电子海图显示与信息系统-了解ECDIS的组成

电子海图发展历程1.1国际电子海图发展1.1.1电子海图相关公约、规范的发展历程1.1.2电子海图数据方面的发展1.1.3电子海图设备方面的发展1.2国内电子海图发展1.2.1国内电子海图法规1.2.2电子海图数据方面的发展1.2.3电子海图设备方面的发展1.3ECDIS发展趋势1.1.1电子海图相关公约、规范的发展历程20世纪80年代初：简陋的电子制图系统（ECS）时代。1986年：国际海事组织IMO/IHO联合协调小组成立于电子海图系统（HGE）。1995年：IHO发布国际水道测量数据传输标准（S-57，第3版）。1995年：国际海事组织采用ECDIS的第A.817（19）的性能标准。1996年：A.817（19）ECDIS性能标准进行修订，第MSC.64（67）号决议，在电子海图系统故障的情况下的备份装置。1998年：A.817（19）ECDIS性能标准进行了修订，第MSC.86（70）号决议，允许ECDIS工作在RCDS（光栅海图）模式。2002年：SOLAS公约第五章认可ECDIS等同于纸质海图可以满足海图配备的要求。2006年：IMOMSC.232(82)电子海图显示和信息系统（ECDIS）性能标准。2010年：所有的高速船须配备ECDIS。2012年：STCW公约马尼拉修正案，如果船上配备ECDIS，则必须经过ECDIS培训。2012年：SOLAS公约第五章规定，根据不同的船级，在8年内逐步强制配备ECDIS。1.1.2电子海图数据方面的发展（全球水域数据覆盖）Source：IHB-July20101.1.2电子海图数据方面的发展（航保部数据覆盖情况）1.1.2电子海图数据方面的发展（我国水域数据覆盖）1.1.2电子海图数据方面的发展（山东水域数据覆盖）1.1.3电子海图设备方面的发展

目前，能够提供符合国际标准的ECDIS的厂家不下几十家，其中较著名的有英国TRANSAS公司、KELVINHUGHES公司，日本的FURUNO公司、JRC公司，挪威KONGSBERG公司等。除此之外，能够提供不符合国际标准的电子海图系统（ECS）的产品的公司估计不下千家。电子海图发展历程1.1国际电子海图发展1.1.1电子海图相关公约、规范的发展历程1.1.2电子海图数据方面的发展1.1.3电子海图设备方面的发展1.2国内电子海图发展

1.2.1国内电子海图法规1.2.2电子海图数据方面的发展1.2.3电子海图设备方面的发展1.3ECDIS发展趋势1.2.1国内电子海图法规（一）电子海图技术规范GB15702-1995。本标准规定了制作电子海图的原则和方法、电子海图应具备的内容；规定了电子海图应用系统在使用电子海图时的基本要求，本标准适用于生产与使用电子海图，也可供其他计算机系统使用电子海图时参考。（二）电子海图系统(ECS)性能和测试要求。本要求规定了ECS的最低性能标准和测试要求。ECS可作为中国国内航行船舶的主要导航手段。当ECS作为主要的导航手段时，为确保ECS失效时的航行安全,船舶应有足够的后备布置。“A”类ECS,可作为国内航行船舶的主要导航手段，也可作为ECDIS设备的后备安排，但需符合MSC.232(82)附录6和IEC61174。“B”类ECS，可用于未要求配备“A”类ECS的国内航行船舶，并可作为其主要的导航手段。“C”类ECS，适用于辅助导航，用于船位标绘和监视。1.2.1国内电子海图履约过渡时间表1.2.2电子海图数据方面的发展中国海道测量由交通部、海军共同承担，中国海事局代表国家参加国际海道测量组织的活动，负责组织的电子海图规划、技术政策和东亚地区海道测量委员会的地区电子海图协调工作。目前，中国海事局已制作完成中国沿海港口航道电子海图378幅ENC，基本覆盖了全国沿海水域，并公开对外发行。2008年9月1日中国海事局开始公开对外发行中国沿海港口航道电子海图。目前海军司令部航海保证部，提供478幅ENC的在线订购、加密数据生产、光盘制作和快递的系列商务流程。航保部发行的ENC海事局发行的ENC1.2.3电子海图设备方面的发展

