国内外e-航海发展现状

1、国内外 e- 航海发展现状自从2006年IALA （国际航标协会）16届大会正式提出 “e-航海”的概念以来，在 IMO （国际海事组织）的引领发 展下，这一概念已逐渐由抽象变得具体，最终形成一种新的 技术手段和航海环境，以促进“航行更安全，海洋更清洁， 航行更便捷”目标的实现。在国外和国内相关领域，已经有 一些成功的探索经验。一、国际 e- 航海技术应用现状目前，e-航海战略研究已经取得了阶段性成果，正从概 念和计划研究阶段向技术和实施研究阶段转变。世界各国在 e-航海相关方面的研究主要包括两个方面。其一，是积极配 合 IALA 等国际相关组织的研究进度，对一些相关研究课题 进行测试和试验，

2、以支持相关研究结果，如日本、韩国等在 内的对利用 AIS播发DGNSS差分修正量信号的试验和应用， 加拿大ComDev公司一直从事空基 AIS系统的建设等。其二， 是从整体上构建 e- 航海系统架构平台， 集成目前航海领域各 种现有系统和服务，以e-航海系统架构的方式提供统一的服 务，以保障海上航行安全，安保，保护海上环境。如欧盟一 直 以 来 逐 步 发 展 的 SeaSafeNet 、 MarNIS、 e-Maritime（EfficienSea 项目）及 2012年刚获得立项的 ACCSEA系 统等。这些都代表了当今国际上 e-航海系统建设的最高水平。一）欧盟欧盟在e-航海概念发展方面做

3、出了突出的贡献。从1998年开始，欧盟执行令确定了泛欧洲的 RIS 系统, 欧盟在 2006 年之前，一直致力于建设泛欧洲海上运输信息系统。欧盟在 1998 年立项研发泛欧洲的 INDRIS 项目。该项目受欧洲第四 框架计划的资助研发，研究机构包括荷兰、奥地利、德国、 比利时、意大利和法国等国家。该系统主要是协调和标准化 水上交通链中不同机构及处理过程信息的交换。并在奥地利、 法国、比利时、德国和荷兰等国家建设了试验系统以提供内 河信息服务。 从 2000 年开始， 受欧洲第五框架计划的资助， 欧盟各国在INDRIS系统基础上开始研究和开发COMPRISE目和多瑙河高级物流管理系统。从 200

4、2 年开始至 2005 年结 束，共有 44 个合作伙伴和 11 个欧洲国家参与该系统的研究 与开发。高级物流系统最终建立了完整的泛欧洲物流数据资 源数据库，以提供门到门的多式物流联运服务。COMPRISE目制定了详细的实施计划和完整的 RIS 服务战略方案。最终 确定了 RIS 概念，开发了一系列 RIS 服务应用，集成了 RIS 物流服务处理过程， 确定了欧洲的 RIS 系统标准和协调方式， 并在一些多瑙河流域国家开发了应用实验系统。从 2004 年 开始，根据欧盟的 EU RIS执行令的指示，并受 TEN-T（跨欧 洲交通运输网 ） 计划资助 , 欧洲各国在上述系统基础上 , 共同 开发

5、 IRIS 系统。受 IMO e- 航海概念的影响，自 2006 年开始，欧盟着手 研发 e- 航海相关试验及实践系统。 在欧盟第六框架的资助及 支持下，欧洲共有55个成员参与研发泛欧洲的MarNIS（海上航行信息服务 ）系统，该系统参照 e- 航海的概念，主要保障 海上航行安全和保护海上环境，提高海上运输效率及海上运 输经济效益。并分别于 2008 年 9 月和 10 月在意大利和葡萄 牙建设了两个示范中心。 该系统完全参照 e- 航海构架进行系 统部分功能的整合。根据欧盟海上交通战略 2018 规划要求（欧盟 2009 第 8 项执行令）和欧盟无障碍交通规划（欧盟 2009 年第 11项执

