可靠、jq的{zx1}紙海圖已被公認為安全航運的基礎(chǔ)。電子海圖和各種傳感器組合而成的綜合顯示器則是在二十世紀70年代和80年代隨微電子技術(shù)才出現(xiàn)的,電子計算機和與其相關(guān)的彩色圖像顯示器的出現(xiàn),使紙海圖的數(shù)字化以及海圖的電子復(fù)制變成現(xiàn)實。ECDIS(電子海圖顯示與信息系統(tǒng))是在總結(jié)了船用電子海圖系統(tǒng)(ECS)的結(jié)構(gòu)、功能和應(yīng)用的基礎(chǔ)上提出來的,專門用來顯示官方電子導航海圖。
1986年7月,IMO和IHO開始合作,共同研究ECDIS。1998年10月,IMO和IHO聯(lián)合組織了zm的北海工程實驗,以評價ECDIS的功能,分析其潛在用途。實驗結(jié)果表明:ECDIS不僅是紙海圖的等效物,而且是未來智能化船舶的必要組成部分。
近年來,在IMO和IHO的積極努力下,ECDIS的種類標準和規(guī)范不斷地建立、更新和完善。隨著ECDIS標準的逐步確立以及計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展,具有各種性能的ECDIS產(chǎn)品也在不斷推出,如英國船商公司的Navi-sailor 2400 ECDIS、英國凱文――休斯有限公司的Nucleus 25000&6000 ECDIS等等。
ECDIS的組成
ECDIS是以數(shù)字形式儲存的海圖及包括數(shù)據(jù)、設(shè)備、系統(tǒng)、計算機軟硬件等各種輔助手段的綜合信息處理系統(tǒng),其實質(zhì)上是包括各種導航傳感器與數(shù)字海圖和其他航用數(shù)據(jù)結(jié)合在一起的自動導航系統(tǒng)的圖形輸出終端。ECDIS可分別從陀螺羅經(jīng)、計程儀、GPD/DGPS、氣象傳真機等傳感器接收航向、航速、船位及氣象信息,解出本船的{zj0}船位,將計算結(jié)果實時地顯示在顯示器上,并對航向航跡進行監(jiān)測與報警(如偏航、危險區(qū)等)。用戶根據(jù)需要可快速查詢航行區(qū)域的海圖及其他航海出版物所提供的信息,與其他導航設(shè)備進行數(shù)據(jù)和信息交流,將RADAR/ARPA捕獲到的目標船動態(tài)疊顯在海圖上;可在海圖背景上顯示船位,進行自動標繪;進行航線輔助設(shè)計、航向監(jiān)視、航次記錄與回放、報警設(shè)置、海圖自動改正等作業(yè);自動選擇顯示區(qū)域,進行縮放、剪接,對船舶航行提供安全保證。
ECDIS的主要使用特性
ECDIS利用大量豐富的航海信息和有關(guān)情況的資料,采用當代較先進的顯示技術(shù),迅速方便地提供用戶要求區(qū)域和不同比例尺的海圖,為船舶航行提供安全保證。其使用特性主要包括以下幾點:
1.海圖顯示:以“正北向上”或“船首向上”方式顯示海圖;隨機改變海圖比例尺;分層顯示海圖信息。
2.海圖作業(yè):在電子海圖上進行計劃航線設(shè)計;計算任意兩點的距離和方位;標繪船位、航跡等。
3.海圖改正:接受由官方海圖制作部門提供的正式改正數(shù)據(jù)以及由航海人員從紙海圖航海通行或無線電航行警告中提取的改正數(shù)據(jù),實現(xiàn)海圖的自動、半自動和手工改正。
4.定位及導航:實時接收各種導航傳感器的信息,并綜合處理,求得{zj0}船位、航跡、航向和航速等,進行各種陸標定位計算。
5.航海信息咨詢:獲取電子海圖上物標的描述信息以及航線上的航行條件信息,如潮汐、海流和氣象等。
6.雷達圖像疊加:在彩色顯示器上,以電子海圖為背景,疊加顯示雷達圖像,以達到導航及避碰的目的。ECDIS可提供本船、本船周圍的靜態(tài)目標與動態(tài)目標三者之間的位置關(guān)系,航海人員可據(jù)此判斷避碰態(tài)勢,做出避碰決策,還能在電子海圖上檢測該避碰決策是否可行。
7.航路監(jiān)視:在航行過程中,自動計算船舶當前狀態(tài)與計劃航線的偏離量,必要時報警;自動檢測航行前方的危險海區(qū)、暗礁、禁航區(qū)和淺灘,實現(xiàn)避碰,防擱淺。
8.航行記錄:ECDIS應(yīng)存儲并能重現(xiàn)12小時的航行過程和使用官方數(shù)據(jù)庫所要求的最少量要素,并以1分鐘的時間間隔記錄時間、本船位置、本船航向和本船航速、官方海圖來源、版本和改正情況;ECDIS不能對記錄的信息進行處理或變更。
ECDIS的應(yīng)用
由于ECDIS自動化水,而且能夠本質(zhì)性地提高船舶航行的安全性,因此被人們稱為航海領(lǐng)域的一場技術(shù)革命。ECDIS在航海領(lǐng)域及相關(guān)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。
1.ECDIS在AIS中的應(yīng)用
