海圖和航海圖書更新技術(shù)研究與應(yīng)用

尹文文

摘要：海圖和航海圖書是船舶從事海上航行的必備資料，也是安全航行的基本保證。國際海上人命安全公約（SOLAS）第五章第19條和第27條分別對船載航行系統(tǒng)和設(shè)備的配備以及海圖和航海出版物配備做出了規(guī)定。依托海圖編繪生產(chǎn)體系、航海圖書印刷體系和航海圖書發(fā)行網(wǎng)絡(luò)，上海海圖中心不斷探索紙海圖、電子海圖更新新技術(shù)，推進(jìn)基于POD模式的紙海圖生產(chǎn)服務(wù)流程，開發(fā)海上移動助航軟件“海E行”，不斷提高海圖編繪、印刷和發(fā)行水平，讓航海者更好地享受中國海事民用航海圖書的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，樹立負(fù)責(zé)任大國形象。

關(guān)鍵詞：海圖和航海圖書 國際海上人命安全公約 POD模式 海E行

1 海圖和航海圖書更新的必要性

1.1 公約要求

國際海上人命安全公約（SOLAS）第五章第19條船載航行系統(tǒng)和設(shè)備的配備要求第2.4款規(guī)定所有船舶，無論大小，均須配備海圖和航海出版物以計劃和顯示船舶預(yù)定航程的航線，并且全程標(biāo)繪和檢測船位。電子海圖顯示和信息系統(tǒng)（ECDIS）也可作為滿足本款海圖配備要求的設(shè)備。第2.5款規(guī)定如果第2.4款中的功能全部或部分由電子手段滿足，還需配有符合該款功能要求的備用裝置，其中妥善裝訂的紙質(zhì)海圖可作為電子海圖顯示和信息系統(tǒng)的備用布置。

國際海上人命安全公約（SOLAS）第五章第27條規(guī)定海圖和航海出版物，如航路指南、燈塔表、航海通告、潮汐表以及預(yù)定航程所需的所有其他航海出版物均應(yīng)充足并保持更新。

1.2 港口國檢查和船旗國檢查的要求

港口國檢查（Port State Control，以下簡稱PSC）是指港口所在國家依據(jù)有關(guān)國際公約規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，對進(jìn)入其港口的外國籍船舶所實(shí)施的一種監(jiān)督與控制，以確保船舶及其設(shè)備符合國際公約要求，船舶配備和操作符合適用的國際規(guī)范。

船旗國檢查（Flag State Control，以下簡稱FSC）是指船舶注冊國根據(jù)國家海上交通安全法、海洋環(huán)境保護(hù)法、有關(guān)國際公約制定的安全檢查標(biāo)準(zhǔn)，對進(jìn)入其港口的船舶實(shí)施的一種監(jiān)督與控制，以確保船舶及其設(shè)備符合船旗國、國際公約要求。中國籍的安全檢查根據(jù)《中華人民共和國船舶安全檢查規(guī)則（1997）》作為檢查依據(jù)。

無論是PSC還是FSC，目的是糾正與消除受檢船舶所存在的不符合標(biāo)準(zhǔn)的缺陷，以確保船舶航行、人身和財產(chǎn)的安全以及保護(hù)海洋環(huán)境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和航運(yùn)經(jīng)營水平的提高。PSC和FSC對ECDIS檢查的依據(jù)有SOLAS公約第五章第18條航行系統(tǒng)和設(shè)備以及航行數(shù)據(jù)記錄儀的認(rèn)可、檢驗(yàn)和性能標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；第19條船載航行系統(tǒng)和設(shè)備的配備要求；第27條海圖和航海出版物，檢查海圖或航海圖書的配備是否符合航線需要并改正到最新，駕駛員務(wù)必認(rèn)真地及時進(jìn)行改正和登記。

2 海圖和航海圖書傳統(tǒng)更新模式與不足

2.1 海圖和航海圖書的傳統(tǒng)更新模式

隨著統(tǒng)一制圖的實(shí)施，原由上海、天津、廣東三個海測大隊共同承擔(dān)的中國海事局航海圖書制作、出版、發(fā)行等工作調(diào)整為由東海航海保障中心上海海圖中心統(tǒng)一承擔(dān)。上海海圖中心根據(jù)上級部門下發(fā)的年度沿海港口航道圖出版計劃進(jìn)行紙海圖的編繪、出版、印刷和發(fā)行。依托海圖編繪生產(chǎn)體系，如海道測量生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、水深數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、海圖編繪管理系統(tǒng)等，航海圖書印刷體系和航海圖書發(fā)行網(wǎng)絡(luò)，上海海圖中心實(shí)現(xiàn)了紙海圖和電子海圖的一體化制作和全數(shù)據(jù)庫管理，2016年發(fā)行紙海圖10.8萬張，電子海圖59萬余次，潮汐表發(fā)行7800余冊，改正通告15萬余冊，不斷滿足航運(yùn)發(fā)展對海圖和航海圖書的需要，為航海保障提供優(yōu)質(zhì)及時的服務(wù)。

