（交通信息工程及控制专业论文）船长通告及其应用一体化研究.pdf

中文摘要 摘要 近年来，长江航运信息化经历了基础设施环境逐步形成，网络化应用经历从 无到有的较为快速的发展历程，为促进长江航运现代化发展做出了较大贡献。但 还存在着技术应用不深、建设效率不高、信息服务弱化等问题。长江航运信息化 还远远不能满足沿江经济发展日益增长的需求，信息化工作任重而道远。如何充 分利用信息技术、通讯技术、计算机技术以及g i s 技术等现代科技，开发运用信 息资源，促进行业内信息共享和交流，为沿江经济和港航企业发展、为人民群众 便捷出行提供及时、完备的信息服务，这是长江航运需要认真研究和解决的重大 课题。本文正是在此背景下，对长江船长通告进行了研究。 本文首先通过分析得出研究长江航运一体化应用体系和长江船长通告的必要 性，并在此基础上提出了长江航运一体化应用体系的体系结构。接下来解析长江 船长通告所需信息的种类和信息来源，并参照c j 一5 7 格式定制了长江船长通告信息 包的格式，根据这些格式完成了长江船长通告在e c d i s ( e l e c t r o n i cc h a r td i s p l a y a n di n f o r m a t i o ns y s t e m ，电子海图显示与信息系统) 平台上的显示。最后研究并实 现了长江船长通告信息包的发布系统，使船长驾驶员在航行过程中可以下载并应 用船长通告信息服务，进一步提高船舶在长江上航行的安全性，达到了船长信息 通告服务的一体化应用。 关键词：长江船长通告；应用一体化；长江航运；e c d i s ；c d - 5 7 英文，摘要 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，t h ei n f o r m a t i o n i z a t i o np r o c e s so fy a n g t z er i v e rs h i p p i n gh a sb e e n d e v e l o p i n gr a p i d l y ，g o i n gt h r o u g hs t a g e s f r o mb a s i ci n f r a s t r u c t u r ec o n s t r u c t i o nt o n e t w o r kb u i l d i n ga n dt h u sc o n t r i b u t i n gal o tt ot h em o d e r n i z a t i o np r o c e s so fy a n g t z e s h i p p i n g h o w e v e r ，p r o b l e m sl i k en o tt i m e l ya p p l i c a t i o no ft e c h n o l o g y ，l o we f f i c i e n c y a n di n f e r i o ri n f o r m a t i o ns e r v i c ee t c s t i l le x i s t t h ei n f o r m a t i o n i z a t i o np r o c e s so f y a n g t z es h i p p i n gm u c hs t i l lr e m a i n st ob ed o n e ，a si t i sf a rf r o me n o u g ht om e e tt h e i n c r e a s i n gd e m a n d f o re c o n o m i cd e v e l o p m e n ta l o n gt h er i v e r m a j o ri s s u e sf o ry a n g t z e s h i p p i n g t oa d d r e s sa l et op r o m o t es h a r i n g o f i n t e r i n d u s t r y i n f o r m a t i o na n d c o m m u n i c a t i o nb ys t u d y i n gn e ww a y sf o ru s i n gm o d e r ni n f o r m a t i o n ，c o m m u n i c a t i o na s w e l la sc o m p u t e ra n dg i st e c h n o l o g i e st od e v e l o pa n de x p l o i ti n f o r m a t i o nr e s o u r c e s ， a n dt h ea i mo fa l lt h i si st op r o v i d ep r a c t i c a la n ds o u n di n f o r m a t i o ns e r v i c ef o ft h e d e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n ds