中国海事局电子海图发展战略研究硕士学位论文.docx

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中国海事局电子海图发展战略研究硕士学位论文

第一章国际、国内电子海图发展现状

1.1概述

“电子海图”（ENC——ElectronicNavigationalChart）和“电子海图显示与信息系统”（ECDIS——ElectronicChartDisplayandInformationSystem）被认为是继雷达/ARPA之后在船舶导航方面又一项伟大的技术革命。

从最初纸海图的简单电子复制品到过渡性的电子海图系统（ECS——ElectronicChartSystem），ECDIS已发展成为一种新型的船舶导航系统和辅助决策系统，它不仅能显示常规海图信息和连续给出船位，还能提供和综合与航海有关的各种信息，有效地防范各种险情。

据不完全统计，目前世界上安装各类电子海图的商船、渔船、客船、游船及军舰在二十万条以上。

对于SOLAS船舶而言，随着各国官方电子海图（ENC）逐步完备、标准ECDIS的出现以及IMO对ECDIS的认可，作为ECDIS基础信息平台的“电子海图（ENC）”  势必取代沿用了几百年的传统纸海图。

    我们所指的“电子海图”其实是电子航海图（ENC）:

ENC（ElectricNautical/NavigationalChart），是由国家官方机构（HO）发布、符合《IHO数字海道测量数据传输标准》（S-57）标准的数据库。

ENC除包含为了安全航行所必需的海图信息外，还可能包含航路指南、港口概况等其他有用的信息。

其数据格式主要有矢量方式和栅格方式两种。

经IHO承认的矢量数据格式标准为S57/3.0，栅格数据格式标准为ARCS。

    电子海图可应用于：

航海、船舶交通管理（VTS）、港口管理、船舶调度、海洋污染管理、海上搜救指挥、航标管理、渔业、引水、海洋测绘、海洋工程等等与海洋有关的一切领域。

1.2国际电子海图发展现状

1.2.1电子海图规范与标准

    与电子海图密切相关的三个国际组织是国际海事组织（IMO）、国际海道测量组织（IHO）和国际电工委员会（IEC）。

1986年，IMO和IHO同意成立一个由各国有关部门组成的协调小组（HGE），共同参与电子海图方面的技术讨论。

随后的十几年来，HGE技术组进行了卓有成效的工作，制定了一系列的电子海图规范与标准，这些标准主要有：

    1995年11月IMO讨论通过了ECDIS的性能标准，此标准明文规定，ENC可以作为“1974海上人命安全公约（SOLAS）”所要求的纸海图的等价物，换言之，ENC可以取代传统的纸海图。

1996年11月，IMO又增补了ECDIS备用设备的条款。

    1996年2月，IHO增补通过了关于电子海图内容、图标、颜色和ECDIS显示系统的规范，即S52（第五版）。

1996年11月，IHO公布了《IHO数字海道测量数据传输标准》（S-57）标准第三版，S—57规定了ENC的数据交换格式、ENC数据库的性能标准，以及ENC的改正概要。

并规定该标准保持到2000年不变。

2000年11月，国际海道测量组织发布了电子海图数据交换标准的升级版（S-573.1）。

    1997年9月，IEC提出了对ECDIS硬件设备的检验和测试标准（IEC61174）。

IEC还有一个对船用导航设备的“环境测试标准”，称为IEC60945。

此标准用来检测船用导航设备（雷达/ARPA、ECDIS等）在不同温度、湿度、振动等情况下的可靠性。

1.2.2电子航海图（ENC）

    电子航海图（ENC）属于电子海图数据库，是由各国官方的海道测量局（HO）制作的（也有一些国家由某公司制作，由HO认定）符合IHOS57标准的矢量电子海图。

ECDIS的应用，离不开全球范围的数千幅ENC的支持。

所以，IHO正在努力敦促世界各海洋国家制作自己海域的ENC，并成立了一些区域性的ENC中心，通过国际合作共同完成全球ENC数据库的建立，并逐步建立全球的ER发行体系。