我国从80年代就开展了电子海图的研究，到目前为止，17家公司已经生产了通过中国船级社型式认可的ECS产品。已有北京海兰信数据科技股份有限公司HLD-ECDIS1000型和广州海华电子企业（中国）有限公司CH-01型ECDIS产品通过了中国船级社的型式认可。中国船级社型式认可的ECS产品序号ECS设备生产商名称1大连海大航运科技有限公司2大连海事大学科技开发总公司江与海产品事业部3大连海事大学科技开发总公司航海之星4大连海事大学科技开发总公司5北京海兰信数据科技股份有限公司6成都天奥信息科技有限公司7武汉键控航海科技有限公司8南京俊禄科技有限公司9苏州新阳升电气10南通赛洋电子有限公司11上海埃威航空电子有限公司12上海海事大学航元海运技术开发公司13上海三镝船舶科技有限公司14宁波盛洋电子科技有限公司15厦门宏远航星船艇科技有限公司16厦门新诺科技有限公司17海华电子企业(中国)有限公司1.3ECDIS发展趋势系统日益完善信息获取不断增强信息处理日益完善自动航海计算决策支持能力人机交互系统结构模块化通用硬件平台及操作系统开放式结构Server/Client机制ECDIS有关国际公约规范2.1IMO制定的公约规范2.2IHO制定的公约规范2.3IEC制定的公约规范2.4ECDIS相关三大国际组织的关系图2.1IMO制定的公约规范2.1.1SOLAS公约2.1.2STCW公约2.1.3IMOECDIS性能标准2.1.1SOLAS公约第2条，定义：海图或航海出版物系指专用的图或书，或支持这种图或书的经特殊编辑的数据库，由政府主管当局，经授权的水文局或其他相关的政府机构正式颁布，用于满足航海要求。第19条，船载航行系统和设备的配备要求：2.1.4海图和航海出版物，用于计划和现实船舶预定航程的航线以及标绘和监视整个航程的船位；电子海图显示与信息系统（ECDIS）可视为满足本节的海图配备要求；2.1.5满足上述2.1.4之功能要求的后备装置，若该功能全部或部分由电子装置来完成。2.10从事国际航行的船舶须按以下要求配备电子海图显示和信息系统(ECDIS)2.1.1SOLAS公约2.1.1SOLAS公约第27条，海图和航海出版物：海图和航海出版物，如航路指南、灯标表、航海通告、潮汐表、以及所有其他拟定航程所需的航海出版物均应充足并保持更新。2.1.2STCW公约国际海事组织(IMO)STCW公约缔约国外交大会于2010年6月21日至25日在菲律宾首都马尼拉召开。本次外交大会通过了STCW公约和STCW规则2010年修正案(按惯例也称马尼拉修正案)，将于2012年1月1日生效，同时确定了为期5年的过渡期。马尼拉修正案有关电子海图显示与信息系统培训的要求如下：1、500总吨或以上船舶船长和大副的最低适任标准2、500总吨或以上船舶负责航行值班的高级船员的最低适任标准2.1.2STCW公约500总吨或以上船舶负责航行值班的高级船员的最低适任标准职能：航行（操作级）第1栏第2栏第3栏第4栏适任知识、理解和熟练表明适任的方法评价适任的标准使用ECDIS保持安全航行注：对不必配备ECDIS的船舶上的工作人员，不必进行该设备使用的培训和评估，但该限制应反映在给当事海员签发的签证中使用ECDIS导航ECDIS操作的性能和限制的知识，包括：.1透彻地理解电子海图（ENC）数据、数据精度、表示规则、显示选择和其他海图数据格式.2过分依赖的危险.3熟悉有效性能标准所要求的ECDIS功能熟练地操作、解释和分析从ECDIS获取的信息，包括：.1使用与各类装置中其他导航系统集成在一起的功能，包括适当的功能设定和对所需调定的调整.2安全监控和调整信息，包括本船位置、海区显示、模式和方位、显示的海图数据、航路监控、用户创建的信息层、物标（当连接AIS和/或雷达跟踪时）和雷达叠加功能（当连接时）.3交替使用不同手段确认船位.4充分使用调定以确保符合操作程序，包括预防搁浅、临近物标和特殊区域的报警参数、海图数据的完整性、海图更新状态和备份安排.5调整调定和数值以适合当前情况.6用ECDIS时的情景意识，包括安全水域和对危险的临近程度、流向和流速、海图数据和比例尺选择、航路的适合性、物标探测和管理，以及传感器的整合性考试并评估从下列一项或数项获取的证据：.1认可的培训船经历.2认可的ECDIS模拟器培训以有助于安全航行的方式监控ECDIS信息正确地解释和分析从ECDIS（包括雷达叠加和/或雷达跟踪功能，如装有）获取的信息并考虑设备的局限性、所有相连的传感器（包括雷达和AIS如连接）以及当时的环境和条件通过控制的航迹保持ECDIS功能（当装有）调节船舶航向和航速，使船舶的航行安全得以保持始终以海员的方式清楚和简明地交流并确认2.1.2STCW公约500总吨或以上船舶的船长和大副的最低适任标准职能：航行（管理级）第1栏第2栏第3栏第4栏适任知识、理解和熟练表明适任的方法评价适任的标准用有助于指挥决策的ECDIS和关联导航系统，以保持航行安全注：对不要求配备ECDIS的船上的工作人员，无须进行该设备使用方面培训和评估，但该限制应反映在给当事海员签发的签证中操作程序、系统文件和数据的管理，包括：.1管理海图数据和系统软件的采购、许可和更新，以符合既定的程序.2系统和信息更新，包括依据厂商产品开发更新ECDIS系统版本的能力.3创建和维护系统配置和备份文件.4依据既定的程序创建和维护运行记录文件.5依据既定的程序创建和维护航线计划文件.6使用ECDIS日志和航迹历史功能，检查系统功能、警报设定和用户反应使用ECDIS回放功能进行航行审查、航线设计和系统功能的审查评估从下列一项获取的证据：.1认可的工作经历.2认可的培训船经历.3认可的ECDIS模拟器培训使用ECDIS的操作程序得以建立、应用和监控采取尽量减少航行安全风险的行动2.1.3IMOECDIS性能标准在2009年1月1日或以后安装的ECDIS设备，符合不低于MSC.232(82)所规定的性能标准；在1996年1月1日或以后但于2009年1月1日以前安装的ECDIS设备，符合不低于经MSC.64(67)决议和MSC.86(70)决议修正的A.817(19)决议附件所规定的性能标准。IMOECDIS性能标准给出了ECDIS的定义，规定了信息显示、海图改正、航线设计、航路监视、航行记录等性能要求。该标准有7个附件。2.2IHO制定的公约规范2.2.1S-52《电子海图显示与信息系统海图内容与显示规范》2.2.2S-57《IHO数字海道测量数据传输标准》2.2.3S-61《光栅海图产品规范》2.2.4S-63《IHO数据保护方案》2.2.5IHO制定的其他标准2.2.1S-52《电子海图显示与信息系统海图内容与显示规范》（SpecificationsforChartContentandDisplayAspectsofECDIS）该标准源的草案由IHO1986年成立的ECDIS委员会（COE）开发，1988年4月正式形成第1版，以IHO第52号特殊出版物的方式出版，简称S-52。此后历经多次修改，目前是2010年3月出版的第6版。IHOS-52规定了电子航海图的内容和显示、数据结构、改正方法和信息传输途径，以及屏幕上电子海图的颜色和符号使用规则等。该标准有3个附件。附件1电子航海图更新指南；附件2电子海图显示与信息系统色彩与符号规定；附件3电子海图显示与信息系统相关术语集。2.2.2S-57《IHO数字海道测量数据传输标准》（IHOTransferStandardforDigitalHydrographicData）该标准源于IHO数据交换委员会（CEDD）1987年开发的数字制图数据交换与供给格式，1991年正式形成第一版，以IHO第57号特殊出版物方式出版，并命名为“数字海道测量数据传输标准”，简称S-57。目前使用的是2000年11月发布的S-57,3.1版。