h i p p i n ge n t e r p r i s e so f t h ey a n g t z er i v e ra r e aa n df o rt h e c o n v e n i e n c eo fp u b l i ct r a n s p o r t a t i o n u n d e rt h i sb a c k g r o u n d ，t h i sp a p e rs t u d i e sn o t i c e s t os k i p p e r sf o rt h ey a n g t z er i v e r t h i sp a p e rf i r s tg e t st h en e e df o rs t u d y i n gi n t e g r a t e da p p l i c a t i o ns y s t e ma n d n o t i c e st os k i p p e r sf o rt h ey a n g t z er i v e r ，o nt h i sb a s i s ，t h ef o r m e ro n e i si n t r o d u c e di n d e t a i l t h e nt h et y p e sa n dt h es o u r c e sf o rm en o t i c e st os k i p p e r sf o r t h ey a n g t z er i v e r a r ea n a l y z e d a tt h es a m et i m et h ef o r m a to fn o t i c e st os k i p p e r sf o rt h ey a n g t z er i v e r i se s t a b l i s h e di nl i g h to fc j 5 7 ，f u r t h e r m o r e ，i ti sd i s p l a y e do ne c d i sa c c o r d i n gt o t h e s ef o r m a t s f i n a l l y ，t h ei s s u es y s t e mo fn o t i c e st os k i p p e rf o rt h ey a n g t z er i v e ri s s t u d i e da n dd e v e l o p e d ，e n a b l i n gm a s t e r s o f f i c e r sn a v i g a t i n gi ny a n g t z er i v e rt o d o w n l o a da n da p p l yt h e s ei n f o r m a t i o ns e r v i c e s ，a n df u r t h e re n h a n c i n gt h es a f e t yo f s h i p ， r e a l i z i n gt h ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o no f n o t i c e st os k i p p e r sf o rt h ey a n g t z er i v e r k e yw o r d s ：n o t i c e st os k i p p e r sf o rt h ey a n g t z er i v e r ；a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ； y a n g t z es h i p p i n g ；e c d i s ；c j - 5 7 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成硕士学位论文竺船长通告及墓应用二佳他班究= = 。除论文中已经注明引 用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式 标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公 开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名：王d 笠! ! l 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论 文全文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式 出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。 不保密囱( 请在以上方框内打“”) 论文作者签名：王a 色i ll 导师签名：捉浏怯 船长通告及其应用一体化研究 第1 章绪论 1 1 课题研究背景 1 1 1 一体化应用的提出 新中国成立以来、尤其是改革开放3 0 年来，长江航运发展突飞猛进，长江黄金水 道成为了世界上内河航道通航里程最长、运量最大、运输最为繁忙的通航河流，在综合 运输体系中的地位和作用不断提高，为沿江经济社会发展做出了重要贡献。