關(guān)于 E 航海框架下航標(biāo)資源唯一識(shí)別符命名空間的建議

張燕 周健華 熊雄 陳永豪 田宏躍 蔡櫻丹

摘要：使用海上資源唯一識(shí)別符（Unique Identifiers For Maritime Resources）以確?？珙I(lǐng)域間不同服務(wù)的協(xié)調(diào)是 E 航海的一個(gè)必要發(fā)展，國際航標(biāo)協(xié)會(huì)（IALA）于2021年06月發(fā)布了 G1143《海上資源唯一識(shí)別符3.0》版本，全球海事資源唯一標(biāo)識(shí)符的確定，不僅可以在 E 航海的背景下協(xié)助開發(fā)和維護(hù)船對(duì)船、船對(duì)岸、岸對(duì)船和岸對(duì)岸的增強(qiáng)數(shù)據(jù)交換應(yīng)用程序，還可協(xié)助主管部門提高發(fā)送海上安全信息的效率并減輕維護(hù)相關(guān)的國際通用的航標(biāo)表編號(hào)和其他導(dǎo)航產(chǎn)品的管理負(fù)擔(dān)。本文將主要針對(duì)國內(nèi)海上航標(biāo)資源唯一識(shí)別符的命名空間提出建議，希望加快海上資源唯一識(shí)別符的推廣實(shí)施。

關(guān)鍵詞：唯一識(shí)別符;E 航海;航標(biāo)

中圖分類號(hào)：G203 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1006—7973（2022）03-0053-04

1背景

國際海道測(cè)量組織（IHO）在文件 HSSC6-5.4B 中指出海道測(cè)量局（HOs）可能會(huì)面臨問題：如果現(xiàn)有的燈光編碼模式受到海道測(cè)量局（HO）國家燈號(hào)或英國海道測(cè)量局（UKHO）國際燈號(hào)的變化的影響。HSSC6-5.4B 討論了燈光的持久唯一標(biāo)識(shí)符（PUI）1的優(yōu)點(diǎn)及其可能的后果。大部分人員都支持 E 航海解決方案 S3。此外，對(duì)從單個(gè)數(shù)據(jù)庫中獲取產(chǎn)品的海道測(cè)量局（HO）的工作負(fù)載可能產(chǎn)生的影響.研究認(rèn)為有些技術(shù)問題暫時(shí)尚未解決。該文件建議在 IALA 和 IHO 之間就燈光信號(hào)細(xì)節(jié)及其更多領(lǐng)域建立緊密聯(lián)絡(luò)，在最大程度上協(xié)調(diào) IALA 和 IHO 關(guān)于燈光編碼系統(tǒng)的問題。

當(dāng)數(shù)據(jù)對(duì)象通過數(shù)據(jù)鏈中傳輸，不同設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，不同格式間的轉(zhuǎn)換，以及不同領(lǐng)域的重新使用時(shí)，需要使用持久唯一識(shí)別符（PUIS）來確保數(shù)據(jù)對(duì)象的身份標(biāo)識(shí)，相同信息塊可能以不同的格式（ISO 8211、XML、關(guān)系數(shù)據(jù)庫記錄等）存在于不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，對(duì)所有格式和存儲(chǔ)的相同數(shù)據(jù)塊使用持久標(biāo)識(shí)符顯然將有助于跨多個(gè)應(yīng)用程序域和數(shù)據(jù)供應(yīng)鏈中不同位置的數(shù)據(jù)的統(tǒng)一、驗(yàn)證和跟蹤。同樣，數(shù)據(jù)集成也需要 PUIS，特別是對(duì)引用特性的不同數(shù)據(jù)產(chǎn)品和數(shù)據(jù)集。

