e-航海及其数据标准分析

ｅ一航海及其数据标准分析术　王程博张新宇黄文伟张辉辉　摘要：为保障船舶航行安全与航运经济效益，ＩＭＯ提出ｅ一航海战略。随着ｓ一５７数据标准的局限性不断显现，ＩＭＯ采纳新　的国际海道测量数据模型Ｓ一１Ｉ）０作为ｅ一航海数据标；隹。剖析ｅ一航海概念，分析ｅ一航海总体技术构架和ＩＨＯ　Ｓ一１００数据标　准，通过对比ｓ一５７数据标准的局限性和ＩＨＯ数据标准ｓ一１（）（１，进一步阐明ｅ一航海数据标准ｓ一１（１（１的作用及应用，对我国开　启ｅ一航海新型数据标准时代具有积极作用。　关键词：ｅ一航海；Ｓ一１００；数据标；住；国际水道测量组织（ＩＨＯ）　ＤＯ１：１（）．１６１７６／　．ｃｎｋｉ．２１—１２８４．２（｝１７．（１１．００５　一、ｅ一航海概念的提出　计划的大体程序。ＩＭＯ将其定义为，　“通过智能计　算机的手段，网络、融合、互换、映现和削析船方　和岸方与航行有关的信息，以增强泊位到泊位航行　随着经济发展，海上贸易活动Ｈ益频繁。进而　对海运安全的要求也就越来越高，从而推动了数　字化航海技术迅速发展。船舶定位系统　和有关活动，进而保障海卜驾驶环境的安全可靠，　维护清洁的海洋环境”。ｅ一航海的最终目标是让　“航行更安伞，成本更低”。ｅ一航海不是硬件设　备，而是信息的集成的平台，它虚拟一个同等标准　的数据共享构架，以达到数据信息准确无误地交换　和整合。正是由于各个ＩＭＯ成员围的努力和有关围　际组织的推动助力，　“电子航海”的理论逐渐明确　起来，电子航海逐步进入到“茁壮成长”的阶段。　（（　ＰＳ／Ｄ　Ｇ　ＰＳ）、电子海罔显示与信息系统　（ＥＣＤＩＳ）、船舶自动识别系统（ＡＩＳ）、尤线电　通信系统（ＶＨＦ）、甫达、ＧＭＤＳＳ和汁算机数字网　络等现代电子科技在航海领域得以广泛普及。然　而，这些为船舶和岸基应用的信息服务系统都有着　各自特色的数据显示规范和数据信息交换标准，为　航海带来方便与精准数据的同时，也给船舶作业人　员增添了许多］二作量，反而影响了船舶安全和运输　效率。　２００５年ＪａＰａｎ、Ｍａ１－ｓｈａｌｌ　Ａ　ｒｃｈｉＰｅｌａｇｏ、　二，ｅ一航海总体技术构架的描述　ｅ一航海系统架构建设是以用户需求为指导，主　要包括船、岸系统以及导航与通信基础设施。在日　常航海运输过程中，往往会有多船会遇局面发生，　则需要航行信息交换与整合评估局面的安伞性并作　Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ、Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ、ＵＫ、Ｎｏｒｗａｙ、ＵＳＡ等八同　提交了ｅ一航海战略发展的提案。２００６年在第十六届　上海围际航标协会（ＩＡＬＡ）大会上，将ｅ一航海概　念正式提上议程，并引起了ＩＭＯ的高度重视以推动　ｅ一航海的发展进程。２００８年国际海事组织定义了ｅ一　航海以及规定了它的范畴，并提出了ｅ一航海的实施　出合适的避让行为；在船舶进　港或者遇险报警与　搜救以及与公司交流汇报航行状态等需要船对岸数　据共享等，船舶运输归根结底就是船舶与岸基之问　基金项目：国家自然科学基金项目（５１　３０９０４３），辽宁省自然科学基金项目（２０１４０２５００５），辽宁省高校杰出青年学者成长计划　（ＬＪＱ２０１４０５２），辽宁省教育厅重点实验室项目（ＬＺ２０１５００９）　２２　２０ｌ７年总第２５９期　的＿飙ｊ两数据的互换，所以　一航海总体技术构架叮以　简单概述为“硬币的｛个面”…，如罔ｌ所，Ｊ　，即硬　机制不灵活，标准长ｆＩｆ．，ｑ不能更新，不利于生产Ｈ　并没有被（　Ｉ　领域广泛接受，而且很多人认为它是　号ｆ　Ｊ用于电子海冈数据生产和１交换的标准，并　能　币的正反两个面分别代表船力‘和岸　，硬ｒ厅的侧　代表着船岸之『日Ｊ的通信系统　在岸一岸、船一岸、　船一船之问，隐藏着各种数据流和信息流　用户之　间的信息流以及应用程序之间的数据流是　一航海的　核　、　满足新时代航海数据与信息交换和传输标准的需　求　（２）Ｓ一１　００的推出　针×ｌｆＳ一５７标准的局限性．