一直以來，紙海圖印刷實(shí)行傳統(tǒng)的印刷模式，中心目前正在推進(jìn)基于POD模式的紙海圖生產(chǎn)服務(wù)流程。一方面紙海圖傳統(tǒng)印刷比數(shù)字印刷工藝流程復(fù)雜，前后工序多，時間長；另一方面海圖小改正作業(yè)繁重、易出差錯。海圖被形象地比喻為“航海者的眼睛，海況千變?nèi)f化，因此紙海圖出版后還要及時根據(jù)現(xiàn)勢情況編繪或者根據(jù)《改正通告》對庫存海圖進(jìn)行小改正。傳統(tǒng)印刷模式下，紙海圖小改正作業(yè)通過人工手動改正完成，小改正工作十分繁重。從小改正的方式和強(qiáng)度上看，很容易出差錯。加之物流配送到用戶手中，紙海圖現(xiàn)勢性受到影響。

2.2 電子海圖更新模式

IMO 1995年11月第19屆大會通過決議《電子海圖顯示與信息系統(tǒng)性能標(biāo)準(zhǔn)》（1996年和1998年兩次進(jìn)行修訂）確定ENC可以作為紙海圖的等效物?！癊NC是指在內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和格式均已標(biāo)準(zhǔn)化，由經(jīng)政府授權(quán)的海道測量機(jī)構(gòu)發(fā)布，專為ECDIS使用的數(shù)據(jù)庫。ENC包含有安全航行需要的全部海圖信息，也可以包含紙海圖上沒有但對航行安全認(rèn)為是需要的補(bǔ)充信息（如《航路指南》）”。2000年11月27日召開的IMO第73次MSC會議對SOLAS公約第五章修正，并于2002年7月1日生效，對ECDIS描述為：電子海圖顯示與應(yīng)用系統(tǒng)（ECDIS）是一種具有足夠的備份措施，被認(rèn)為是符合1974年SOLAS公約第五章要求的最新海圖的導(dǎo)航信息系統(tǒng)。它可以有選擇地顯示電子海圖（ENC）中的信息和從導(dǎo)航傳感器獲得的位置信息以幫助航海人員進(jìn)行航線設(shè)計和航路監(jiān)視，并且能夠按要求顯示其他與航路相關(guān)的補(bǔ)充信息。

（1）ECDIS的優(yōu)點(diǎn)

① 視頻顯示，易于觀察

ECDIS基本是在Windows操作系統(tǒng)下運(yùn)行，可通過操作面板按鈕或球行軌跡和鼠標(biāo)進(jìn)行相關(guān)功能的操作，通過鍵盤進(jìn)行文本的輸入?？赏〞r打開多個菜單，根據(jù)需要，可以隨時進(jìn)行菜單之間的切換，操作簡單、快捷和方便?？筛鶕?jù)實(shí)情自由選擇白天或夜間模式顯示背景。

② 信息豐富，功能齊全

ECDIS信息種類豐富，既包括海圖圖式，也包括了GPS/DGPS、測深儀、RADAR/ARPA、AIS、羅經(jīng)等輸入到ECDIS系統(tǒng)的航海儀器的所有信息，還包括如潮汐、潮汐表、港口指南等其他航海信息，通過鼠標(biāo)的點(diǎn)擊即可查詢各信息。通過船舶通信系統(tǒng)，可自動或半自動修改、航線設(shè)計、航次計劃的擬定、航行記錄與報警等功能。endprint

（2） ECDIS的風(fēng)險

同其他產(chǎn)品和設(shè)備一樣，ECDIS也不例外，存在自身的局限性、誤差和故障等弱點(diǎn)，主要存在以下幾種風(fēng)險：海圖數(shù)據(jù)形成過程中產(chǎn)生的誤差以及數(shù)據(jù)計算基準(zhǔn)不同帶來的誤差等海圖數(shù)據(jù)誤差所引起的風(fēng)險；時變數(shù)據(jù)產(chǎn)生船位誤差所引起的風(fēng)險；外部設(shè)備（傳感器）可能產(chǎn)生的誤差所引起的風(fēng)險；如操作不熟練、知識欠缺或粗心大意等船員本身原因?qū)е碌牟僮髡`差所引起的風(fēng)險。