基于上述原因， IALA 認(rèn)為海上資源目前存在許多不同的命名方案，而且各個(gè)國家都有自己的使用規(guī)則。2019年的第69屆IALA理事會(huì)上，討論通過了 G1143《海上資源唯一識(shí)別符1.0》版本，該導(dǎo)則討論了海上資源唯一識(shí)別符的應(yīng)用需求，對(duì)海上資源的命名語法進(jìn)行了規(guī)定，并描述了如何應(yīng)用統(tǒng)一資源名稱（URN）方法來識(shí)別海上資源名稱（MRN）所定義的海洋資源。導(dǎo)則所定義的語法規(guī)則允許分散的身份管理，設(shè)想現(xiàn)有的編碼方案可以相對(duì)容易的適應(yīng)這種語法，提供向后兼容性，同時(shí)語法可擴(kuò)展到新的應(yīng)用領(lǐng)域。

IALA 在2020年的71屆理事會(huì)和2021年的73屆理事會(huì)上分別討論通過了G1143的2.0和3.0版本。其中，2.0修訂版反映了該領(lǐng)域的發(fā)展，增加了更多 MRN示例，如出版物以及無法確定空間標(biāo)識(shí)符的通配符等;3.0修訂版對(duì)導(dǎo)則進(jìn)一步優(yōu)化，并增加了附錄 C，添加 IALA MRN 命名空間內(nèi)的國家代碼。在短時(shí)間內(nèi)對(duì) G1143進(jìn)行了多次修訂，也從側(cè)面反應(yīng)出 IALA 及各成員國對(duì)推進(jìn)建立海上資源統(tǒng)一命名規(guī)則的迫切需求。

2海上航標(biāo)資源唯一識(shí)別符語法要求

統(tǒng)一資源名（URN）是由 IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程工作隊(duì)，它擁有標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議，如 IP、 http 、FTP 和其他互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）定義的，目的是作為持久的與位置無關(guān)的資源標(biāo)識(shí)符，其設(shè)計(jì)目的是便于將其他名稱空間（共享屬性 URNS）影射到 URN 空間，因此，URN 語法提供了一種方法，以一種可以在現(xiàn)在協(xié)議中發(fā)送，在大多數(shù)鍵盤上轉(zhuǎn)錄的形式對(duì)字符數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼， URN 語法提供了一種機(jī)制來確保資源名稱的唯一性。

2.1命名方案基本要求

（1）唯一性： MRN 命名空間內(nèi)的 ID 永遠(yuǎn)不會(huì)分配給多個(gè)資源，也永遠(yuǎn)不會(huì)重新分配到不同的資源，確保名稱空間內(nèi)的唯一性是名稱空間各自的治理組織的責(zé)任，

（2）去中心化：必須能夠在不依賴于單個(gè)全局資源的情況下創(chuàng)建 ID，而每次創(chuàng)建 ID 時(shí)，都必須使用全局資源，可能存在的用于創(chuàng)建特定類型 ID（例如路由 ID）的中心源。

（3）靈活性和可讀性：命名方案必須靈活，并允許識(shí)別任何類型的資源，如文檔、路線、設(shè)備、船舶和海員，不優(yōu)先考慮任何特定類型的 ID，還有一些屬性對(duì)于全球命名計(jì)劃來說是“不錯(cuò)的”。命名方案應(yīng)該便于人類閱讀，標(biāo)識(shí)符可以輸入到表單和文檔中，命名方案應(yīng)提供有關(guān)特定標(biāo)識(shí)符所指的資源類型的信息，如船舶、海員，航標(biāo)，港口、或 VST 中心。

（4）兼容性：必須設(shè)計(jì)一個(gè)全局命名方案，以支持將來為新的海事領(lǐng)域添加新的命名方案。已經(jīng)存在的不同的海事命名方案，包括 IMO 編號(hào)， MMSI 編號(hào)和各種形式的航標(biāo)標(biāo)識(shí) ，命名方案允許與這些現(xiàn)有方案集成，因?yàn)樗麄儗⒈焕^續(xù)使用。

2.2海上資源命名（MRN）語法

2.2.1海上資源名稱命名空間管理

MRN 語法是基于 URN 的，URN 是在 RFC 2141中描述并由國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）出版的。所有 URN 含有以下語法（語句封裝引用是必須的）：

