張弦 九江市港口航運(yùn)管理局

黨的“十八大”明確提出“提高海洋資源開發(fā)能力”，旨在堅(jiān)決維護(hù)我國(guó)的海洋權(quán)益，將我國(guó)建設(shè)成現(xiàn)代化的海洋強(qiáng)國(guó)。在發(fā)展海洋事業(yè)的過(guò)程中，隨著港口及航道范圍不斷擴(kuò)大，如何確保深層次的航海保障成為重要事項(xiàng)?？紤]到各種類型的船舶在操作和結(jié)構(gòu)方面均有一定的特殊性，為了保障這些船舶航行過(guò)程的安全性，e-Navigation技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，這對(duì)做好海事管理工作，發(fā)展海洋事業(yè)具有重要意義。

1.e-Navigation技術(shù)內(nèi)涵簡(jiǎn)析

1.1 e-Navigation技術(shù)簡(jiǎn)介

e-Navigation中文譯名e-航海，是指以電子信息化作為主要控制方式，在原有海運(yùn)導(dǎo)航設(shè)備的基礎(chǔ)上，不斷整合并加入新的設(shè)備，以幫助船舶與海岸對(duì)海事信息進(jìn)行高效率地收集、交換[1]。除此之外，還應(yīng)實(shí)時(shí)顯示相關(guān)信息并開展自主分析，最終為保護(hù)海洋環(huán)境、提高海上服務(wù)水平以及保障船舶航行安全等工作開展提供強(qiáng)有力技術(shù)支撐。e-Navigation技術(shù)的總體架構(gòu)如下：①雙端分別為船舶及海岸，整體基于全球無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)（IMO）進(jìn)行連接；②船舶自帶基站收發(fā)臺(tái)，內(nèi)設(shè)船上傳感器和船基應(yīng)用系統(tǒng)；③靠近岸上環(huán)境的一端設(shè)置B-NAV應(yīng)用系統(tǒng)，與船上環(huán)境端基于物理通信鏈路完成鏈接?，F(xiàn)階段，基于e-Navigation技術(shù)構(gòu)成的船基航海系統(tǒng)深度融合了多種船上傳感器、電子海圖系統(tǒng)、自動(dòng)雷達(dá)標(biāo)繪系統(tǒng)、船舶交通管理系統(tǒng)，能夠?qū)Χ喾N船舶實(shí)時(shí)航行信息進(jìn)行即時(shí)接收。

1.2 e-Navigation技術(shù)的發(fā)展歷程

e-Navigation改變最早由英國(guó)交通部在2005年提出，到了2005年11月，國(guó)際航標(biāo)協(xié)會(huì)提出“應(yīng)當(dāng)在全球范圍內(nèi)建立e-Navigation框架”的設(shè)想。這一提案在2005年底由美國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)家聯(lián)名，在第IMO MSC第81次會(huì)議中被正式提交[2]。到了2007年，e-Navigation概念在MIO NAV第53次會(huì)議中被采納。但在這一時(shí)刻到來(lái)之前，歐美等國(guó)家已經(jīng)開始研發(fā)e-Navigation技術(shù)并相繼取得了進(jìn)展。我國(guó)在“十八大”之后開始重視e-Navigation技術(shù)，在渤海灣、長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲等處的重要港口均建立了e-Navigation海洋管理項(xiàng)目工程，效果良好。

1.3 e-Navigation技術(shù)的應(yīng)用目標(biāo)

e-Navigation是一種具有廣義性的“大技術(shù)”，即本身并不是具體的技術(shù)，屬于概念或頂層設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容。一種籠統(tǒng)的理解是：基于e-Navigation構(gòu)建框架，用以將現(xiàn)階段已經(jīng)得到運(yùn)用以及未來(lái)即將得到運(yùn)用的航海設(shè)備、航運(yùn)系統(tǒng)等全部集中到同一個(gè)智能化管理平臺(tái)中，從而使航運(yùn)過(guò)程中存在的導(dǎo)航圖通信以及助航技術(shù)缺乏關(guān)聯(lián)性的問(wèn)題得到解決。因此，e-Navigation技術(shù)的廣義應(yīng)用目標(biāo)是，使船舶駕駛員在航行過(guò)程中，無(wú)需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多種航運(yùn)系統(tǒng)，而是只通過(guò)單一系統(tǒng)便可以較為全面地了解與航運(yùn)有關(guān)的信息。受此影響，航運(yùn)過(guò)程中的監(jiān)測(cè)工作量、配置各類設(shè)備所需的時(shí)間均會(huì)大幅度降低。而在船岸通導(dǎo)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)得到統(tǒng)一之后，船舶航行過(guò)程中與海事管理機(jī)構(gòu)（包括岸端）交換信息的效率會(huì)顯著提升，有助于促進(jìn)海上導(dǎo)航設(shè)備更加協(xié)調(diào)。

