文/中國海運（集團）總公司企管部 樓于海

一、前言

隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，越來越多的信息技術、電子技術等被運用于提高海上船舶的航行安全性能。2005年,英國交通部基于對自身航標基礎設施的考量和意識到海上導航領域缺乏協(xié)調的現(xiàn)狀，最早提出了 E－ Navigation（E-航海）這個名詞。E-Navigation另一次進入公眾的視野里是在 2005年11月吉隆坡召開的 IALA“全球船舶跟蹤”研討會上。于是在 2006年5月召開的國際海事組織 (IMO)海上安全委員會(MSC)第 81次會議上，日本、馬歇爾群島、荷蘭、挪威、新加坡、英國和美國聯(lián)名向委員會提案，最終委員會通過了有關 E-航海的新工作項目，從此它便成為國際海事組織航行安全分委會通信工作組的一項課題。因為信息傳輸依賴于無線電通訊 , 所以 E-Navigation同時也納入 IMO無線電通訊和搜救分委會 (COMSAR)的工作范圍。國際海事組織（IMO）希望通過不懈的推薦和完善 , 使其成為一種新的技術手段和航海環(huán)境 ,實現(xiàn)“航海更安全 ,海洋更清潔 ,導航更便捷”目標。 “E-Navigation”已開始揚帆起航。

二、E-Navigation概念

國際航標協(xié)會 IALA提出的 E-Navigation戰(zhàn)略構想是：通過電子信息方式，整合現(xiàn)有的和新的導航設備，特別是電子設備，在船上和岸上收集、綜合和顯示海事信息，以增強船舶從泊位到泊位的全程航行、海上服務、安全和安保能力，更好地保護海洋環(huán)境，提高航行安全和效率。

E-Navigation（簡稱 E-Nav、）中的“E”是電子（electronic）和加強（Enhanced）的綜合，而不是通常認為的“電子”，我們因該稱它為“E-航海”。IALA希望通過提供給相關國際組織和海運界對 E-Navigation的定義，吸納各方的需求，制定船到船、船到岸和岸到船的數(shù)據(jù)、打包、加密、數(shù)據(jù)鏈、校核、改正、綜合顯示等標準。

E-Navigation 由船載系統(tǒng)、岸基系統(tǒng)和數(shù)字通信鏈接三部分組成，是一個開放的系統(tǒng)結構， 一個基于標準 HMI（人機界面）基礎數(shù)據(jù)交換核信息顯示標準。在考慮設備生產(chǎn)商效益的同時，必須對航海能起實際作用；對新技術的適應性，對使用者的培訓，適用于所有的船舶（如 SOLAS船舶、漁船、游艇），有一套適用于所有船舶使用的標準通訊文句，能為值班駕駛員提供航海輔助，緊密耦合航空和航海對導航、搜救信息應用。此外，還要認識和了解現(xiàn)有系統(tǒng)的全部效益，特別是AIS和 SOLAS公約針對所有等級航行船舶的不同安裝要求。從而實現(xiàn)：

1、增進航行安全、海上保安、環(huán)境保護、國家利益和海上搜救。

2、向岸上和船舶的航行活動提供一個全面或系統(tǒng)的解決方案。

3、提高人機交換水平，向航海人員提供清晰的信息，以便于安全航行，減少碰撞和擱淺。

4、協(xié)調和標準化信息、信息傳輸、設備界面（如：即插即用）、功能，以及保持數(shù)據(jù)、接口開放性和透明度，充分容納當今電子信息技術發(fā)展趨勢。

5、制定針對應急管理和系統(tǒng)失效的備用技術建議，包括應用傳統(tǒng)的航海技術，如燈光、信標、雷達標繪等。

三、E-Navigation的架構組成

前面我們已從 IALA的闡述中了解到 E-Navigation是通過電子手段協(xié)調船舶和岸上航海信息的采集、整合、交換、展示和分析，以增強船舶泊位到泊位的導航和相關服務，以保障海上航行安全、安保和保護海上環(huán)境，從而促進水上航運高效、安全的進行。IALA還指出了 E-Navigation系統(tǒng)架構建設必須用戶需求為指導，主要組成包括船、岸系統(tǒng)以及導航與通信基礎設施。

E-Navigation系統(tǒng)架構具體為：

1、船基系統(tǒng)以船載導航系統(tǒng)為核心，該系統(tǒng)集成船上各種傳感器（包括所有駕駛臺、船艙、機艙的傳感器），以采集各種船舶實時的航行信息。船基系統(tǒng)的核心要素包括：AIS、Radar、VHF/HF/MF、

GMDSS、GNSS和陸上導航系統(tǒng) /無線電導航系統(tǒng)、遠距離識別和跟蹤LRIT、MSI、Navtex、衛(wèi)星通訊系統(tǒng)（INMARSAT、IRIDIUM、VSAT）、移動蜂窩通信、ECS/ENC/ECDIS、Visual(ECS)、聲音識別、CCTV、便攜式導航單元、輔助靠泊、虛擬航標、水文氣象等傳感器和減少人為錯誤的分析與預警能力。船基系統(tǒng)在航行過程中應能夠鼓勵船員積極參與，防止船員注意力分散，并減輕船員工作負荷。