（1）<NID>是命名空間識(shí)別符;<NSS>是命名空間特定字符串。<URN>語句是不區(qū)分大小寫的，但一般使用小寫。海上域名的 NID 命名空間是 MRN，因此：<URN>：：="urn：mrn："<NSS>。“mrn”在處理時(shí)是不區(qū)分大小寫的，但一般使用小寫。

（2） urn：mrn 命名空間是有 IALA 分配和管理的。識(shí)別符是樹形語法。MRN 使用由 RFC2141指定的增強(qiáng)型巴科斯范式定義。

（3）字符‘%’用于八位元轉(zhuǎn)義序列的編碼。octet（因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)使用八位組，一種計(jì)算機(jī)語言）如果在 MRN 中使用保留字符，那么它必須使用合適的%編碼。

（4） MRN 是不區(qū)分大小寫的。識(shí)別符 urn：mrn：iala：aton：ca：001.3可能會(huì)被理解為與 URN：MRN：IALA：ATON：CA：001.3不同。但是由于 MRN 處理是不區(qū)分大小寫的，所以這兩個(gè)在 MRN 范疇內(nèi)是沒有區(qū)別的。相似的，相同變量可以用%編碼表述，而且是唯一的，但在 MRN 中是相同的內(nèi)容。

2.2.2 INT 和 IALA 命名空間的管理

IALA 命名空間的 MRN 語法是由 MRN 識(shí)別符的 NSS 部分定義的。<NSS>的組成如下：

插入‘iala’或‘int’作 為<governing- organization>會(huì)建立命名空間，在該命名空間中，IALA 可以用包含至少三個(gè)小寫字母數(shù)字字符來定義唯一類型識(shí)別符：

‘ types’的例子有：ton（航標(biāo)），wwy（航道）， vts（VTS 名字）

‘int’是保留用來在分配一個(gè)管理機(jī)構(gòu)不現(xiàn)實(shí)的情況下的通配符，這些管理機(jī)構(gòu)包含‘iala'、‘a(chǎn) country'或‘a(chǎn) service provider'。使用‘int’是臨時(shí)的以及當(dāng)主管機(jī)構(gòu)建立、分配是待定的或者為了測(cè)試等。

命名空間實(shí)例。與航標(biāo)相關(guān)的識(shí)別符使用分散管理的架構(gòu)。這種架構(gòu)包含<ISO 3166 Code>：<managed name spaces>，<ISO 3166 Code>是由 ISO 3166-1 alpha-2 codes 定義，代表一個(gè)國家、領(lǐng)土、或地理利益范圍的名稱。

例如：

urn：mrn：iala：aton：us：1234.5

urn：mrn：iala：aton：gb：sco：1234.5

對(duì)于<managed name spaces>，一個(gè)國家、領(lǐng)土或地理利益范圍內(nèi)的所有存在的命名或者編號(hào)都可再用至更大程度。

2.2.3 MRN 為 IALA 命名空間

2.2.3.1海上航標(biāo)的 MRN

海上航標(biāo)的唯一標(biāo)識(shí)符應(yīng)該由負(fù)責(zé)的海上航標(biāo)機(jī)構(gòu)分配，當(dāng)在國家航標(biāo)提供程序的上下文之外引用該符號(hào)時(shí)，應(yīng)該使用 MRN 語法為其加上前綴： urn：mrn：iala：aton：<ISO 3166 Code>：<管理名稱空間>。

其中，ISO 3166 code 是由 ISO 3166-1 alpha-2代碼定義的標(biāo)示符，用于表示國家、領(lǐng)土或地理利益區(qū)域的名稱， MRN 權(quán)威機(jī)構(gòu)，（例如國家 IALA 成員），必須確保<管理名稱空間>，在域內(nèi)是唯一的，并且<管理名稱空間>的語法符合通用的 MRN 準(zhǔn)則。