AIS即通用船載識別系統(tǒng),它可以周期性地發(fā)射和接收船舶的靜態(tài)信息(如船舶IMO編號、船舶國籍、呼號、船名等)、動態(tài)信息(如船位、對地航速、對地航向、航行狀態(tài)等)以及與船舶有關(guān)的其他信息(如船舶吃水、危險貨物種類等)。凡配有AIS的船舶都可以接收到這些信息,并可以在ECDIS上顯示出來,AIS可以向航行船舶提供所在航行區(qū)域的實時交通動態(tài)和相關(guān)信息,{zd0}限度地避免船舶碰撞,提高海上搜救的工作效率。1999年國際海事組織安全委員會第45次會議{zh1}確定對SOLAS公約第五章的修訂,明確航行于國際航線的300總噸以上的船舶和公約國航行于國內(nèi)航線的500總噸以上的船舶,從2002年7月1日起到2008年7月1日分階段執(zhí)行配備AIS設(shè)備的規(guī)定。
AIS系統(tǒng)能夠與其他傳感器相連,以便自動地從這些傳感器中輸入數(shù)據(jù),其外部終端是ECDIS。
疊加了AIS信息的電子海圖,使船舶能將自己的導航信息和其他船舶的信息顯示在電子海圖和雷達顯示器上,提高了所有船舶的視見度及動向的明顯性,解決了惡劣天氣或雷達信號覆蓋不到的區(qū)域中船舶的監(jiān)控問題,同時也避免了船舶避碰過程中由于語言不通無法協(xié)商而引起誤解而導致碰撞等問題的出現(xiàn)。
2.ECDIS在VTS中的應(yīng)用
VTS即船舶交通服務(wù)系統(tǒng)是為了解決海上船舶航行安全與效率而建立的,ECDIS的出現(xiàn),使VTS向數(shù)字化導航廣播服務(wù)方向發(fā)展。VTS監(jiān)控站通過數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)把在船舶交通管制作用范圍內(nèi)的各種船舶的位置和運動情況通報給所有有關(guān)船舶,除了其他與航行安全有關(guān)的事項之外,這一信息被顯示在船舶交通控制的控制中心和有關(guān)船舶的電子海圖顯示信息系統(tǒng)上,進入VTS作用范圍的每艘船舶的ECDIS能夠自動顯示所接收到的其他船舶的位置和運動情況,并能查詢這些船舶的靜動態(tài)情況,根據(jù)需要,與他船建立通信聯(lián)系,解決了狹水道中通信目標容易混淆的問題。
3.ECDIS在船舶避碰中的應(yīng)用
ECDIS不僅能提供海圖信息(水深數(shù)據(jù)、海底危險物情況、離岸距離等)和航行信息(本船位置、航向、航速等),而且還能適時提供海上海運目標的動態(tài)信息(目標的航向、航速、方位、距離、CPA、TCPA等),因此,我們制定避碰方案時,可通過ECDIS系統(tǒng)檢測避碰方案的可行性,檢測本船是行動是否在可航水域。
4.ECDIS在港口引航中的應(yīng)用
港口引航系統(tǒng)由引航員隨身攜帶到引航船舶上,為引航船導航。該系統(tǒng)一般以一臺便攜式計算機作為電子海圖顯示終端,而便攜機與一個移動單元連接。移動單元內(nèi)封裝了GPS接收板、差分信號接收板、便攜式羅經(jīng)、VHF數(shù)傳電臺(或GSM通信模塊)、電源模塊、通信接口板等。除了為引航船導航外,港口引航系統(tǒng)與岸上值班室的港口引航監(jiān)控系統(tǒng)相配合,實時地將引航船的船位、航向、航速、船首向等信息通過VHF數(shù)傳電臺發(fā)給監(jiān)控系統(tǒng),這樣,在岸上值班室就可以對引航船舶進行動態(tài)監(jiān)控,必要時給予指導。
5.ECDIS在船舶調(diào)度管理中的應(yīng)用
船務(wù)公司可以通過在電子海圖上顯示和標繪本公司所有船舶,查詢其動態(tài),對其進行調(diào)度指揮的一套系統(tǒng)。當然,它離不開岸船通信系統(tǒng),以便及時地獲得船舶的動態(tài)信息。該系統(tǒng)中所使用的海圖應(yīng)該覆蓋本公司所有船舶運營的航線。
6.ECDIS在航標管理中的應(yīng)用
在電子海圖上顯示和標繪某個航標區(qū)的所有航標的信息,包括其照片、當前狀態(tài)、設(shè)置和維修記錄等,使航標管理信息化。
ECDIS的發(fā)展趨勢
目前ECDIS的性能標準、海圖顯示規(guī)范、數(shù)據(jù)標準、硬件設(shè)備標準均已確立??梢哉J為,ECDIS的標準化問題已經(jīng)解決,這為其合法化和實用化徹底鋪平了道路。ECDIS全面取代紙海圖的時代已經(jīng)來臨。今后要解決的關(guān)鍵問題就是:要盡快建立覆蓋全球的合法的ENC以及健全的海圖改正服務(wù)網(wǎng)絡(luò);對已有ECS的軟硬件進行改進,使其wq符合ECDIS各項標準的要求;擴充ECDIS的標準功能,使其具備智能化的特點;同高精度定位系統(tǒng)、雷達避碰系統(tǒng)、船舶通信系統(tǒng)、車舵控制系統(tǒng)等進行集成,實現(xiàn)信息的綜合處理與顯示,輔助制定操船決策,更大程度地保證船舶航行安全。