由于各国的技术水平和经济能力相差较大，全球ENC数据库的建立进展缓慢，相反，一些大公司却利用技术和资金的优势，制作了部分符合S57要求的ENC数据库。

这些ENC补充了官方ENC数量的不足。

但是，也存在着缺乏法律保障、数据来源不可靠、改正不及时等问题。

1.2.3电子海图显示与信息系统（ECDIS）和电子海图系统（ECS）：

    尽管电子海图的发展已有二、三十年的历史，但真正用于航海还是近几年的事。

近几年来，各种电子海图产品如雨后春笋一般不断涌现。

由于ECDIS产品属技术密集型产品，有较高的商业利润，所以国际航海设备专业厂商都将发展ECDIS作为目标，抢占国际市场。

ECDIS的发展速度远快于ENC的发展。

目前，能够提供符合国际标准的ECDIS的厂家不下十几家，其中较著名的有英国船商公司、德国ATLAS公司、7CS公司、加拿大OFFSHORE公司等。

除此之外，能够提供电子海图系统（ECS）产品的公司估计不下千家。

1.3国内现状

    我国电子海图开发也有二十多年的历史，政府部门、军队、大专院校、企业、科研院所根据各自需要，作了很多有益的、探索性的工作。

有的开发了电子海图显示系统，实现了与多种导航仪器的连接，包括与雷达的连接；有的开发了船舶综合模拟器，有的实现了迭加雷达图象等等。

尽管我国从80年代就开展了电子海图的研究，但由于各种各样的原因，目前大多仍停留在研究、试制阶段。

到目前为止还没有国产的符合国际标准的ECDIS产品上市，仅有一些简易型ECS投入使用。

1.3.1海军航保部电子海图发展现状

海军航保部是我国军用海图的主管机关，在航海图书生产方面做了大量的工作，已建成了1：

100万、1：

75万、1：

50万、1：

25万、1：

15万及更大比例尺系列海图数据的建库工作，纸质海图和数字海图同步保障，航海书表定期出版，但还正式出版S57标准电子海图。

1.3.2中国海事局电子海图发展现状

中国海事局是我国水上安全保障的管理机关，在国际标准电子海图制作和应用方面，中国海事局系统内部正在不断地加紧有关技术问题的研究。

上海海事局于1999年完成了国际标准电子海图制作软件的设计开发，制作了部分中国港口ENCs；天津、广东海事局应用加拿大的HOM软件已制作了符合S57标准的ENC和ER（电子海图改正）的数据。

中国海事局为了我国电子海图生产规模化、管理正规化，便于国际交流与合作，2002年在上海建立了电子海图中心。

设想由该“中心”集中管理中国海事系统海道测量数据，统一生产和发行中国沿海电子海图，研究制定中国海事系统电子海图相关技术、规范和技术标准等。

中心占地1300平方米，建立了网络和现代化的办公环境，中心的建立将大大加强我国电子海图生产、管理。

     中国海事局在发展电子海图的同时积极进行推广与应用，不断走访和邀请航运部门如中国远洋集装箱运输公司、中国海运集团公司、上海港引航站和船舶设备制造厂家及有关的科研院所进行技术交流和电子海图的推广应用，免费向他们赠送电子海图显示软件和相关电子海图，并进行教学演示，受到广大用户的一致好评。

先后在高速巡逻艇、游轮、大型航标船、大型货船上进行实船导航试验。

自2000年以来，中国海事局制作的电子海图及显示导航软件在全国各相关单位和部门得到了实际应用：

（1）．向交通部海事局海事管理门提供、安装电子海图及显示软件，用于全国海事安全管理。

（2）．用于在长江口深水航道一期工程试通航。

（3）．向长江口深水航道建设有限公司提供电子海图。

由于长江口深水航道一期工程竣工通航后，受环境和天气的影响，水深变化较大，为保证船舶航行安全，根据用户的要求定制了长江口深水航道电子海图，并根据水深变化情况不断对电子海图进行更新，使用户能掌握最新水深变化情况，及时对航道进行必要维护，保证了船舶进出港的安全。