另一方面， 随着经济社会的发展、改革开放的不断深入，长江航运在快速发展的同时，仍然存在着 许多矛盾和问题。长江航运基础相对薄弱与沿江经济社会发展日益增高的航运需求的不 相适应是现阶段长江航运发展中的主要矛盾l l 】。信息化建设滞后于现代航运业的发展需 要，系统性不强，标准不统一，共享程度低是阻碍长江航运发展的最重要因素之一。利 用“十一五”发展长江航运的契机，着力搭建集行业管理、运输组织及运输服务于一体 的、面向全行业的及社会公众的长江航运一体化应用体系，促进长江航运安全、畅通、 节能、高效、和谐发展，是长江航运需要认真研究和解决的重大课题。而目前计算机技 术( 软硬件技术) 、网络技术、信息处理技术、通信技术、电子航道图技术、g p s 、a i s 等技术都已经成熟，并在一些工程和项目中得到了应用，这些技术为长江航运一体化应 用体系的研究与开发提供了技术保障【2 圳。 长江航运一体化应用体系贯穿整个长江航运行业内管理部门、支撑保障系统、港航 企业以及社会公众，综合各种业务应用系统于一体，由规范标准、支撑系统和应用系统 构成。通过长江航运一体化应用体系提供的信息服务( i n f o r m a t i o ns e r v i c e ) ，船舶能够 便捷得到及时准确的航运相关信息，为其正常航行和营运提供可靠帮助；港口能够及时 取得相关的通告及船舶动态信息，实现科学高效的调度；货主能够实时掌握货物的动向， 为交货进度提供直观支持；各支撑保障系统能够迅速掌握所需信息，实现部门间联动， 极大提高工作效率，形成长江航运可靠的支撑保障体系；航运主管部门以及沿江港航管 理部门能够直观掌握长江航运全局、科学决策和指挥。 第1 章绪论 1 1 2 研究长江船长通告的意义 长江航运一体化应用体系把整个长江的航运相关业务纳入到一个集成平台上，减小 由于长江地理跨度大、信息流不畅、体制复杂、船岸通讯不便等方面产生的问题，减少 长江航运应用系统建设的盲目性，降低系统建设成本，保证其实施效果和质量。面向船 舶的一体化应用体系是长江航运一体化应用体系的一个重要方面。面向船舶的一体化应 用体系所涉及到的关键技术如下： v 基于s 5 7 国际标准的数据组织技术 长江动态信息组织和交换技术 一体化应用技术 v 基于网络的电子海图平台开发 船舶导航报警算法 网络通信协议的设计 网络数据传输 数据加密保护 本文主要采用一体化应用所涉及到的前三种技术，即符合国际标准的电子航道图生 成及改正技术、长江动态信息组织和交换技术和一体化应用技术来实现长江船长通告在 e c d l s 平台上的显示。本论文的研究意义及其特色主要体现在以下几个方面： ( 1 ) 本文的研究是一种面向应用的创新研究，在借鉴国内外先进的内河信息化建 设的基础上提出了船长通告的定制和实现。本文在原有e n c 和e r 文档的基础上，增加 了航标动态信息文档、与空间信息相关的信息文档和与空间信息无关的信息文档，这些 文档的增加，增强了船舶导航报警功能，极大提高了船舶的航行安全。 ( 2 ) 本文在长江船长通告发布系统的开发过程中通过运用m v c 模型实现了表示逻 辑和业务逻辑的分离，提出采用s t r u t s + h i b e r n a t e 架构，为系统的开发和维护提供了 更大的灵活性和更好的可管理性。实现了普通用户对船长通告的下载和应用的需求。 船长通告及其应用一体化研究 1 2 国内外研究现状概述 1 2 1 国外相关研究现状概述 1 2 1 1 欧洲内河信息化发展现状 欧洲有超过3 万公里内河连接着数以百计的重要城镇和工业区，内河航运在内陆运 输中占据重要地位。各国都在积极运用信息技术，建立各种内河信息服务系统( r i s ， r i v e ri n f o r m a t i o ns y s t e m ) ，以提高交通的安全和效率，并强化运输的便利性和可靠性【5 ，6 l 。 德国的航道信息系统a r g o ，在电子海图显示和信息系统( e c d i s ) 上向船长显示 提供航道、水深、雷达图像以及本船的g p s 定位信息。该系统目前正在莱茵河使用【7 - l5 1 。 i b i s g i n a 系统是比利时开发的船舶报关信息系统，主要用于船闸调度、航运管理、 以及统计分析等。该系统是欧盟i n d 对s 项目的组成部分，1 9 9 9 年开始运行，其核心技 术包括互联网和e d i 技术等【7 _ l5 1 。 d o r i s ( d o n u b er i v e ri n f o r m a t i o ns y s t e m ) 系统向船长和航道主管部门提供a i s 应 答器自动报告的交通信息，用于船舶导航、运输管理和船闸管理，还可以在事故调查中 发挥重要作用。物流部门也可以通过该系统获取所关心的相关信息。该系统2 0 0 2 年开 始在奥地利多瑙河3 3 公里的河段上进行测试，计划在整个多瑙河上推广5 1 。 丹麦航道部门的i s v 9 0 船舶报告系统，通过v h f 、移动电话、传真、e d i 等手段将 船长在航行前录入的船舶数据、航次相关信息向船闸或船舶交通管理中心发送，用于制 定船闸调度计划、船舶交通管理、事故救助。