电子海图信息系统(ECDIS)的发展及应用
电子海图信息系统（ECDIS）的发展及应用
电子海图信息系统(ECDIS)的发展及应用闰福亮王兆J
电子海图信息系统(ECDIS)的发展及应用
闰福亮王兆川
(天津海事局V1S中心天津300456)
摘要:船舶交通管理系统(,VesselTr{cService)是在当代科学技术充分发展进步
的背景下产生的,旨在将先进的计算机技术,通信技术等应用于船舶交通管理中.其主要功能
是改善海上交通环境,从而保障船舶航行的安全,提高航运效率,保护海洋环境.在船舶交通
管理系统中,信息至关重要,文章针对VTS中涉及电子海图信息系统(ECDIS)的相关技术及
其应用进行了探讨.
关键词:电子海图信息系统应用趋势
引言
ECDIS是继雷达/ARPA之后在船舶导航方面
又一项伟大的技术革命,已发展成为一种新型的船
舶导航系统和辅助决策系统.它不仅能连续给出船
位,还能提供与航海有关的各种信息,有效地防范各
种险情.目前世界上安装电子海图的船舶在20万
艘以上.随着各国官方电子海图(ENC)逐步完备,
标准ECDIS的出现以及IMO的认可,未来l0年左
右ECDIS将全面取代纸海图,成为21世纪航海信
息综合处理手段.
2ECDIS的由来及发展
ECDIS的概念是在总结船用电子海图系统ECS
的结构,功能和应用的基础上提炼出来的.功能更
加完善并可取代纸海图的系统称为"电子海图显示
与信息系统",英文缩写为ECDIS.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.1998年1O月,IMO和
IHO联合组织了北海工程实验,以评价ECDIS的功
能,分析其潜在用途.有6个来自不同国家的多功
能船用电子海图系统参加了实验.实验结果表明, ECDIS不仅仅是纸海图的等效物,而且是未来智能
化船舶的必要组成部分,ECDIS必须走国际标准化
的道路,各国政府和国际组织应提供法律保证.在
之后的近lO年间,由于IMO和IHO的积极努力, ECDIS的各类标准和规范不断地建立,更新和
收稿日期:2011—03—08
作者简介:闫福亮(1979一),男,天津人,现从事海上船舶交通管理工作.
完善,各种具有优良性能的ECDIS产品也不断地推
陈出新.可靠,精确的最新纸海图已被公认为安全
航运的基础.电子海图和各种传感器组合而成的综
合显示器则是在20世纪7O年代和8O年代随微电
子技术的发展才出现的,电子计算机和与其相关的
彩色图像显示器的出现,使纸海图的数字化以及海
图的电子复制变成现实.ECDIS是在总结了船用电
子海图系统(ECS)的结构,功能和应用的基础上提
出来的,专门用来显示官方电子导航海图.
3ECDIS的组成
ECDIS是以数字形式储存的海图及包括数据,
设备,系统,计算机软硬件等各种辅助手段的综合信
息处理系统,实质上是包括各种导航传感器与数字
海图和其他航用数据结合在一起的自动导航系统的
图形输出终端.ECDIS可分别从陀螺罗经,计程仪, GPS/DGPS,气象传真机等传感器接收航向,航速,
船位及气象信息,解出本船的最佳船位,将计算结果实时地显示在显示器上,并对航向航迹进行监测与报警(如偏航,危险区等).用户根据需要可快速查
询航行区域的海图及其他航海出版物所提供的信息,与其他导航设备进行数据和信息交流,将RA—DAR/ARPA捕获到的目标船动态叠显在海图上.
可在海图背景上显示船位,进行自动标绘;进行航线辅助设计,航向监视,航次记录与回放,报警设置,
海图自动改正等作业;自动选择显示区域,进行缩放,剪接,对船舶航行提供安全保证.
