搜索
海船船员适任证书知识更新电子海图系统（ECDIS）绪论（一）电子海图系统是近十几年来航海领域出现并逐渐成熟的一项新技术。这项新技术适应了海运船舶驾驶实践的需求。原因是：•航道拥挤程度的提高、船舶的大型化、以及超高速船舶的出现给船舶航行安全提出了严峻的挑战。解决这个问题的一种方式是集成式地把本船的位置、所处的静态环境、周围的动态目标信息显示在一个屏幕上，使得船舶驾驶员能够迅速地获取所有这些信息，及时地做出操船决策•海运船舶驾驶中使用各种现代化的导航设备和雷达设备，能够在很短的时间间隔内获取精确可靠的关于船位、船舶运动参数以及周围环境方面的信息。•使用电子海图，能够把驾驶员从海图作业这一事务性工作中解脱出来，使其把主要精力放在航行监视和及时制定操船决策上来绪论（二）20世纪70年代末，微电子技术的迅猛发展为电子海图的产生创造了条件。当时的船用电子海图系统被称为“视频航迹标绘仪”。多功能船用电子海图系统在八十年代中期蓬勃发展起来。该系统是一种集成式的导航信息系统，它在使用电子海图的基础上，完成综合的船舶驾驶任务。多功能船用电子海图系统对保证船舶航行安全所起的重要作用得到了IMO和IHO以及众多航海专家的认可。ECDIS的概念正是在总结多功能船用电子海图系统的结构、功能和应用的基础上提出来的。•1986年7月，IMO和IHO开始合作,成立了ECDIS协调小组（HGE），共同研究ECDIS。•1988年10月IMO和IHO联合组织了著名的北海工程实验，以评价ECDIS的功能，分析其潜在用途。绪论（三）此后，IMO和IHO均积极地对ECDIS进行研究，讨论制定相关的标准和规范：•IMO1995年11月在第19届大会上，作为A.817(19)号决议正式批准了现行的“IMOECDIS性能标准”。•1996年通过了MSC.64(67)决议，增加了性能标准附件6“ECDIS备份需求”。•1998年通过了MSC.86(70)决议，增加了性能标准附件7“光栅海图操作模式”。•2006年通过了MSC.232(82)决议，对标准进行了较全面的修订，使之成为了现行的“IMOECDIS性能标准”。•2009年IMO.MSC.282(86)决议通过了SOLAS公约修正案，规定从2012年起陆续强制装载ECDIS。绪论（四）•IHO1991年颁布了数字化海道测量数据传输标准SP-57，1993年11月颁布了该标准的第二版，并称为S-57。1996年11月颁布了S-57的第三版,也即现行标准。2000年修订为3.1版•1990年5月IHO电子海图显示系统委员会（COE）发布了ECDIS海图内容和显示暂行规范SP-52，1992年9月颁布了该规范的第二版，1993年10月颁布了该规范的第三版，并称为S-52。1996年12月颁布了S-52的第五版，2010年3月发布了标准第六版,即现行标准。•海事事故调查部门通告近两年来发生的多起事故中电子海图显示与信息系统或者船载电子海图的使用错误或盲目依赖被认定为事故的主要引发因素，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。第一章电子海图与电子海图系统第一节电子海图与标准电子海图一、电子海图（Electronicchart）是在显示器上显示出海图信息和其它航海信息，所以也称为“屏幕海图”。非标准的数字式海图，其表示内容、数据格式和显示方式可以由用户或设计者自行定义。数据类型分为：1）矢量化海图（Vectorcharts）2）光栅扫描海图（Rastercharts）①矢量化海图（Vectorcharts）：是将数字化的海图信息分类存储的数据库，使用者可以选择性的查询、显示和使用数据，并可以和其他船舶系统相结合，提供诸如警戒区、危险区的自动报警等功能。②光栅扫描海图（Rastercharts）：通过对纸质海图的光学扫描形成的数据信息文件，可以看作是纸质海图的复制品。因此，不能提供选择性的查询和显示功能。二、标准电子海图随着电子海图的发展，相关国际组织通过制定标准规范和统一电子海图的数据格式，随之产生了标准的光栅电子海图（RNC）和矢量电子海图(ENC)1、光栅扫描航海图符合IHO《光栅海图产品规范》（S-61）的光栅电子海图。RNC具有以下属性：（1）由官方纸质海图复制而成：（2）根据国际标准制作而成；（3）内容的保证由发行数据的水道测量局负责（4）根据数字化分发的官方改正数据进行定期改正2、电子航海图（ElectronicNavigationalChart－ENC）内容、结构、格式均标准化了的数据库，这个数据库由官方授权的权威海道测量部门制作发行，供ECDIS使用。这种海图不仅具有安全航行所需要的所有信息，还可以具有被认为是航行安全所需的其他纸质海图没有的信息。ENC具有以下特点：①内容给予主管水道测量局的原始数据或官方好图②根据国际标准进行编码和编制③基于WCG84坐标系④内容的保证有发行数据的水道测量局负责⑤由主管水道测量局负责发行⑥根据数字化分发的官方改正数据进行定期改正3.非标准电子海图与标准电子海图的差别不能保证数据的权威性不能保持数据的实时更新通用性差第一章电子海图与电子海图系统第二节电子海图应用系统（1）电子海图显示与信息系统ECDIS指一种有足够备用装置，符合经修订的1974年SOLAS公约中第5章第19和27条要求的最新的海图的航行信息系统。