6、 行令）要求，受欧盟第七框架计划的资助，从 2009 年 1 月 开始欧盟多个国家成员共同参与研究 e-Maritime 系统，也 称为 EfficienSea 项目。该系统参照 e- 航海构想， 并将其研 究成果直接支持 IMOe- 航海战略的发展。其主要目的是将不 同的海上相关利益团体共同纳入统一的海上电子导航和商 业活动之中，以提高和支持海上运输交通效率，打造高效海 上航行水道。该系统最明显的特点是将海上各种信息纳入一 个综合的信息服务平台之中，按需进行数据交换和分配，并 纳入了整个货物物流链的管理。该系统目前（ 2012 年）已处 以验收阶段。受欧盟北海开发项目资助， 由丹麦、 瑞典、

7、英国、德国、 荷兰等国家共同承担的 ACCSEA测试系统平台目前已经启动， 是典型的“学 - 研-企-用”合作项目。该测试系统明确规定 了其建设目的和宗旨是按照 e- 航海技术架构进行设计、 开发 和应用， 以用户需求为指导， 构建 e- 航海测试和北海区域海 上业务功能平台。该项目执行周期是 2012 年初至 2014 年底 共 3 年时间。主要研究内容包括调研和分析北海区域船舶交 通需求，分析船舶密度和交通拥塞程度；设计实现基于IMO/IALA提出的e-航海技术架构；开发系列 e-航海原型系 统和服务，有选择性的开发系列海上服务、船舶基本PNT服务和岸基通信服务；搭建 e- 航海示范演示系

8、统。纵观整个欧盟e-航海系统的发展历程，其之所以一直走 在世界的前沿，和其长期合理的规划，全面、系统的研发支 持是分不开的，在建设系统工程前提下，将大量的资金和精 力放在一个高层次的物理模型和业务模型的整体规划和研 究之中， 从更高的层次建设 e- 航海系统， 并以此为基础由欧 盟逐步投入资金进行推广建设。（二）美国作为e-航海主要倡导国家之一，美国的USCG-直在e-航海系统的发展过程中起着至关重要的作用。与欧盟不同的 是，美国并没有按部就班的进行泛美国的e-航海系统研发，但在各个应用服务领域，其都在有计划的进行稳步推进。第一，进行 AIS 系统的推进和技术引导。美国海岸警卫 队研究开发中心

9、一直承担着 IALA 相关 AIS 系统改进与研究 工作，他们针对目前的 AIS 相关技术和协议一直积极的进行 研究与开发，并提出了修改 AIS 电文五，增加定位系统标志 的建议，并提交修改 IEC 61993-2 标准和 ITU-R M.1371 标 准的建议案。第二，进行RBN/DGP砾统改进和推广。美国作为IALA成员国，积极支持IALA关于当前RBN/DGP系统的升级改造 工作，并为此做出表率。美国海岸警卫队目前已经改造其沿 海相关RBN/DGPS台站，并以此为基础，建立全国内河水域 差分台站，并逐步建立覆盖全国的 NDGP系统，与美国WAAS 广域增强系统互为备份进行工作，全面提高海

10、上和内陆水域 卫星定位精度。同时积极建设虚拟差分RTK网络，全面提升美国境内的高精度导航。第三，在 LRIT 方面的支持工作。美国一直在 LRIT 的发 展方面发挥着重要的作用，作为全球唯一的IDE 中心（国际数据交换中心），其对全球船舶远程识别和跟踪都发挥着重 要的作用， 该中心将一直由美国托管， 直到 2011年 12月 31 日再重新讨论该中心的归属。 作为 e- 航海系统的一个组成部 分， LRIT 的发展也将影响到未来 e- 航海系统架构中的服务 组成。第四，承担 IALA 海上用户需求调研和分析。在 e-NAV7 会议上，美国代表提出了岸基用户需求，并为 IALA 全面接受。该需求

11、在全面调研的基础上，提出了VTS系统、岸基信息采集系统、岸基通信设备等方面的用户需求，全面论述了 VTS 服务中的信息服务、交通组织管理服务、导航辅助服务 等，并提出了岸基用户对 VTS覆盖区域中VHF的通信需求、 远距离通信需求及联合通信服务和其他相关通信需求等，并 提出了 VTS雷达系统、AIS系统、RDF（无线电测向）系统、 水文气象设备、CCTV系统等性能和功能性需求；同时对信息管理、操作员界面、交通环境显示、交通信息显示、工作环 境、业务环境等进行了具体的需求描述。同时美国海岸警卫队还积极关注空基 AIS 系统的发展， 并与相关海上工业公司进行合作研究。由此可见， 美国一直并将继续引