4ECDIS的应用
4.1AIS与ECDIS的组合应用
1999年国际海事组织安全委员会第45次会议
2天津航海2011年第2期
最后确定对SOLAS公约第V章的修订,明确规定航行于国际航线的300总吨及以上的船舶和公约国航行于国内航区的500总吨及以上的船舶,从2002年7月1日起到2008年7月1日分阶段执行配备AIS 设备.AIS即船舶自动识别系统,它可以周期性地
发射和接收船舶的静态信息(如船舶IMO编号,船
舶国籍,呼号,船名等),动态信息(如船位,对地航
速,对地航向,航行状态等)以及与航行相关的信息(如船舶吃水,危险货物种类等).凡配有AIS的船
舶都可以接收到这些信息,并可以在ECDIS上显示出来,AIS可以向航行船舶提供所在航行区域的实
时交通动态和相关信息,最大限度地避免船舶碰撞, 提高海上搜救的工作效率.
AIS系统能够与其他传感器相连,以便自动地
从这些传感器中输人数据,其外部终端是ECDIS. 叠加了AIS信息的电子海图,使船舶能将自己的导航信息和其他船舶的信息显示在电子海图和雷达显示器上,提高了所有船舶的视见度及动向的明显性, 解决了恶劣天气或雷达信号覆盖不到区域中的船舶的监控问题.同时也避免了船舶避碰过程中由于语言不通无法协商引起误解而导致碰撞等问题的出现.
4.2ECDIS在VTS中的应用
VTS即船舶交通服务系统是为了解决海上船舶
航行安全与效率而建立的.ECDIS的出现,使V
向数字化导航广播服务方向发展.VrIs监控站通过数字化通信网络把在船舶交通管制作用范围内的各种船舶的位置和运动情况通报给所有相关船舶,除了其他与航行安全有关的事项之外,这一信息被显示在船舶交通控制的控制中心和有关船舶的电子海图显示信息系统上.进入VTS作用范围的每艘船
舶的ECDIS能够自动显示所接收到的其他船舶的位置和运动情况,并能查询这些船舶的静,动态情况,根据需要与他船建立通信联系,解决了狭水道中通信目标容易混淆的问题.
4.3ECDIS在船舶避碰中的应用
ECDIS不仅能提供海图信息(水深数据,海底
危险物情况,离岸距离等)和航行信息(本船位置,
航向,航速等),而且还能适时提供海上海运目标的
动态信息(目标的航向,航速,方位,距离,CPA,TC.
PA等),因此,在制定避碰方案时,可通过ECDIS系统检测避碰方案的可行性,检测本船行动是否在可
航水域.
4.4ECDIS在港口引航中的应用
港口引航系统由引航员随身携带到引航船舶
上,为引航船导航.除了为引航船导航外,港口引航
系统与岸上值班室的港口引航监控系统相配合,实时地将引航船的船位,航向,航速,船艏向等信息通
过VHF数传电台发给监控系统.这样,在岸上值班室就可以对引航船舶进行动态监控,必要时给予指导.
4.5ECDIS在船舶调度管理中的应用
船务公司可以通过在电子海图上显示和标绘本
公司所有船舶,查询其动态,对其进行调度指挥.当然,它离不开岸船通信系统,以便及时地获得船舶的动态信息.该系统中所使用的海图应该覆盖本公司所有船舶运营的航线.
4.6ECDIS在航标管理中的应用
在电子海图上显示和标绘某个航标区的所有航
标的信息,包括其照片,当前状态,设置和维修记录等,使航标管理信息化.
5ECDIS的发展趋势
目前ECDIS的性能标准,海图显示规范,数据
标准,硬件设备标准均已确立.ECDIS的标准化问
题已经解决,这为其合法化和实用化彻底铺平了道路.ECDIS全面取代纸海图的时代已经来临.今后
要解决的关键问题是:要尽快建立覆盖全球的合法的ENC以及健全的海图改正服务网络;对已有ECS 的软硬件进行改进,使其完全符合ECDIS各项标准的要求;扩充ECDIS的标准功能,使其具备智能化
的特点;同高精度定位系统,雷达避碰系统,船舶通
信系统,车舵控制系统等进行集成,实现信息的综合
处理与显示;辅助制定操船决策,更大程度地保证船
舶航行安全.同时可以控制船舶以最经济的方式航
行在最优航路上,提高航运效益.
参考文献
[1]戚晓丽,王世林.ECDIS,AIS和VTS[A].世界海运,2002,25 (4)
[2]应忠于,李宏亮?ECDIS系统面临的挑战及应用前景[A].航海技术的现状与发展趋势论文集[c],大连海事大学出版社, 2o01.54—56