该系统可有选择地显示系统电子航海图(SENC)中的信息以及从导航传感器获得的位置信息以帮助航海人员进行航线设计和航路监视，并且能够按要求显示其它与航海相关的补充信息。（2）系统电子航海图(SENC)SENC是一个数据库，这个数据库是为了恰当使用ENC而由ECDIS将其进行格式转换，同时通过恰当方法改正ENC，并且由航海人员添加了其它数据后而形成的。这个数据库被ECDIS直接使用来显示电子海图以及完成其它航海功能，并且与最新的纸质海图等价。SENC还可包含来自其它信息源的信息。ENCSENCECDIS电子航海图（ENC）其他信息改正信息ECDISSENC系统电子海图（3）电子海图系统（ElectronicChartSystem,ECS)和光栅海图显示系统（RasterChartDisplaySystem,RCDS)电子海图应用系统的种类很多，除了ECDIS外，还有电子海图系统和光栅海图显示系统：①ECS可以使用非官方，非S-57的数据，而ECDIS必须使用官方ENC。②RCDS虽然可以实现部分ECDIS的功能，但它在许多方面仍然存在诸多局限性。第一章电子海图与电子海图系统第三节电子海图系统相关标准ECDIS相关国际标准IMO在1995年11月第19届大会上，作为A.817(19)号决议正式批准“IMOECDIS性能标准”，此后海安会分别在1996年通过MSC.64(67)决议和1998年通过MSC86(70)决议对其进行了两次修订。该标准给出了ECDIS的定义，规定了信息的显示、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：附件一制定标准时所参照的其它标准，包括S-52及其附件、S-57、IEC61174“电子海图显示与信息系统（ECDIS）”、IEC945“组成GMDSS的船载无线电设备和船用导航设备的一般要求”等；附件二ECDIS在完成计划航线设计和航路监视期间可用的海图信息分类（显示基础、标准显示、附加信息）；附件三ECDIS中所使用的航行要素和参数的术语及其缩写；附件四ECDIS在完成计划航线设计和航路监视期间应自动检测到的特殊地理区域；附件五ECDIS的报警及指示的形式和内容；附件六对ECDIS后备装置的要求附件七RCDS操作模式的相关要求此后，在1996年，1998年和2006年分别通过了共3次决议，从而形成了现在的电子海图性能标准。目前，ECDIS相关国际标准主要有五个：①IMOECDIS性能标准；②IHOS-52,即海图内容和显示规范；③IHOS-57，即数字化测量数据传输标准；④IHOS-63,即数据保护方案；⑤IEC61174,即硬件设备性能和测试标准；ECDIS标准之间的关系如下图：IMOECDIS性能标准MSC.232(82)IHOS-52IHOS-57IHOS-63IEC61174ECDIS的操作与性能要求，测试方法和要求的测试结果国内电子海图法规（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。我国在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。第一章电子海图与电子海图系统第四节电子海图显示与信息系统电子海图显示与信息系统的组成分为硬件部分和软件部分ECDIS系统的硬件组成ECDIS实质上是一个具有高性能的内、外部接口符合S52标准要求的船用计算机系统。系统的中心是高速中央处理器和大容量的内部和外部存储器。外部存储器存的容量应保证能够容纳整个ENC、ENC改正数据和SENC。中央处理器、内存和显存容量应保证显示一幅电子海图所需时间不超过5秒。1、内部接口应包括图形卡、语音卡、硬盘和光盘控制卡等。以光盘或软盘为载体的ENC及其改正数据，以及用于测试ECDIS性能的测试数据集可通过内部接口直接录入硬盘，船舶驾驶员在电子海图上所进行的一些手工标绘、注记，以及电子海图的手工改正数据的输入等可通过键盘和游标实现。同喇叭相连接的语音卡，以实现语音报警。2、图形显示器用于显示电子海图，其尺寸、颜色和分辩率应符合IHOS-52的最低要求，即有效画面最小尺寸应为350x270mm，不少于64种颜色，像素尺寸小于0.3mm。在进行航路监视时显示海图的有效尺寸至少应为270mmx270mm（IMOECDIS性能标准的要求）。文本显示器用于显示航行警告、航路指南、航标表等航海咨询信息，其尺寸应不小于14寸，支持24x80字符显示。3、利用打印机可实现电子海图和航行状态的硬拷贝，以便事后分析。VDR按国际海事组织的要求记录航行数据。4、外部接口一般是含有CPU的智能接口，保证从外部传感器接收信息（包括GPS、LORAN-C、罗经、计程仪、风速风向仪、测深仪、AIS、雷达/ARPA、卫星船站、自动舵等设备的信息）并按照一定的调度策略向主机发送这些信息。通过船用通信设备（如INMARSAT-C）不仅自动接收ENC的改正数据，实现电子海图的自动改正；而且还可接收其他诸如气象预报数据等。ECDIS系统的软件组成1、海图信息处理软件：由ENC向SENC转换的软件、电子海图自动和手工改正软件、海图符号库的管理软件、航海咨询信息的管理软件、电子海图库的管理软件、海图要素分类及编码系统的管理软件、用户数据的管理软件等。2、电子海图显示系统软件：电子海图合成软件（给定显示区域、比例尺和投影方式，搜索合适的海图数据，并进行投影和裁剪