中國實施電子航海戰略的對策和建議

天津海事局大連航標處 崔玉亮

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

圖1 IMO制定的e-Navigation戰略實施路線圖

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上提出的，是現代航海系統協調化的結果。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，以增強船舶泊位到泊位的全程航行能力，增強相應的海上服務、安全和保安能力以及海洋環境保護能力。e-Navigation被普遍認為具有漸進性和動態性，可以被視為一種理念。無須對e-Navigation中的“e”特別定義，國際上通常認可其代表“electronic（電子的）”或者“enhanced（加強的）”。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發展初期，其概念就已經明確了包括三個關鍵部分：一是航行水域電子海圖（ENC）的覆蓋；二是完善的電子定位、導航及授時系統（帶有冗余）；三是通信鏈路的連接。這三個部分被認為是至關重要的，其主要功能就是實現船-船、船-岸和岸-岸之間信息的相互溝通，以達到實現船舶安全、經濟航行和環境保護的最終目標。圖2是IALA的e-Navigation委員會提出的關于e-Navigation的初步框架結構。[1]

圖2 IALA提出的e-Navigation系統結構簡圖

二、我國e-Navigation的發展現狀

我國在e-Navigation方面的發展始于20世紀90年代初數字航標計劃的提出，經過20多年的發展，中國數字航標已頗具規模。截至1999年完成了20座覆蓋中國沿海的RBN/DGPS臺站建設，實現了中國沿海DGPS信號的全覆蓋，對重點交通繁忙水域實現了最多達五重的信號覆蓋，如圖3所示。中國于2002年起開始船舶自動識別系統（AIS）岸基網絡的建設，截止到目前已建成覆蓋中國所有沿海水域和內河四級以上高等級航道水域的岸基網絡。沿海水域共建成了1個國家級AIS管理中心、3個海區管理中心、19個轄區管理中心和121座基站，內河方面共建成5大水系、17個轄區中心及179座基站，如圖4所示。AIS岸基系統沿海覆蓋率達到99.97%以上，系統可用性達到99.95%以上，實現了全沿海覆蓋，交通流密集水域、重點水域和復雜水域多重覆蓋。最近幾年我國在重點水域先后建設完成了航標遙測遙控系統。通過RBN/DGPS臺站、AIS岸基服務系統和航標遙測遙控系統為用戶提供較完善的數字導航服務。2007年，我國開始研究制定2010年至2020年中國沿海航標發展規劃，對中國沿海的航行條件和航標效能進行了系統調查和評估，包括船舶交通流量統計、發生事故調查統計、習慣航路調查統計和現有助航效能分析等。航標發展規劃為e-Navigation的整體規劃和發展提供了強有力保證，以促進海事信息系統、航測信息系統、中國船舶報告系統、全球海上遇險與安全系統（GMDSS）、RBN/DGPS、AIS、船舶交通服務（VTS）、航標遙測遙控系統等綜合助航系統協調發展。

圖3 中國RBN/DGPS系統臺站分布圖

三、國外e-Navigation的發展現狀

圖4 中國沿海及長江沿岸AIS系統基站分布圖

很多國家在e-Navigation概念提出的初期就已經開始了e-Navigation的嘗試和探索，經過幾年的不斷發展和完善，一些國家在實踐的基礎上不斷具體化，形成了符合本國航運要求的e-Navigation系統。如波蘭的航標綜合管理、監控和信息系統是將航標系統（燈塔、浮標、導標燈等）、差分GPS系統（IALA DGPS、RTK）、岸基AIS系統（基站網絡和服務器）、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，置于一個運行Linux操作系統的服務器上，用戶接口（界面）是網絡瀏覽器，通過已有的通信協議和鏈路來完成海上安全與保安的信息交換任務。此套系統的最大特點是可以充分利用已有的船舶交通服務系統（VTS）、自動識別系統（AIS基站）、CCTV、氣象傳感器、發射設施和通信鏈路等，以較小的經濟代價實現e-Navigation的目的。[2]439-446