2.e-Navigation技術(shù)在海事管理中的運(yùn)用分析

2.1 e-Navigation技術(shù)支持下的船舶防擱淺海事管理服務(wù)

在海事管理工作中，為各類型船舶提供即時(shí)、準(zhǔn)確的信息，使船舶順利完成航行，盡量降低擱淺事件發(fā)生率至關(guān)重要?；趀-Navigation技術(shù)的船舶防擱淺海事管理服務(wù)的運(yùn)用研究如下。

2.1.1 e-Navigation框架形成前的船舶擱淺原因分析

據(jù)我國(guó)浦東海事局朱憨等研究人員的考證，我國(guó)九段沙警戒區(qū)以及附近很多水域均存在數(shù)量不一的“淺點(diǎn)”，在e-Navigation框架未形成之前，約有40%的船舶在航行過(guò)程中所接收的AIS吃水信息在不同程度上存在與真實(shí)情況不符的現(xiàn)象。由此造成的后果是，這些未能及時(shí)收到準(zhǔn)確信息的船舶很難根據(jù)吃水?dāng)?shù)據(jù)評(píng)估船舶擱淺風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)令海事服務(wù)管理難度也大幅度增加。主要原因是：在e-Navigation智能海事服務(wù)系統(tǒng)尚未構(gòu)建之前，包括吃水在內(nèi)的很多數(shù)據(jù)均由人工錄入。這種方式極其容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真，進(jìn)而無(wú)法及時(shí)為航行船舶提供海事服務(wù)。此外，在傳統(tǒng)海事管理機(jī)制下，當(dāng)管理中心發(fā)現(xiàn)為船舶提供的吃水信息并不準(zhǔn)確這一問(wèn)題時(shí)，采用的核實(shí)方法為電話詢問(wèn)或經(jīng)由VHF系統(tǒng)與有關(guān)船舶進(jìn)行溝通。受VHF系統(tǒng)覆蓋范圍有限、船舶在海上航行期間通信信號(hào)十分容易受到天氣狀況干擾的影響，溝通不及時(shí)情況發(fā)生頻率較高。

2.1.2 研究理論依據(jù)

在e-Navigation框架下，若要提高對(duì)航行船舶的海事服務(wù)管理質(zhì)量，降低船舶擱淺發(fā)生比率，可以將船舶吃水比設(shè)定為與船舶系數(shù)有關(guān)的一個(gè)重要指標(biāo)。這一指標(biāo)在很大程度上受到船舶自身回轉(zhuǎn)性的影響，兩者之間的關(guān)系呈“反相關(guān)”——如果船舶吃水比具體值較低，意味著船型系數(shù)越小，船舶在海上航行期間的回轉(zhuǎn)難度便越低、回轉(zhuǎn)靈活性越高。由于具有這一特性，在深入考慮船舶操縱性之后得出的結(jié)論為：必須將船舶的吃水比控制在一定區(qū)間之內(nèi)，這便為船舶與吃水比之間構(gòu)成一種“擬合”的關(guān)系提供了前置性基礎(chǔ)。

2.1.3 研究模型的建立

在e-Navigation框架下，針對(duì)船舶與吃水比的擬合關(guān)系設(shè)置的模型如下：

在公式（1）中，D表示船舶的吃水具體值；α0是一個(gè)常數(shù)項(xiàng)，一般由船舶所航行的水域的自然條件決定；α1是一個(gè)回歸系數(shù)，主要用于對(duì)船舶航行過(guò)程中所收集到的原始吃水相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正處理，盡量排除干擾項(xiàng)；L代表船舶自身對(duì)吃水深度造成的影響，一般是一個(gè)完成大量數(shù)據(jù)收集后，經(jīng)過(guò)平均處理而最終確定的固定值。