2、e-Navigation岸基系統(tǒng)應集成所有可用的岸基船舶交通管理（vts）和相關服務系統(tǒng)，以便于岸基操作人員理解和使用的方式提供（交換和傳輸）各種信息數(shù)據(jù)，從而保證船舶航行安全、提高營運效率。

3、導航與通信基礎設施應滿足管理部門和船舶之間信息的無縫傳輸，網(wǎng)絡覆蓋船舶之間、船岸之間和岸上主管部門或其他相關公司企業(yè)之間。對 E-Navigation用戶而言，只要關心在信息域獲得的信息是否滿足自己需要，而不需要知道這些信息具體來源于哪個具體的技術服務子系統(tǒng)或哪個設備；而對E-Navigation系統(tǒng)而言，其需要在數(shù)據(jù)域執(zhí)行用戶各種業(yè)務數(shù)據(jù)請求，從不同的技術服務子系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)，并以標準的數(shù)據(jù)格式、適當?shù)恼宫F(xiàn)形式提供給用戶，從而滿足用戶需求。

因此，e-Navigation系統(tǒng)技術架構站在信息化服務的制高點，以“智能化”為指導原則，是船舶通信導航的“云”。它集成所有相關海上技術服務系統(tǒng)，按照統(tǒng)一的業(yè)務模型和數(shù)據(jù)進行傳輸。最終實現(xiàn)用戶按需獲取數(shù)據(jù)、隱藏數(shù)據(jù)來源和通信方式的智能化服務保障體系，實現(xiàn)簡捷而有效的船船、船岸、岸船和岸岸之間的通訊，提高海上交通效率和港口風險管理，有助于航標最佳組合，提高船舶和岸上對環(huán)境的知曉，擴展VTS的性能減少信息過載，不產(chǎn)生附加的工作量，適應值班駕駛員需要改變。

四、實施E-Navigation制約和困難

綜合上述通過對E-Navigation的研究可以發(fā)現(xiàn)，技術整合是船載系統(tǒng)的關鍵，岸基系統(tǒng)五大功能即安全、保安、應急反應、防污染和商業(yè)服務的統(tǒng)籌和協(xié)調是難點，衛(wèi)星全球數(shù)字寬帶通信普及和發(fā)展是系統(tǒng)運行基礎。目前實施 E-Navigation受到的制約和困難主要包括以下幾點：

1.現(xiàn)有的法律框架。（如非SOLAS船舶）

2.船長職責權限。(如船長對船只負有最終責任的規(guī)定)

3.現(xiàn)有的處理能力和人 /機界面上也存在著技術的限制，特別是對現(xiàn)有不同時期、不同廠商、不同功能的導航設備集成和整合。

4.強制配置需求的缺乏。

5.電子海圖還不夠完善和昂貴。

6.船員和VTS操作員的技藝水平、工作流程和培訓。

7.技術局限。（數(shù)據(jù)處理能力）

8.如何贏得其他團體的支持和贊同。

9.財政和政策的限制。（如國家安全等問題導致的政治限制）

10.市場/商業(yè)限制。（如競爭、配置要求）

11.無線電頻譜資源。（如AIS頻率、全球帶寬限制）

12.E-Navigation需要進一步的考慮是否包括商業(yè)信息的交換和信息安全，相關組織的職責界限，不可能孤立地被開發(fā)出來。

13.IALA、IMO和其他國際組織（如 IMO, IHO, ITU, IEC,ISO, CIRM, EC, EMSA等）的聯(lián)絡、協(xié)調和合作。

14.IALA、IMO在 E-Navigation 的戰(zhàn)略計劃團體中的角色與定位。

五、E-Navigation發(fā)展狀況和下一步戰(zhàn)略實施計劃

2006年，國際海事組織（IMO）加快了推進電子航海戰(zhàn)略發(fā)展的進度，決定在海安會的工作計劃中增加一項優(yōu)先項目制定電子航海發(fā)展戰(zhàn)略。國際航標協(xié)會（IALA）正在組織制訂電子航海的相關技術標準，加速推進助航服務的電子化。

2007年IMO NAV53次會議上將“E-NAVIGATION的發(fā)展戰(zhàn)略”列為高優(yōu)先議題，基本采納了IALA提出的E-Navigation定義。MSC86批準E-Navigation戰(zhàn)略實施協(xié)調工作計劃，并列為 2009-2012年期間 NAV、COMSAR及 STW分委會的聯(lián)合工作任務。E-Navigation工作組提交了如下工作報告：