12、领 e- 航海系统中具体服 务的发展方向，对现有的 e- 航海具体服务和未来相关服务， 美国都起着战略引领作用，并积极推进相关系统的发展。同 时，美国海岸警卫队还派出专职官员担任 IALA 的 e-NAV 委 员会相关领导职务。 这对传递美国在 e- 航海发展方面的战略 思想具有重大的意义。（三）日本日本是亚洲在 e- 航海发展方面工作最为积极的一个国 家。以日本海岸警卫队为代表的日本航海领域机构积极从事 海上 e- 航海技术研究， 其中包括一些大学和海上电子设备制造商。日本航海界积极从事 e- 航海相关技术研究， 在第三次 IALA 举行的 e- 航海会议上，日本首先提出了一项制定“海 上电

13、子导航支持系统标准（ ENSS ”的建议案，并在 IALA 大会上进行了详细的讲解。 日本在 e- 航海相关软课题研究的 同时，还积极从事相关实际应用服务的研究工作，首先，日 本早在 07 年开始就积极从事利用 AIS 系统二进制电文播发 海上安全信息的研究工作，以及利用AIS进行DGPS差分修正量的播发工作，并依靠国家投资，完成了包括东京湾在内 的 AIS 基站改造，所有区域基站都支持相关安全信息的播发 和DGPS差分修正量的播发业务，并在日本沿海进行逐步推 广。2008年起，日本还组织专门研究课题从事 AIS 航标研究， 包括虚拟航标的设置、虚拟航标在电子海图上的表示方式和 规范，航标数据

14、信息播发方式和电文格式等。全面定义了利 用 AIS 虚拟航标的相关应用规范，并向 IALA 提交了一份关 于这一议题的提案。日本就该内容在08 年举行的 IMOMSC86会议上提交了一项相关提案。日本除上述岸基相关系统的研究工作之外，还积极从事船上e-航海相关设备与系统的研究工作，以日本古野公司和日本海上研究所为代表。日本古野公司在全面生产船上各种 导航设备的同时，研制了一种三维电子海图，目前已经投入 相关应用之中。日本海上研究所研制了一项“海面图像综合导航信息系统”，该系统将雷达图像、CCTV图像和ARPA信息、 AIS 信息、测向系统等集成在一个人机界面中，全面反 映船舶前方航行所有实时信

15、息，可有效提高船舶航行安全。2007 年底，日本海岸警卫队还专门组织国内和国际专家召开e-航海工作研讨会，其中包括IALA中e-NAV委员会中相关常驻专家，如 e-NAV委员会主席Bill CAIRNS 等。会议 在介绍上述日本已经取得的各种 e- 航海研究成果的基础上， 确定了未来日本所从事的各种 e- 航海相关研究课题，包括 ENSS的深入研究，AIS航标及虚拟航标的深入研究和应用、 AIS二进制电文的进一步应用、e-航海用户需求的调研与分析、无线电导航和通信等领域的研究课题等内容，为日本官 方制定了 e-航海发展规划和研究内容以及发展方向。(四) 加拿大作为世界发达国家之一， 加拿大也十

16、分重视 e- 航海系统 的发展和研究工作。圣劳伦斯( St. Lawrence )河上的 e- 航海系统工程项目是加拿大最早从事的e-航海研究工程项目。该项目由加拿大海岸警卫队投资建设。圣劳伦斯河全长 1600 公里，加拿大 40%的货物运输通过该航道。为此，加拿 大十分重视该航道的船舶航行安全和航行效率，从 2005 年 开始，其就开始针对圣劳伦斯河水域交通的特殊条件，研发 e-航海系统。圣劳伦斯河e-航海系统主要是为了提高船舶航 行安全、优化船舶交通、提高水域通航效率。在提高船舶航 行安全方面，该系统借助各种通信手段和船舶设备，实时播 发和获取电子海图修正、航行通告信息、高精度船舶位置、