基于公式（1）所示的船舶與吃水比擬合關(guān)系的模型，選取我國(guó)上海浦東地區(qū)某海港水域進(jìn)行分析，得到的各變量的初始描述數(shù)據(jù)如表1所示。經(jīng)過(guò)深度擬合處理后，得到的變量常數(shù)項(xiàng)為1.37（±0.22）、回歸系數(shù)為0.05、obs.值達(dá)到80.13，R2值為0.85。對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行分析后得出的結(jié)論如下：①船舶的回歸系數(shù)與常數(shù)項(xiàng)均符合顯著性檢驗(yàn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這一結(jié)果表明船舶自身與吃水深度在統(tǒng)計(jì)學(xué)層面具有一定的相互作用關(guān)系。套用公式（1）以及深度處理結(jié)果后總結(jié)出的關(guān)系為：

表1 基于船舶與吃水比擬合關(guān)系模型的各變量初始數(shù)據(jù)描述表

簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換公式如下：

公式（3）中，UKC表示船舶當(dāng)前航行水域的富裕水深；CD表示海圖水深；T表示水域漲潮時(shí)的平均高度；D依然代表船舶的吃水深度。

海事管理中心的工作人員基于公式（3）對(duì)公式（1）進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理后，得出的船舶吃水系數(shù)與其他變量之間的關(guān)系如下：

至此階段，海事管理中心可以通過(guò)e-Navigation智能管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶航行期間有關(guān)數(shù)據(jù)的收集。如海圖水深、水域漲潮時(shí)的最大高度等，之后便可以對(duì)水域富裕水深的臨界值進(jìn)行設(shè)定，以達(dá)到確定船舶吃水深度危險(xiǎn)臨界值的目的。

2.1.4 相關(guān)規(guī)則的設(shè)定

基于2.1.3章節(jié)所述的四個(gè)公式，完成對(duì)船舶航行期間危險(xiǎn)吃水深度臨界值的確定工作之后，海事管理中心便可以基于e-Navigation智能管理系統(tǒng)，完成船舶危險(xiǎn)吃水深度報(bào)警規(guī)則的設(shè)定。一般規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)船舶在某水域內(nèi)航行時(shí)，如果吃水深度接近危險(xiǎn)臨界值甚至有超過(guò)的趨勢(shì)時(shí)，e-Navigation智能管理系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)向船舶及管理中心發(fā)出預(yù)警信息。一方面，能夠及時(shí)告知船舶工作人員，在短時(shí)間內(nèi)迅速啟動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避機(jī)制，盡量降低船舶擱淺以及遭遇其他危機(jī)的概率；另一方面，海事管理中心也可以迅速關(guān)注對(duì)應(yīng)船舶，盡量保持通訊暢通，在必要情況下為船舶提供一切力所能及的幫助。

2.1.5 e-Navigation技術(shù)應(yīng)用時(shí)開展的具體服務(wù)

基于e-Navigation框架構(gòu)建的船舶防擱淺海事服務(wù)管理機(jī)制能夠?yàn)榇疤峁┑木唧w服務(wù)包括但不限于：①具體的服務(wù)類型為“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”模式，除了能夠使用VHF系統(tǒng)或者衛(wèi)星通信電話與船舶端進(jìn)行溝通之外，服務(wù)范圍覆蓋面較為廣泛，且能夠?qū)崟r(shí)聯(lián)通電子巡航系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)以及船舶管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠第一時(shí)間收集到相關(guān)信息。②在船舶可能遭遇擱淺風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，海事服務(wù)管理中心能夠在短時(shí)間內(nèi)便收集到船舶的種類、船舶當(dāng)前所在位置、船舶的營(yíng)運(yùn)信息（比如船舶屬于商用船只還是其他類型船只，其上所裝載的貨物以及人員數(shù)量等）。對(duì)這些信息進(jìn)行綜合分析后，經(jīng)由e-Navigation海事服務(wù)智能管理平臺(tái)，向船舶發(fā)送一手信息。