1.同意COMSAR 14推薦E-Navigation概念性構架并認為其應隨著工作開展予以修正。刪除報告中有關VTM內容；

2.考慮到差距、成本效益和風險等各種分析結果有助于E-Navigation技術框架的識別，同意通信工作報告中的功能性架構概念；

3.考慮到信息的可靠性和可用性是描述用戶需求的重要問題，同意報告中的初始差距分析，提出有關數(shù)據(jù)利用和再利用的法律問題需要在某一階段予以闡述；

4.同意報告中有關成本效益分析和風險分析的內容，并認為在開展這些分析工作前應完成差距分析和相應解決措施的建議，包括實施這些措施對所有相關方影響的總體評估。邀請IALA和 IHO完成岸上差距分析，并向 COMSAR15和 NAV57報告。差距分析、成本效益和風險分析應重點關注用戶需求，特別應關注系統(tǒng)的可靠性和可用性；

5.同意E-Navigation用戶需求分析并在GMDSS評估中予以考慮；

6.支持E-Navigation服務區(qū)域的識別；

7.共同合作，確保 IALA的 UMDM、IHO的 UHDM等在內的通用海事信息和數(shù)據(jù)結構的管理和維護；

8.用戶，尤其是海員應持續(xù)參與E-Navigation戰(zhàn)略實施計劃；同意E-Navigation相關信息和常見問題在IMO網(wǎng)站及時更新；同意通訊工作組制定相關信息材料協(xié)助成員國和國際組織開展相關活動并從中得到反饋；

9.支持新加坡關于使用多跳網(wǎng)絡的概念，同意考慮將其作為E-Navigation組成部分；

10.同意建立導航設備使用性能評估方法，同意暫不將VTM納入工作范疇；

11.對IALA和IHO提交的“關于全球無線電導航計劃”、“初始岸基 E-Navigation架構草案”、“IALA通用海事數(shù)據(jù)模型介紹”、“航標信息交換和顯示”和“電子海圖有效性評價”等文件表示關注。

航行安全分委會（NAV）第 56次會議 E-Navigation工作組審議了上述報告，并重新成立了由挪威領導的通訊工作組，以期完成系統(tǒng)架構研究，推動開展技術、法規(guī)、運行和培訓等差距分析，并要求向 STW42、COMSAR15和 NAV57提交工作報告。大會還要求工作組準備 IMO關于 E-Navigation概念和戰(zhàn)略實施計劃的信息材料，供成員國和國際組織使用；根據(jù)E-Navigation戰(zhàn)略階段需求，識別和描述數(shù)據(jù)框架以支持用戶需求，確保最大限度的推動工作協(xié)調開展。

2011年3月在IMO無線電通信與搜救分委會（COMSAR）第 15 次會議上，e-Navigation工作組對挪威提交的通信組的工作報告（COMSAR15/11 ）文件進行了討論，內容涉及未來航行的兩種模式、極地水域的通信、建立數(shù)據(jù)訪問和 信息服務框架、SOLAS IV/4的功能要求、E-Navigation和 GMDSS前瞻性研究以及初步差距分析報告等內容。IALA和 IMO 也將在標準、組織和資金等方面，針對目前存在的問題提出更有效和切合實際的方案， IHO已經(jīng)決定，在 IMO做出有關 e-Navigation的決議之前，對未來 E-Navigation進行規(guī)劃。首先將制定一個新的地理空間數(shù)據(jù)標準 S-100，該標準可以實現(xiàn) S-57標準不支持的很多其它功能。S-100將支持 S-101和 S-102，S-101是增強的 ENC，S-102實現(xiàn)了真正的航海出版物信息的封裝。S-100將支持IALA的E-Navigation委員會目前所規(guī)劃的新功能或改進的功能，在 ENC、MSI、潮汐、航線、港口和 VTS服務指南、航標、氣象等數(shù)據(jù)傳送方面，確保船岸間的數(shù)據(jù)交換使用通用協(xié)議。

總之，E-navigation實質上是將海事相關信息進行協(xié)調、收集、集合、交換及顯示的一個過程。E-Navigation是整合現(xiàn)有的船載、岸基導航和助航手段，實現(xiàn)導航和助航信息的全面的溝通，增強船舶的全程航行能力，增強相應的海上服務、安全和保安能力以及海洋環(huán)境保護的能力，以達到進一步提高船舶航行安全和船岸之間的管理效率。它是一個全方位的綜合系統(tǒng)平臺，一個把現(xiàn)有和將有的航海系統(tǒng)全面融和的平臺，一個不斷發(fā)展的、動態(tài)的概念。他將從根本上解決現(xiàn)有導航、通信和助航技術的獨立性，減輕值班駕駛員的負擔；減少日益增多的船載設備配置，統(tǒng)一船岸通導設備的標準，提高用戶的使用效率，提高船舶和海事管理機構之間交換信息量和航海人員的能力將持續(xù)多樣化，杜絕船員的不常用技能的退化等多方面的問題，促進海上導航系統(tǒng)的協(xié)調一致，支持用戶需求引導的岸基服務目標的實現(xiàn)，從而開創(chuàng)一種新的技術手段和航海環(huán)境，極大提高航行的安全性和營運效益，實現(xiàn)“航行更安全，海洋更清潔”。