例如：

示例[1]中，標(biāo)識(shí)符為1234.5的航標(biāo)是由美國航標(biāo)當(dāng)局定義的。

示例[2]中 ISO3166代碼是“gb”，在英國境內(nèi)，航標(biāo)由三個(gè)不同的權(quán)威機(jī)構(gòu)提供，因此使用了一個(gè)進(jìn)一步的標(biāo)識(shí)符，在本例中‘sco’代表蘇格蘭，蘇格蘭資產(chǎn)標(biāo)識(shí)符為6789.1。

對(duì)于航標(biāo)編碼：urn：mrn：iala：aton：kr：A01010001[3]

示例[3]區(qū)域（1）+海岸（2）+航標(biāo)類型（3）+唯一數(shù)字（5）：A01010001。

區(qū)域代碼：

海岸號(hào)碼：

航標(biāo)類型：

用于航標(biāo)設(shè)備和結(jié)構(gòu)：urn：mrn：iala：aton：kr：light：17L LED0685[4]

示例[4]年份+類型+唯一編碼：17LLED0685;設(shè)備/結(jié)構(gòu)類型包括：浮動(dòng)結(jié)構(gòu)、固定結(jié)構(gòu)、光、信號(hào)、電池、控制器、遙控遙測(cè)單元（RTU）、頂標(biāo)等。

2.2.3.2船舶交通服務(wù)的 MRN

MRN 管理局為 VTS 指定了一個(gè)唯一類型的名稱空間，本附件預(yù)留給 VTS 的描述，考慮到 VTS 可以被描述為一個(gè)整體或單個(gè) VTS 組件可以被單獨(dú)描述 ， 在當(dāng) VTS 提供程序上下文之外引用該標(biāo)識(shí)符時(shí)。應(yīng)該使用 MRN 語法，為其加上前綴：urn：mrn：iala：vts：<ISO 3166 Code>：<managed name spaces>。

例如：

事例[5]中，加拿大海岸警衛(wèi)隊(duì)定義的加拿大東部 VTS 區(qū)標(biāo)識(shí)符。

在示例[6]中為 VTS 區(qū)域標(biāo)識(shí)符“rtd”表示鹿特丹港，“me”表示鹿特丹港的 Maas 入口。

2.2.3.3水道的 MRN

水道的唯一類型名稱空間（wwy）是由負(fù)責(zé)的 MRN 管理局指定的，本附件專為水道描述而保留，記住水道可以被描述為一個(gè)整體，或者個(gè)別的水道分段可以被單獨(dú)描述，在水稻上下文之外，引用該標(biāo)識(shí)符時(shí)。應(yīng)該使用 MRN 語法為其加上前綴：

urn：mrn：iala：wwy：<ISO 3166 Code>：<managed name spaces>。

例如：

urn：mrn：iala：wwy：us：atl：chba：potri

波托馬克河道的標(biāo)識(shí)符使用一種可擴(kuò)展的方法，顯示了從國家到區(qū)域到地方的水道之間的關(guān)系，名稱空間atl 為大西洋為切薩皮克灣，potri 為波托馬克河。 2.2.3.4出版物的 MRN發(fā)布（pub）的唯一類型空間名稱空間是由負(fù)責(zé)的 MRN 機(jī)構(gòu)分配的，本附件專為出版物的描述而保留，當(dāng)在發(fā)布作者的上下文之外引用該標(biāo)識(shí)時(shí)，應(yīng)該使用 MRNsyntax 進(jìn)行前綴：

urn：mrn：iala：pub：<managed name spaces>或者

urn：mrn：iala：pub：<ISO 3166 Code>：<managed name spaces>。

例如：

urn：mrn：iala：pub：g1143[7]

示例[7]中， IALA 定義的標(biāo)識(shí)符 g1143的出版物。 urn：mrn：iala：pub：ca：cg：ramn：2018 [8]

示例[8]中，加拿大的 ISO3166代碼是“CA”，加拿大海岸警衛(wèi)隊(duì)在加拿大境內(nèi)的代碼是“cg”，并已發(fā)布了帶有代碼“ramn”的無線電導(dǎo)航指南出版物，2018年發(fā)行。