2.1.6 應(yīng)用效果

基于e-Navigation框架構(gòu)建的船舶防擱淺海事服務(wù)機(jī)制投入使用后的效果為：據(jù)上海浦東海事局在2020年發(fā)布的信息：在2018年全年內(nèi)，上海浦東地區(qū)海域共發(fā)生各類型船舶擱淺事件8起；2019年全年僅發(fā)生2起，同比下降幅度達(dá)到300%。由此可見，e-Navigation技術(shù)應(yīng)用后，可大幅度提高海事服務(wù)管理水平，有效保障船舶的航行安全。

2.2 e-Navigation技術(shù)框架下航標(biāo)資源唯一識(shí)別符命名空間相關(guān)問(wèn)題分析

在e-Navigation技術(shù)框架下，國(guó)際海道測(cè)量組織認(rèn)為，原有的水域燈光編碼模式容易受到海道測(cè)量局以及英國(guó)海道測(cè)量局推出的國(guó)際燈號(hào)新變化的影響，進(jìn)而造成海事服務(wù)質(zhì)量下降。為解決該問(wèn)題，亟需在e-Navigation技術(shù)框架下，對(duì)海域航行燈光信號(hào)細(xì)節(jié)、編碼方式等進(jìn)行全面梳理?，F(xiàn)階段已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可的一個(gè)共識(shí)為：航標(biāo)資源的識(shí)別符命名空間應(yīng)具有唯一性。相關(guān)設(shè)想為：①海上資源命名的語(yǔ)法基于NRN展開，均應(yīng)采用如下模式：

在語(yǔ)句公式（5）中，＜NID＞作為海上資源命名空間的識(shí)別符；＜NSS＞代表所有海上資源命名空間的特定字符串。在e-Navigation框架下，＜URN＞語(yǔ)句無(wú)需區(qū)分大小寫，但普遍采用小寫模式。與海上域名有關(guān)的NID命名空間以MRN模式呈現(xiàn)。因此，語(yǔ)句公式（5）按照上述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整后的表述為：

需要注意，在e-Navigation技術(shù)框架下，urn:mrn的命名空間適用LALA分配及管理機(jī)制，相應(yīng)的識(shí)別符應(yīng)當(dāng)符合樹形語(yǔ)法識(shí)別機(jī)制。上文提到MRN無(wú)需區(qū)分大小寫，由此可能會(huì)導(dǎo)致一個(gè)問(wèn)題，即urn:mrn:iala:aton:ca:001.3表述語(yǔ)句很有可能被判定為與大寫形式的URN:NRN:IALA:ATON:CA:001.3之間存在差異。但實(shí)際上，這兩種字符表示方式并無(wú)任何區(qū)別，相對(duì)應(yīng)的變量可基于%編碼完成表述。

在e-Navigation技術(shù)框架完成航標(biāo)資源唯一識(shí)別符命名空間相關(guān)準(zhǔn)則的設(shè)定后，若要在相關(guān)領(lǐng)域真正提高海事管理服務(wù)水平，有關(guān)單位還應(yīng)不斷明確我國(guó)水域的區(qū)域代碼，進(jìn)一步細(xì)化基于MRN的航標(biāo)類型，盡可能減少統(tǒng)一資源被分配到的識(shí)別符的數(shù)量，從而助力海上資源唯一標(biāo)識(shí)符相關(guān)機(jī)制的設(shè)立。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在e-Navigation技術(shù)框架下實(shí)施全新的海事管理機(jī)制，有利于更好地迎合新時(shí)期背景下國(guó)際海事組織所提出的新要求，發(fā)揮e-Navigation技術(shù)優(yōu)勢(shì)，不斷提高海事管理水平，真正做到“航行更安全、海洋更清潔、航運(yùn)更高效”，同時(shí)也能有效打破各國(guó)、各港口存在的信息溝通屏障，解決信息孤島問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)協(xié)同共促航海航運(yùn)全球化融合大發(fā)展，進(jìn)一步深化航海航運(yùn)智慧化建設(shè)。