17、水面等级信息以及其他的船舶位置信息等。 为保证船舶 7*24 小时不间断通过该航道水域，包括冬天船舶航行，该系统利 用现有的各种信息系统和潮汐实时发布和预测系统优化船 舶交通和提高水域通航效率。该系统还集成了自动引航功能， 对船舶操纵人员实时确认和显示各种浅滩、实时显示在航船 舶通告、提供不同区域内实时的水面登记报告，并将潮汐和 水面等级信息实时进行更新。圣劳伦斯河 e- 航海系统在概念上主要包括船舶航行计 划的联网服务、船舶各种通导设备的综合应用以及相互之间 信息传输的过程中信息结构标准的研究与开发。因此，该系 统支持航行计划过程中综合考虑电子海图、潮汐 / 水面等级 信息、非船舶相关信息、

18、航道信息、船舶交通管理信息等， 并借助 VTS 系统、 AIS 系统、电子海图等进行信息交换和信 息展示；最终应用于信息结构优化、风险分析、通信信道优 化和操作模型信息等优化工作。该系统应用实施联合了圣劳伦斯河引航中心、水文航道 测量局和加拿大海岸警卫队等政府机构，并从 2006 年起开 始建立测试平台，目前正在推广应用和更新优化之中。该系 统借助e-航海理念，集成了目前大部分的海上信息系统和设 备，特别是VTS系统、AIS系统、DGPS系统、wifi-Max 系统 等。并将通过各种设备采集的信息通过该平台进行汇总，并 按照需求进行分发，实现信息的全方位融合和共享。（五）韩国自 e- 航海概念

19、提出以来， 韩国政府也在积极研究和参与 e- 航海的发展之中。并从各个方面进行相关技术研究与开发， 主要包括如下方面。第一，利用AIS基站（17号电文）播发 DGPS差分修正 信号，扩展了沿海 RBN/DGPS系统的应用范围和应用领域。 从 2009 年 8 月开始，正式在 8 个区域基站中增加这一功能。 目前韩国政府机构正在进一步建设DGNS应用系统，以支持其他的GNSS系统的差分修正。同时，相关机构研制了集成 AIS系统的船舶ECDIS系统，使该系统在海上辅助导航和保 障船舶航行安全方面发挥了显著的作用。第二， 使用 AIS 二进制电文进行应用数据播发。 从 2007 年开始，韩国政府建立

20、了垃圾船舶监控系统，使用 AIS 二进 制数据广播进行应用数据通信。 2008 年这一系统也应用于挖 泥船上。该系统通过电文 6 实时与垃圾船舶进行通信，监督 船舶运行。第三，自 2009 年初开始，韩国政府建设了 GICOMSGeneral Information Center on Maritime Safety & Security )系统，并于 2009 年 8 月投入使用。该系统利用 AIS 和公网通信系统提供安全数据信息广播 , 播发内容包括 航行警告、事故信息和主要新闻。第四，积极研究开发船舶交通堵塞导航数据和事故船舶 信息数据传输系统。该系统利用 AIS 链路采集离岸

21、50 英里 的船舶航行数据信息，并提交给数据中心进行分析，作出预 报。该系统在 2009 年五月完成系统分析和设计，并于 2009 年 8 月进行需求分析和架构设计， 2009 年 9 月进行全面开发 之中，计划将于 2009 年底完成这一系统并投入使用。关于 e- 航海概念的发展， 韩国政府还计划在未来重点实 施如下内容。第一，全面建设和完成GICOMS系统。该系统不仅仅应用于政府相关机构，还计划向公众和海上领域相关公司提供 服务。第二，针对GICOMS统，韩国政府在 5年内(2010-2014 )投入 145 亿韩元对该系统的进行全面改造和实施。提高GICOMS系统在海上安全航行方面的信息发布效率，增强 GICOMS统对海上安全航行领域的信息提供方式，通过建设全球化GICOMS系统服务网络提供全球性船舶航行服务，以 达到预防海上事故发生、保护海上环境的目的。二、国内 e- 航海技术应用现状 近几年，为了适应快速发展的经济要求，推动实现港口转型升级，国内诸多机构开展了许多 “e- 航海”方面的研究， 并投入到实际系统建设中，尤其在航海保障服务方面成绩斐 然。全国范围的 DGPS网络已经建成并投入使用，VTS和AIS广泛应用于海上交通管理，电子海图的生产及发售也取得了 长足的进展。其中：（一）北海航海保障中心自 2013 年正式运