2.2.3.5作為通配符對(duì)象的 MRN

對(duì)象的唯一類型名稱空間是由負(fù)責(zé)的權(quán)力機(jī)構(gòu)分配的 ， 目標(biāo)（obj）是一個(gè)保留通配符，用于未知或不實(shí)際的分配其他類型的地方，標(biāo)示符應(yīng)該使用 MRN 語法作為前綴：

urn：mrn：iala：obj：<ISO 3166 Code>：<managed name spaces>。

例如：

urn：mrn：iala：obj：us：nm：42.42 [9]

示例[9]中飛碟標(biāo)識(shí)符為42.42由美國新墨西哥州的美國飛碟管理局定義的。

urn：mrn：iala：obj：gb：sco：swan52 [10]

示例[10]英國的 ISO 3166代碼為 gb， 在英國疣鼻天鵝被三個(gè)不同的疣鼻天鵝權(quán)威機(jī)構(gòu)跟蹤，因此使用了進(jìn)一步的標(biāo)識(shí)符。本例中sco 代表蘇格蘭，蘇格蘭疣鼻天鵝標(biāo)識(shí)符是 swan 52。

3推進(jìn)海上航標(biāo)資源唯一識(shí)別符的意義

隨著 IMO“發(fā)展和實(shí)施 E 航海戰(zhàn)略”的實(shí)施及科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，海上航標(biāo)資源唯一識(shí)別符也將是完善 E 航海功能架構(gòu)和服務(wù)，實(shí)現(xiàn)全球數(shù)據(jù)互通，推進(jìn) E 航海建設(shè)發(fā)展的重要過程。

（1）加強(qiáng)航標(biāo)履約研究。中國作為 IALA 成員國，在 IALA G1143導(dǎo)則的指導(dǎo)下，推進(jìn)海上資源唯一識(shí)別符的研究及實(shí)施，提出國際提案及建議，提升國際話語權(quán)。海上航標(biāo)的唯一識(shí)別符可以讓航標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一管理，體現(xiàn)出航標(biāo)信息，包括：地域、口岸名稱、航標(biāo)類型、唯一標(biāo)識(shí)數(shù)字、設(shè)備和結(jié)構(gòu)等。

（2） E 航海戰(zhàn)略實(shí)施的必然要求。推進(jìn)海上航標(biāo)資源唯一識(shí)別符有助于實(shí)現(xiàn) E 航海系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)包含船舶從泊位到泊位整個(gè)航程中涉及的所有數(shù)字海事服務(wù)，這些服務(wù)具體可劃分為 VTS 信息服務(wù)、助航服務(wù)、船舶交通組織服務(wù)、海上安全信息服務(wù)、引航服務(wù)、船舶報(bào)告、海上遠(yuǎn)程醫(yī)療援助服務(wù)、海上救助服務(wù)、航海圖服務(wù)、航海出版物服務(wù)、氣象信息服務(wù)、實(shí)時(shí)水文與環(huán)境信息服務(wù)、搜救服務(wù)、航標(biāo)服務(wù)和定位增強(qiáng)服務(wù)等18個(gè)類型。因?yàn)檫@些數(shù)字海事服務(wù)基本上由不同的岸基系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供，如 VTS、AIS、航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)等，且各系統(tǒng)都是獨(dú)立運(yùn)作的，相互間沒有協(xié)同數(shù)據(jù)交換協(xié)議，不同管理部門間沒有數(shù)據(jù)共享渠道， MRN 可以在這方面有一定作用，讓航海者更方便、快捷地獲取準(zhǔn)確、及時(shí)、全面的岸基服務(wù)。

（3）促進(jìn)行業(yè)產(chǎn)品升級(jí)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，對(duì)行業(yè)間的互聯(lián)互通、共享共治提出了新的要求，航標(biāo)作為海上重要資源，必然是智能算法中必不可少的一部分，海上航標(biāo)資源唯一識(shí)別符的確定，促進(jìn)電子導(dǎo)航等有關(guān)產(chǎn)品制造商進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)和迭代升級(jí)。