3 海圖和航海圖書更新的新技術(shù)與應(yīng)用

3.1海圖POD技術(shù)的推廣應(yīng)用

（1）POD技術(shù)的概念

POD，是“publishing on demand”的縮寫，譯作按需印刷，又稱“即時印刷”和“閃電印刷”。作為一種印刷出版營運(yùn)模式，按需印刷是指按照用戶的要求，將出版信息存儲于計算機(jī)系統(tǒng)，依指定的地點(diǎn)和時間，通過數(shù)據(jù)處理、數(shù)字印刷和網(wǎng)絡(luò)媒介，全新改造出版行業(yè)整個流程，以適應(yīng)個性化、短版化和高效率的市場需求，特別適用于專業(yè)性強(qiáng)、可變性強(qiáng)的文件。目前，按需印刷技術(shù)已在發(fā)達(dá)國家大量采用。

（2）POD技術(shù)在紙海圖打印中的優(yōu)勢

① 大大簡化了海圖印刷工藝流程

與工藝流程復(fù)雜的傳統(tǒng)印刷相比，POD技術(shù)只需將制圖部門制作的紙海圖電子文件上傳到計算機(jī)，通過POD控制系統(tǒng)選擇并管理印刷作業(yè)，不需要軟片和印版，操作簡便，沒有水墨平衡問題，降低了工作強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)編繪到印刷的一體化。

② 有效提升了紙海圖出版的現(xiàn)勢性

紙海圖現(xiàn)勢性指紙海圖提供的地理空間信息要盡可能地反映當(dāng)前最新的情況。紙海圖更新周期愈短，現(xiàn)勢性就越強(qiáng)。POD技術(shù)可以遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)，異地制作圖書。因此，當(dāng)一幅紙海圖完成編繪后，代銷點(diǎn)可以第一時間通過POD控制系統(tǒng)進(jìn)行印刷，不僅省去了物流時間，節(jié)省了物流成本，而且有效提升了紙海圖出版的及時性，突出了紙海圖出版的現(xiàn)勢性。

3.2 ECDIS使用中的注意事項

基于ECDIS使用中的風(fēng)險，使用者不能過分依賴ECDIS。使用者不僅要充分掌握其性能并充分、適當(dāng)?shù)乩闷涔δ?，而且在航行中充分的利用適當(dāng)?shù)亓私夂酮?dú)立于該系統(tǒng)的手段和方法檢驗(yàn)系統(tǒng)的有效性和是否有誤差，以保證航行安全。

3.3 開發(fā)海上移動助航軟件“海E行”

“海E行”APP是由交通運(yùn)輸部東海航海保障中心聯(lián)合上海海事大學(xué)共同開發(fā)的航海導(dǎo)航應(yīng)用，旨在為廣大使用手機(jī)或平板電腦的航海用戶提供實(shí)時在線電子海圖瀏覽、航線繪制、海上定位及導(dǎo)航、航跡查詢等服務(wù)。

4 結(jié)束語

海圖和航海圖書是船舶從事海上航行的必備資料，也是安全航行的基本保證。無論是國際公約還是國內(nèi)相關(guān)法規(guī)都對船載航行系統(tǒng)和設(shè)備的配備，如電子海圖顯示和信息系統(tǒng)（ECDIS）以及海圖和航海出版物的充足和現(xiàn)勢性做出了規(guī)定和要求。履行國際公約承擔(dān)國際責(zé)任是中國作為航運(yùn)大國應(yīng)盡的責(zé)任和義務(wù)。作為海事系統(tǒng)唯一一支集制圖、印刷、發(fā)行為一體的機(jī)構(gòu)，上海海圖中心將繼續(xù)跟蹤、研究先進(jìn)技術(shù)，不斷提高海圖編繪、印刷和發(fā)行水平，為海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐和保障，讓航海者更好地享受中國海事民用航海圖書的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，樹立負(fù)責(zé)任大國形象。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳磊.建立基于POD模式的紙海圖生產(chǎn)服務(wù)流程[C].中國航海學(xué)會航標(biāo)專業(yè)委員會測繪學(xué)組學(xué)術(shù)研討會學(xué)術(shù)交流論文集，2016.10.

[2] 電子海圖顯示與檢驗(yàn)系統(tǒng)（ECDIS）檢驗(yàn)指南.中國船級社，2012.10.

[3] 國際海事組織國際海上人命安全公約綜合文本2009.人民交通出版社，2010.12.

[4] 錢閔.ISM規(guī)則與港口國監(jiān)督實(shí)務(wù)[M].大連海事大學(xué)出版社，2001（03）.endprint