从２００８ｑ￣起，ＩＨ（）试　图建造一项全新的空问信息数据建模技术标准～　ＩＨＯ　Ｓ一１００标准是海道测越技术发展到一定时段的　衍生物，它并不是ｘＣｓ一５７标准的补充，而是新一代　海道测量数据模型，其采纳了ｌＳＯ１９１００系列标准，　应用开放的注册机制，支持多元的数据类　１２１Ｓ一　１００标准中数据内容　ｊ载体相分离，也就是说为了　满足不ｌ司用户的需要数据交换格式不冉唯一．＿允分　图１　ｅ一航海总体架构的简单描述．硬币的“三个面　灵活地适应＿『各种产晶规范的变化。使其能在其他　地理信息领域使用　：Ｓ一１００构建ｒ一个不同于Ｓ一５７　三　ｅ一航海的数据标准ＩＨＯ　Ｓ－１　００及其应用　１．ＩＨＯ　Ｓ－１（）（）标准介绍　的新架构，在数据的接收、管理及传输等方面引用　的最新技术，使ｓ—ｌ００及其扩展的发展与地理信息　ｆ　业的发展保持一致　１ＭＯ于２０　１　１年初决定采厢ｓ—　ｌ００标准作为基甜；数据模　，在ＳＯＬＡ　范罔内，构　建新的技术框架，来规范与实现　一航海中数据的扶　取、整合、处理和服务，　此ｓ—ｌ００标准将在海｝　运输领域发挥更广泛的作用．　Ｓ一１００标准采取＿ｒｌｈｆ向对象的表爪方法，【！Ｉ】统　一随着电子科技的高速发展，海图数　化技术也　迅猛发展：２０１０年，根据ＩＡＩ　Ａ的　一航海委员会研　究成果．ＩＭ（）统一采纳更为规范伞面Ｉ＇Ｉ＜Ｊ１Ｈ（）Ｓ—ｌ　００　标准作为ｅ一航海的通用数据模　，从而ｓ—ｌ００为　一　航海的数据　信息提供了标准的传输　共享架构，　进　为Ｓ—１００在　一航海领域的应用打开　』　‘阔的　前景。　２．Ｓ一１（１０产生的背景　（１）Ｓ－５７的缺陷　建模语言厅式编写厅式，并推荐利用ｘＭＬ扩展标　记语言进行不同接川司的技术交换和模　描述　ｓ一５７仅仅是一个数据传输标准，它　经不能满　足未来航海科技的需要。Ｓ一１００是２０１０年ＩＨ（）公布　的一项海卜通用数据建模标准，该标准是乍ｔ－ｘ、ｔ　与前　１ＨＯＳ一５７标准的不足而研发的。　ＩＭＯ希望Ｓ—ｌ００标准能够达到如下目的：　①　［玉ｌ际标准化组织（ＩＳＯ）地理信息标准化　技术委员会（ＩＳ（）ＴＣ　２ｌ　１）正在编制的Ｉｓ（）最新地理　信息相一敛的标准　ｓ一５７标准于１９９２年在第ｌ４次　际海道测量大会　卜被确　为ＩＨＯ官方标准，随后儿年又经历儿次改　版和修订。ｓ～５７标准的内容包括：标准概述及参照　标准和术语定义表、理论数据模型、数据结构、　１５０８２００数据封装的一般规则，还包括两个附录：　②使编码格式　数据信息内容分离．建　式允关的产品规范一　格　③为更广泛的海道测量、数据信息整合和传输　及相关数字化的数据、产品和用户提供支持。　④提供一个ＩＨＯ管理的，与Ｉｓ０一致的注册机　制，其巾包括要素概念亨典和产晶规范日录等，使　附录Ａ为目标类日，附录Ｂ为ＩＨＯ认可的产　Ｉ占规范：　但是随着Ｓ一５７的推广和应用，其局限性日益明　，　其能够灵活地进行扩展管理　⑤按照用户的需求为不同的用户机构提供独　而合适的注册系统　、　例如，ｓ一５７几乎仪用于电子海冈显示与信息系统　（ＥＣＤＩＳ）的电子导航海图（ＥＮＣ，￣）编码，其维护　第　ｔ０卷第ｌ期　２３　（３）＠－－航海数据标准的应用　在海运贸易中，海员需要提前根据航行海域特　点、航行风险以及航行规则等信息和数据制订一个　安全、高效的航行计划；船舶所有人和岸基需要掌　的全方位信息，则搜寻与救助应能够获取ｅ一航海范　畴内的相关信息；在事故中，搜救机构必须能够利　用ｅ一航海基础设施在所有参与方之间进行高效的通　信和信息共享；在ｅ一航海范畴内遇险通信的优先权　应该高于其他一切通信；为了最陕地对事故作出响　握船舶航次信息以及船舶航行的静态信息和动态信　息等。