这些电子海图在长江口船舶导航、船舶交通管理、长江口深水航道建设等方面发挥了很大的作用。

（4）．向上海海事管理部门提供电子海图和显示导航软件，用于上海港的水上安全管理。

（5）．向航标管理部门提供电子海图及显示软件用于航标管理和巡检。

（6）．宁波港、厦门港船舶交通管理系统（VTS）制作了30幅电子海图,使用效果良好。

（7）．2002年中国海上搜救综合演习中，安装使用了上海海事局开发的电子海图导航软件和电子海图进行海上搜救综合演习指挥，使搜救演习获得圆满的成功。

（8）．2002年12月3日在新建的30万吨“中远川崎11”号油轮试通航中，恰遇天气大雾，并雷达出现故障，由于安装使用了中国海事局开发的电子海图导航软件和电子海图，保障了试通航的顺利进行。

（9）、电子海图引航。

向上海港引航站提供了近百套电子海图显示和导航软件及相应的电子海图用于上海港船舶引航。

第二章．中国海事局发展电子海图优势、劣势和发展机遇

2.1中国海事测绘的地位与作用将得到进一步加强

海事航海图书是船舶安全航行的基本工具，是保障我国海上运输通道畅通的重要手段之一，是我国航海安全保障体系的重要组成部分．海事测绘的发展对于我国水上交通运输、海洋资源开发、渔业捕捞，国防建设和维护国家主权具有极其重要的意义．

中国海事局刘功臣常务副局长在2002年“中国海事测绘论坛”的主题演讲中指出，“海事测绘是航海安全和水运事业发展的一项前期性、基础性工作，也是海事管理的重要内容．通过开展海道测量，编绘出版各类航海图书，海事测绘提供与船舶航行密切相关的海岸地形、海底地貌、水文气象、助航设施，航行障碍物等各种地理信息和航海信息，广泛服务于海上运输、港口建设、安全管理等领域，是交通事业必不可少的支持保障。

”

航海图是航海安全的基础，海道测量为编绘航海图收集信息。

海上各项活动极具风险，海上运输为海上活动的90%以上，航海图是保障海上航行的基本资料。

按照国际海事组织（IMO）《1974年海上人命安全公约（SOLAS）》的要求，具备完善的航海图书是船舶安全航行的先决条件，沿岸国政府有义务为航海者提供官方认可的航海图书资料。

开展海道测量，编绘出版航海图书，是国家经济建设、国防建设和社会发展必不可少的一项前期性、基础性工作。

海事行政管理机关作为海上安全监督管理的主管部门，依照法律法规的授权，管理海道测量和民用航海图书是履行国际公约、维护航海安全、保护海洋环境、促进经济发展的客观需要。

从1955年交通部在天津成立第一支海港测量队，到今天发展为三个海区测绘队伍，沿海港口航道测绘工作也伴随我国港口建设和航运事业的发展而成长壮大．1977年4月，我国恢复在国际海道测量组织（1HO）的合法席位，交通部代表中国政府参加IHO活动，归口管理我国海道测量事务。

1986年，港口航道测绘工作纳入海上监督管理体系．1990年，交通部正式印刷出版发行《中国沿海港口航道图》．1998年，中央编制委员会办公室在批复中国海事局职责中，进一步明确“（海事局）负责管理海区港口航道测绘，组织编印相关航海图书资料，归口管理交通行业测绘工作．”近年来，中国海事局成功举办了中国海事测绘论坛，承办IHO第14次CHRIS会议以及IHO成员国海图展，并被评为最佳参展国．海事测绘队伍目前承担着沿海60多个主要对外开发港口、290多幅海图的周期性测绘出版工作，并且在突发海难事故、应急抢险扫测中发挥着重要作用，成为航海保障的一支重要力量。

随着科学技术的发展，电子海图正是传统纸质航海图在现代信息社会的继承与发展。

历史表明，海事测绘与国家经济发展密切相关．经济越发达，对海事测绘的要求越高，反之，经济发展也为海事测绘注入新的资金和活力，使海事测绘可以适当超前发展．从而为经济发展提供更好的环境，为经济发展保驾护航。

海事测绘在未来的建设中将不断得到发展加强。

2.2国际公约、条约和规范为电子海图的发展提供了法律和技术保障

海洋运输已发展为国际化产业．海道测量作为船舶安全以及海洋环境保护的重要保障手段，中国海事局多年来一直跟踪