再如，德國的岸基e-Navigation系統是一個整合了所有航標（包括VTS）的一體化系統。德國航道航運局通過替換VTS系統、更新視覺航標遙控裝置、擴展數據網絡、建造新的節點、改造遠端站的基礎設施、擴大VHF和DSC的信號作用范圍、增加新的雷達傳感器、啟用AIS等措施建立了一個e-Navigation岸基系統，如圖5所示。遠程站的數據收集和數據傳輸設備部件（傳感器、天線和通訊設備）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。對系統的設想是允許用戶站遠離節點站，因此所有遠端站和用戶站的獨立部件都被打包在節點站中，技術維護人員也集中在節點站中。多節點站具有冗余性，當一個節點站出現故障時，另一個節點站能夠接替其工作。[2]471-480

圖5 德國e-Navigation岸基系統一般布局方案

四、e-Navigation對我國助航保障工作的影響

我國助航保障機構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（包括燈塔、燈樁、浮標、導標、無線電導航設施等）和水上通信安全，管理海區港口航道測繪并組織編印相關航海圖書資料，歸口管理交通行業測繪工作，組織、協調和指導水上搜尋救助，負責中國海上搜救中心的日常工作。[3]e-Navigation戰略的實施對我國沿海助航保障體系建設起到了積極的促進作用：

（1）通過e-Navigation這樣一種優化、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、有效的通信機制，助航保障部門可以為航海者提供全面、細致、實時的動、靜態航海信息，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據，并實時發布給航海者，實現了信息和資源最大范圍內的共享，充分發揮了助航、導航設施的功能，實現了助航服務的全天化、實時化和立體化。

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

（4）當發生海上事故時，助航保障部門為航海者提供及時、有效的技術和信息保障服務，更好地組織、協調和指導水上救助工作，將人命和財產損失降到最低。

e-Navigation戰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戰略目標的最終實現，需要助航保障部門提供完善的岸基服務系統和穩定可靠的通信鏈路。岸基系統可以通過新建基站、更新設備、加強技術人員培訓等方式加以完善，但是通信鏈路的穩定可靠受諸多因素影響，如電源系統、設備質量、強電磁干擾等，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布者和接收者都遵循統一的信息格式和標準，現在的助航系統大多具有一套獨立的信息格式和標準，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一的信息格式和標準以實現信息兼容。

五、中國實施e-Navigation戰略的對策和建議

e-Navigation戰略的付諸實施已經對船舶安全航行、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類理事國和當今公認的航運大國，需要積極應對e-Navigation的快速發展，為此建議做好以下三個方面：

（一）加強對e-Navigation戰略的研究

目前，IMO對e-Navigation戰略中的用戶需求分析、缺口分析、成本效益和風險分析等要素已經形成較清晰的結論，我國應當根據自身的航運現狀和管理要求，研究IMO對e-Navigation界定的體系結構和要素，通過成本效益分析和風險分析等手段,為我國參與國際海事重大發展提供決策依據，積極推動我國e-Navigation戰略的實施。

（二）加大助航信息系統的整合力度

IMO從一開始希望e-Navigation以“用戶需求為導向”，但是目前e-Navigation的戰略發展和實施大多是從技術角度來考慮的。也就是說大多數戰略都是技術力量推動的，而助航信息系統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e-Navigation的戰略目標，需要對現有的信息助航系統，如VTS岸基服務、雷達/ARPA（自動雷達標繪儀）、ECDIS（電子海圖顯示和信息系統）、AIS、GNSS和INS（慣性導航系統）等進行整合。這種整合不僅要包括信息的精確度、信息顯示技術、信息的有效性和關聯性、軟件和硬件的型號、模型及升級服務、不同設備廠商的互操作性等方面，而且要積極參與IMO對通用技術標準的修改制定工作，比如在e-Navigation環境下ECDIS的標準尚未出臺，但是IMO已決定國際航行船舶自2012年7月起應強制配備ECDIS。針對這些標準的整合制定都應當根據自身實際情況積極介入，使我國不僅成為IMO關于e-Navigation戰略的參與者，更要成為規則的制定者和倡導者，以謀求我國e-Navigation戰略目標的早日實現。

（三）強化對航海者的培訓

人的因素始終是實現e-Navigation戰略目標的決定性因素，所以加強對航海者的培訓就顯得尤為重要。《STCW公約》95修正案取消了專職報務員與專職電機員的適任要求，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戰略的實施者，海事機構需要將與e-Navigation有關的性能標準、操作規則等收集起來組織培訓，在發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.E-Navigation環境下ECDIS發展研究[J].中國海事,2012(1):46-49.

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

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