羅 睿 李曉雨

1 廣東省航道測(cè)繪中心，廣東 廣州，511483

鑒于傳統(tǒng)S-57 的封閉性和通用性存在諸多問(wèn)題，無(wú)法通過(guò)升級(jí)版本適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，國(guó)際海道測(cè)量組織（International Hydrographic Organization，IHO）在2010年發(fā)布了S-100，在2018年12月發(fā)布了S-100 4.0.0 版［1］。為推進(jìn)內(nèi)河電子航道圖數(shù)據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，歐盟、俄羅斯于2003年成立了國(guó)際內(nèi)河電子航道圖協(xié)調(diào)組織，中國(guó)于2009年加入該組織［2］。目前，內(nèi)河電子航道圖基于S-57 模型生產(chǎn)制作，下一代內(nèi)河電子航道圖產(chǎn)品代號(hào)為S-401，有的內(nèi)河水域電子航道圖基于GDB 模型生產(chǎn)制作。同時(shí)交通運(yùn)輸行業(yè)也陸續(xù)編制了與內(nèi)河電子航道圖密切相關(guān)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，其更多從管理、養(yǎng)護(hù)需求和測(cè)量實(shí)際出發(fā)，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)航行出發(fā)點(diǎn)并不一致，導(dǎo)致電子航道圖在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)層面銜接脫節(jié)，造成圖、數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)、服務(wù)協(xié)同聯(lián)動(dòng)不足，無(wú)法有效形成內(nèi)河航道時(shí)空數(shù)據(jù)資產(chǎn)和進(jìn)一步挖掘水運(yùn)發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1 電子航道圖標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)現(xiàn)狀

當(dāng)前電子航道圖標(biāo)準(zhǔn)可分為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)4個(gè)層面，可大致劃分為數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)方面。電子航道圖主要標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)情況見(jiàn)表1。

表1 電子航道圖主要標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)情況Tab.1 Construction of Main Standards for Electronic Navigational Charts

當(dāng)前電子航道圖標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)存在的主要問(wèn)題表現(xiàn)為：①缺乏協(xié)調(diào)國(guó)際、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的頂層設(shè)計(jì)框架，向服務(wù)能力轉(zhuǎn)化通道較長(zhǎng)；②航道時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)滯后于電子航道圖建設(shè)，在一定程度上造成了數(shù)據(jù)庫(kù)與圖庫(kù)的分離；③電子航道圖產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)量、管理、養(yǎng)護(hù)等電子航道圖數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，導(dǎo)致存在一數(shù)多源、權(quán)責(zé)不清的情形；④內(nèi)河區(qū)域的電子航道圖產(chǎn)品體系比較單一，不能提供精細(xì)化、高質(zhì)量的電子航道圖服務(wù)。

2 電子航道圖標(biāo)準(zhǔn)體系及要素分類

1）電子航道圖標(biāo)準(zhǔn)體系。遵循“核心數(shù)據(jù)庫(kù)-產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)-電子航道圖產(chǎn)品”技術(shù)路線，核心數(shù)據(jù)庫(kù)以航道地理信息要素為基礎(chǔ)，與國(guó)內(nèi)管養(yǎng)分類標(biāo)準(zhǔn)保持一致。以核心數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)資源池，形成面向電子航道圖產(chǎn)品的系列產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)，支撐相應(yīng)的電子航道圖產(chǎn)品的生產(chǎn)制作，進(jìn)而構(gòu)建兼容國(guó)內(nèi)外電子航道圖產(chǎn)品的協(xié)調(diào)框架?，F(xiàn)有的電子航道圖標(biāo)準(zhǔn)體系見(jiàn)圖1。

圖1 現(xiàn)有電子航道圖標(biāo)準(zhǔn)體系框架Fig.1 Framework of the Existing Standard System for Electronic Navigational Charts

2）內(nèi)河航道地理信息要素分類。立足構(gòu)建航道時(shí)空數(shù)據(jù)資產(chǎn)視角，面向內(nèi)河航道實(shí)體對(duì)象，統(tǒng)籌整合已發(fā)布的《水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范》的附錄S 水運(yùn)工程測(cè)量圖式［3］、《交通信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元 第4 部分：航道信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元》航道信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)元分類（表1）［4］、《內(nèi)河航標(biāo)技術(shù)規(guī)范》視覺(jué)航標(biāo)分類一覽表（表2.2.1）［5］等，充分考慮與《內(nèi)河電子航道圖技術(shù)規(guī)范》附錄A 物標(biāo)與屬性、附錄B 編碼［6］、IEHG Inland Electronic Navigational Chart Product Specification［7］的產(chǎn)品映射支撐關(guān)系，編制了內(nèi)河航道地理信息要素分類與編碼體系，見(jiàn)表2。

表2 內(nèi)河航道地理信息要素分類情況Tab.2 Classification of Geographic Information Elements of Inland Waterways