为适应电子海图飞速发展而开发的新一代海道测量地理空间数据标准，2010年1月正式颁布S-100，1.0.0版。该标准与国际主流的地理信息标准ISO19100系列接轨，可以支持更多类型的数字数据源，例如遥感影像、DEM、时变数据等。S-100将在短时间内与现行的数字海道测量数据传输标准S-57同时存在，并最终代替S-57。IHOS-57描述了用于各国航道部门之间的数字化海道测量数据的交换以及向航海人员、ECDIS的生产商发布这类数据的标准。它包括三章：一般性介绍、理论数据模型(海图信息描述的理论模型)、数据结构(电子航海图的数据格式S-57)，以及两个附件：IHO物标目录(物标分类和编码系统)、ENC产品规范(电子航海图产品规范、IHO物标目录数据字典产品规范)。该标准是具有法律效力的矢量形式的电子航海图的数据传输标准。2.2.3S-61《光栅海图产品规范》（ProductSpecificationsforRasterNavigationalCharts）目前为1999年1月发布的第1版。该标准定义了光栅数据产品的性能要求，总起来讲就是要在显示形式和量测精度上等价于纸质海图，分辨率和压缩算法要满足目视阅读纸质海图的要求。2.2.4S-63《IHO数据保护方案》（IHODataProtectionScheme）目前为2008年3月发布的第1.1版。该标准用于规范电子海图数据的分发与服务，包括防盗版、防伪造、选择性存取、数据制作者一致性和原型设备制造商一致性等条款，是安全结构与操作规程的推荐性标准，使用对象为数据生产者（海道测量部门）、ECDIS/ECS设备制造商和最终用户。S-63方案中有四种角色：（1）“方案管理者(SA)”：仅有一个，即国际海道测量局秘书处；（2）“数据服务商(DS)”：数目很多，数据服务商(DS)需要通过国际海道测量组织的S-63数据服务商（DS）资格认证，如UKHO、航保部、海事局等；（3）“数据用户(USER)”：数目很多，例如装载了ECDIS的船舶用户；（4）“原始设备制造商(OEM)”：数目很多，通常为ECDIS系统开发提供商，原始设备制造商（OEM）同样需要通过国际海道测量组织的S-63原始设备制造商（OEM）资格认证。2.2.4S-63《IHO数据保护方案》2.2.5IHO制定的其他标准（1）S-58《ENC有效性检验推荐标准》（RecommendedENCValidationChecks）：ENC生产中质量控制的参考标准，现行版为2011年2月4.2.0版。（2）S-60《WGS84坐标变换用户手册》（User’sHandbookonDatumTransformationsinvolvingWGS84）：介