这样，ｅ一航海就充当了一个中间平台以供这　些公共数据在不同的系统中共享和操作。而作为ｅ一　航海的基础数据模型，Ｓ一１００的主要作用体现在以　下　个方面：　应，搜救机构需要能够确定最佳的通信手段，进而　需要获取所有船载通信设备和设施详细信息。为了　适应ｅ一航海的需要，众多航海研究组织开发了基于　Ｓ一１００的航海空间数据和产品，并ｘ＜ｔ｝Ｈ应的数据生　（１）定义各类数据的生产标准，规范各种多　元的航海数据，以提升ｅ一航海信息查询等服务功　能。比如Ｓ—ｌ０ｌ　ＥＮＣ生产规范、基于Ｓ一１００的Ｓ１０２　产进行规范。进而提高ｅ一航海的综合助航功能和全　面的服务功能，推动我圉航海保障体系的信息化建　设与发展。　水底表而测深数据。与目前使用Ｖ，ｊｓ一５７￣（Ｎ比，Ｓ—　ｉＯｌ在兼容性、数据内容和数据多元化处理、编码　四、结束语　随着经济发展的迅速提高和人类在海　的频繁　和数据结构以及格式与加密等方面都有很大的改　进，替代Ｓ一５７是海运发展的必然趋势。基于Ｓ一１００　活动，航运经济效益和航行安全保障要求也越来越　高。ｅ一航海在ｓ—ｌ００的数据标准架构下，满足了智　能航海的需求，推动了航运智能化、数字化的快速　的水文气象产品规范Ｓ１０Ｘ，将为ｅ一航海提供风向　和风速、潮汐、流向和流速等气象要素，以及导　航、船舶交通服务等有关数据信息。　发展，使航行更高效、更安全，海洋环境更清洁。　相信在电子科技的推动下，航运业会取得突飞猛进　的发展。　作者简介：　王程博（１９９２一），男，大连海事大学航海学院，坝ｌ卜研　究　（２）提供航海信息注册平台，以便保障电子　航海数据生产者所使用的元数据、要素与图书规则　等信息的一致性，包括要素概念注册集、数据交换　注册集、交互注册集、图示注册集、元数据注册　集、需求补充注册集、产品规范补充注册集等“航　海信息注册器”１３１。例如海道测量、海洋水文与气　象的环境注册项，港口建设、自动识别系统、航道　助航标志的基础设施注册项，船舶系泊、离岸设施　等部件沣册项，乘客、货物、原料、船舶生活垃圾　和废弃物等轮机注册项。　张新宇（１９７８一），男，大连海事大学航海学院，剐教　授，博ｉ　黄文伟（１９６６一），男，中国船级礼质量认征公州深圳分　公司　张辉辉（１９７７一），女，中国船级社质量认证公司深圳分　公　（３）为电子航海提供通用的公共数据结构以　提高数据交换的标准化。Ｓ一１００为ｅ一航海的ＣＭＤＳ　参考文献：　【ｌ】张铁军，Ｆ玉林，朱勇强．ｅ一航海概论Ｉｎ１．北京：人民交通“；版　社，２０１５．　【２］ＩＨＯ　Ｓ一１　００　Ｌｌｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｈｙｄｒｏｇｒａｐｈｉｔ、Ｄａｔａ　Ｍｏｄｅｌ［Ｓ］．Ｍｏｎａｃｏ：　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｈｙｄｒｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｂｕｒｅａｕ，２０　１　０．　（公共航海数据结构）规范了详细的要素模型、图　示日录、要素空问属性类型、要素目录等内容的定　义，涉及数据获取、整合与管理的全套方法。　Ｓ一１００支持多元数据类型，因此更有利于同其　他有关数据融合以具有更大的开放性。我们应尽快　加大力度组织力量，按船舶、岸基和航海服务部门　的实际需求开展对ｓ一１００数据模型以及Ｓ一１０１系列数　据生产标准的研究。例如，ｅ一航海搜救机构用户需　【３】崔洪生，吴礼尼．ＩＨＯ　Ｓ－１ｏ０在电子航海Ｅ—Ｎａｖｉｇａｌｉｏｎ中的应　用　１．海洋测绘，２０１５（２）：５５—５７．　求：为拯救生命，搜救需要相关船舶及其所在区域　２４