3 電子航道圖的應(yīng)用

1）虛擬航標(biāo)設(shè)置應(yīng)用。虛擬航標(biāo)是指物理上不存在，由經(jīng)授權(quán)的助航服務(wù)提供部門發(fā)布的能在導(dǎo)航系統(tǒng)中顯示的數(shù)字信息物標(biāo)［8］。虛擬航標(biāo)可以劃分為船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（automatic identification system，AIS）虛擬航標(biāo)和電子航道圖虛擬航標(biāo)，中國(guó)沿海多采用AIS 虛擬航標(biāo)形式。隨著電子航道圖標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的推進(jìn)及技術(shù)發(fā)展，電子航道圖虛擬航標(biāo)分類及顯示標(biāo)準(zhǔn)也將逐步完善。電子航道圖虛擬航標(biāo)設(shè)置示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 電子航道圖虛擬航標(biāo)設(shè)置示意圖Fig.2 Diagram of Virtual Aids to Navigation Setting in Electronic Navigational Chart

2）橋梁實(shí)時(shí)凈高顯示應(yīng)用。發(fā)光二極管（lightemitting diode，LED）橋梁實(shí)時(shí)凈高顯示標(biāo)志指設(shè)在橋梁通航孔上方的上、下游迎船面上，以LED 數(shù)字顯示屏及認(rèn)讀標(biāo)識(shí)直觀顯示實(shí)時(shí)凈高信息的屏幕組件及其配套設(shè)施。它一般由兩組實(shí)時(shí)凈高顯示屏、一套測(cè)量控制設(shè)備、電源等組成［9］。橋梁實(shí)體可劃分為橋面、橋墩、通航孔、橋柱燈、橋梁實(shí)時(shí)凈高LED 顯示標(biāo)志等具體要素。在電子航道圖上實(shí)現(xiàn)了橋梁實(shí)體、橋涵標(biāo)、橋區(qū)航標(biāo)要素的復(fù)合顯示，提供了完整的橋區(qū)通航信息，有效防止船舶碰撞橋梁的風(fēng)險(xiǎn)。橋梁實(shí)時(shí)凈高示意圖見(jiàn)圖3。

圖3 橋梁實(shí)時(shí)凈高示意圖Fig.3 Diagram of Real-Time Bridge Clearance

3）船閘聯(lián)合調(diào)度應(yīng)用。船閘智能調(diào)度包括船舶報(bào)閘、排閘調(diào)度、船舶過(guò)閘3個(gè)基本流程。船閘實(shí)體可劃分為閘門、閘室、閘墻要素。通過(guò)電子航道圖集成航道、航標(biāo)、船舶、船閘、橋梁、錨地、港口碼頭等要素，實(shí)現(xiàn)其協(xié)同管理以及船閘要素與船閘智能調(diào)度業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)。船閘聯(lián)合調(diào)度示意圖見(jiàn)圖4?；陔娮雍降缊D開(kāi)展航道運(yùn)行狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)和分析、航道智能巡查、錨地停泊區(qū)調(diào)度管理等船舶助導(dǎo)航應(yīng)用［10］。隨著船閘統(tǒng)一管理的迫切要求，多級(jí)多線船閘聯(lián)合調(diào)度管理“四個(gè)統(tǒng)一”（統(tǒng)一報(bào)到、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一信息發(fā)布、統(tǒng)一監(jiān)管）勢(shì)在必行，基于電子航道圖的船閘智能聯(lián)合調(diào)度應(yīng)用將有效提升全省航道通行效率。

圖4 船閘聯(lián)合調(diào)度示意圖Fig.4 Diagram of Joint Scheduling of Ship Lock

4）全要素電子航道圖應(yīng)用?；趦?nèi)河航道時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)生成的全要素電子航道圖包含定位基礎(chǔ)、河流及設(shè)施、航道及設(shè)施、水深、航標(biāo)、通航建筑物、整治建筑物、過(guò)（跨）河建筑物、臨河建筑物、攔河建筑物、礙航物、水域區(qū)界、陸域建筑物及設(shè)施、陸域區(qū)界。針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)其進(jìn)行個(gè)性化、精細(xì)化處理后，它能為用戶提供靈活服務(wù)。其示意圖見(jiàn)圖5。

圖5 電子航道圖全要素應(yīng)用示意圖Fig.5 Application Diagram of Full Elements of Electronic Navigational Chart

4 結(jié)束語(yǔ)

電子航道圖數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)不斷完善迭代的標(biāo)準(zhǔn)體系，未來(lái)將增加三維電子航道圖、電子航道圖公務(wù)服務(wù)、電子航道圖助導(dǎo)航等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在內(nèi)河水運(yùn)新發(fā)展階段，以電子航道圖標(biāo)準(zhǔn)提升內(nèi)河航道的輻射服務(wù)能力，加強(qiáng)港航一體、江海聯(lián)運(yùn)，挖掘內(nèi)河航運(yùn)發(fā)展?jié)摿?，助力?nèi)河水運(yùn)高質(zhì)量發(fā)展，進(jìn)而凸顯和發(fā)揮水運(yùn)在綜合立體交通網(wǎng)的比較優(yōu)勢(shì)。