiàn)流程

雖然MSP類(lèi)型眾多，而且還帶有明顯的區(qū)域特性，但不同的MSP其建立過(guò)程卻大同小異。以航線(xiàn)共享為例，其MSP實(shí)現(xiàn)流程具體如下。

（1）船舶E-Navigation通信設(shè)備播發(fā)本船積極動(dòng)態(tài)航線(xiàn)和計(jì)劃航線(xiàn)，岸方相關(guān)部門(mén)如VTS收集各船航線(xiàn)信息。

（2）VTS等管理部門(mén)統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，將數(shù)據(jù)提交給專(zhuān)門(mén)的海事服務(wù)部門(mén)，形成S-100的助航類(lèi)航線(xiàn)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)信息。

（3）將此航線(xiàn)信息編制成專(zhuān)用電文，通過(guò)E-Navigation設(shè)備傳輸。

（4）航線(xiàn)專(zhuān)用電文通過(guò)E-Navigation通信鏈路傳輸。

通過(guò)岸基海事服務(wù)，船舶可利用AIS、航行警告系統(tǒng)（NAVTEX）等設(shè)備接收信息，并可通過(guò)電子海圖顯示與信息系統(tǒng)（ECDIS）將接收信息集成，有針對(duì)性地顯示目標(biāo)船舶航線(xiàn)，以更好地理解近處船舶的航行意圖，提前與其進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而及時(shí)更改協(xié)調(diào)后的計(jì)劃航線(xiàn)或動(dòng)態(tài)航線(xiàn)。

4 建 議

MSP對(duì)船舶用戶(hù)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)將給整個(gè)航海領(lǐng)域帶來(lái)極大的便利，但其還處于發(fā)展初期，全球各地還在不斷研究和測(cè)試中。要想滿(mǎn)足用戶(hù)的各類(lèi)需求，除了需要有針對(duì)性地分類(lèi)收集和整合信息以外，還應(yīng)對(duì)不同的岸基系統(tǒng)進(jìn)行研究，協(xié)調(diào)不同類(lèi)型的信息服務(wù)。此外，需要完善E-Navigation框架下的信息標(biāo)準(zhǔn)化；不同海域的通信信息傳輸應(yīng)可靠、完備；船端的某一設(shè)備在接收相關(guān)服務(wù)信息后，可以在其子設(shè)備之間共享。