4建議

4.1明確國內(nèi)區(qū)域代碼

在 G1143中提到海上航標(biāo)的唯一識(shí)別符應(yīng)由負(fù)責(zé)的海上航標(biāo)機(jī)構(gòu)分配，而國內(nèi)在海上航標(biāo) MRN 規(guī)則不明確，應(yīng)加快建立國內(nèi) MRN 空間管理規(guī)則，比如在航標(biāo)編碼中的區(qū)域代碼可由各海區(qū)劃分或者由北海、東海和南海三個(gè)航海保障中心劃分，并且可以按所屬的每個(gè)航標(biāo)處分配代碼;另外還有海岸號(hào)碼也可按沿海地區(qū)的口岸港口及其他條件確定劃分。

4.2進(jìn)一步細(xì)化 MRN 的航標(biāo)類型

G1143中的航標(biāo)類型分為燈塔、燈浮標(biāo)、浮標(biāo)、燈樁、立標(biāo)、橋涵標(biāo)、雷康等7類，燈船、導(dǎo)標(biāo)、DGPS 臺(tái)站、 AIS 航標(biāo)、基站等未包含在其中。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況增加航標(biāo)類型的種類，并進(jìn)一步細(xì)化航標(biāo)類型，例如：燈浮標(biāo)應(yīng)根據(jù)航標(biāo)類型細(xì)分為側(cè)面標(biāo)志、方位標(biāo)志、專用標(biāo)志、孤立危險(xiǎn)物標(biāo)、應(yīng)急沉船標(biāo)志等，側(cè)面標(biāo)志細(xì)分為左側(cè)標(biāo)、右側(cè)標(biāo)、推薦航道左側(cè)標(biāo)、推薦航道右側(cè)標(biāo)等，進(jìn)一步增強(qiáng)識(shí)別符的可讀性。

4.3盡量減少同一資源被分配到的識(shí)別符數(shù)量

雖然 G1143中明確可對(duì)同一海上資源賦予多個(gè)不同的海上唯一識(shí)別符，但同一資源被分配太多的識(shí)別符，將使數(shù)據(jù)變得冗余。G1143附錄 A 中用于航標(biāo)設(shè)備和結(jié)構(gòu)的示例如下： urn：mrn：iala：aton：kr：light：17LLED0685[11]

示例[11]年份+類型+唯一編碼：17LLED0685，設(shè)備/結(jié)構(gòu)類型包括：浮動(dòng)結(jié)構(gòu)、固定結(jié)構(gòu)、光、信號(hào)、電池、控制器、遙控遙測(cè)單元（RTU）、頂標(biāo)等。

為避免航標(biāo)資源被賦予太多的識(shí)別符，建議將航標(biāo)類型、設(shè)備和結(jié)構(gòu)等合并為一條，避免單一航標(biāo)的 MRN 過多造成復(fù)雜化的現(xiàn)象。同時(shí)對(duì)于燈器、電池、控制器和遙控遙測(cè)單元（RTU）等易損耗器材建議不加入唯一識(shí)別符中。

5展望

為保障跨領(lǐng)域和不同服務(wù)的協(xié)調(diào)，海上資源使用唯一標(biāo)識(shí)符是 E 航海的發(fā)展中的一個(gè)重要過程。中國海事主管機(jī)關(guān)及航標(biāo)管理部門，應(yīng)當(dāng)積極推動(dòng)建立國內(nèi)海上資源唯一識(shí)別符的命名空間規(guī)則，以避免海上航標(biāo)和海上安全信息（MSI）等各類資源在數(shù)據(jù)交換中出現(xiàn)重復(fù)或者錯(cuò)誤，為保障航行安全作出貢獻(xiàn)，促進(jìn)海事履約能力的同步提升。

參考文獻(xiàn)：

[1] IALA? G1143《UNIQUE? IDENTIFIERS? FOR MARITIME RESOURCE 3.0》.