该系统1 9 9 4 年开始运行5 1 。 这些系统都不同程度的支持本国或本区域内河航运信息服务，但各自的出发点和目 的都不同，在功能体系、标准体系以及结构框架方面都没有统一的标准与规范，甚至是 同一国家( 同一区域) 的航运信息系统都不完全兼容，给跨国、跨区域高效航运与资源 整合带来了很多困难f 7 , 1 6 , t 7 】。为了使这些系统能在整个欧洲范围内相互兼容、互联互通， 更好地服务于欧洲的内河航运，欧盟于2 0 0 2 年启动了c o m p r i s ( c o n s o r t i u mo p e r m i o n a l m a n a g e m e n tp l a t f o r mr i v e ri n f o r m a t i o ns e r v i c e s ) 项目l l 引，现有系统基础上建立起新的全 欧洲范围的r i s 通用构架，为航道、码头、船闸管理部门以及船长等用户提供透明的信 息服务l o 】f 1 8 】。 第1 章绪论 1 2 1 2 密西西比河的信息化发展现状 密西西比河是北美地区最大的河流，其地域和河流的许多特性与长江相似。密西西 比河纵贯美国的心脏地带，航运发达，是美国南北航运大动脉，并与许多运河、五大湖 及其他水系相连，在美国东部形成了干支直达、江河湖海相通的四通八达的水运网【1 0 】。 为了提高航运信息的检测能力，发布有价值的通航环境信息，提高航行的安全性， 美国在密西西比河的下游建立了全球最大的船舶交通服务( v t s ) 区。该项目是美国港 口和航道安全系统( p a w s s ) 的部分。p a w s s 是一个收集、处理和发布美国主要港 口和航道有关航运作业环境信息及船舶交通信息的国家级运输系统。其主要任务是实现 对船舶交通服务区内的船舶航行活动的监控和评估，与船上和岸上的有关人员交换有关 船舶航行的信息，并在必要时为船长提供有关建议。该系统可将有关信息传送给港口和 航道的管理部门，以便这些部门对港口或航道的安全情况进行综合评估，确定所应采取 的动作f 1o 】【1 9 2 3 1 。 1 2 1 3 所得的启示和经验 从以上欧盟和美国内河信息化建设的过程中可以看出如下一些主要特点： ( 1 ) 主要目的：强化交通管理、信息服务以及港航各方的协作，提高航运的安全 性和便利性，满足日益增长的内河航运发展需求。 ( 2 ) 主要功能：监控船舶交通行为，提供助航服务，支持航行和搜救决策，减少 船舶候闸时间，方便船舶航行计划，优化港航调度等。 ( 3 ) 主要信息资源：包括航道、船舶、船舶动态、航次、货物( 尤其是危险货物) 等。 ( 4 ) 主要技术手段：用于航道信息和船舶定位信息虚拟显示的电子海图( e n c ) 技术、向船长和相关部门提供信息的网络和e c d i s 技术、收集船舶航行相关数据的船 舶报告系统、船舶跟踪和定位技术。 ( 5 ) 重要技术动态：航运相关信息系统正朝相互兼容、互联互通的方向发展，越 来越倚重于公用信息平台。 船长通告及其应用一体化研究 1 2 2 国内相关研究现状概述 1 2 2 1 国内信息化发展现状 长江江苏段内河航运信息化发展较快，通过推进航运政务公开、加快航道数字化建 设等手段提升航运服务水平。利用“江苏交通 门户网站，在航道航政、运输管理和地 方海事等行政许可项目上，提供许可条件、许可程序、办理部门等办事指南信息，并提 供大量交通出行服务信息【1 0 1 1 2 4 - 2 6 】。 江苏航道局的全省航道规费联网征收系统及船闸收费监控系统己投入使用，航标遥 测及管理系统正在全省推广，航道中心数据库的建设全面启动。江苏省地方海事局在全 省1 3 个市局已投入运行网络版船舶登记管理系统；在重点通航水域的9 0 个签证点实施 了长三角船舶一卡通工程；目前，包括船舶签证、船舶安全检查、船舶港务费征收、海 事行政处罚和相关数据统计等功能的“江苏省地方海事动态执法业务管理系统”，在全 省各海事一线执法管理站点陆续安装使用。省地方海事局组织开发了“船舶检验业务与 管理系统”，对船检业务全过程实时监控管理，实现了船舶检验业务规范化、检验流程 控制标准化和管理决策科学化【1o 】【2 4 五6 1 。 重庆内河具有较好的信息化基础，大型港航企业在主营业务领域已经建立了相关系 统，并取得了一定成效。重庆市港航管理局在日常监管、动态监控等方面也己建设了相 关系统，应用效果较好。系统主要包括：重庆市港航综合信息管理系统、重庆市水上交 通管理监控系统，重庆市水路客运联网售票系统，船员管理系统、船舶检验系统等。重 庆市开通了“重庆航运网”，通过政务公开等信息服务措施，广大船员、船东、航运企 业能较为方便地获取相关航运动态及港航管理信息【l o 】【2 4 】【2 7 1 。 1 2 2 2 国内信息化存在的问题 通过长江内河航运信息化现状的调研发现，我国内河航运信息化建设虽然取得了一 些成绩，但与内河航运发展的需求以及信息产业的发展相比较，尚有定的差距，经过 总结，本文认为我国内河航运信息化普遍存在以下问题1 0 】【2 4 】： ( 1 ) 对内河航运信息化的战略意义及重要作用认识不足 第1 章绪论 各级港航管理主管部门推动行业信息化，特别是引导港航企业发展信息化的方式和 手段不足，面向社会提供信息服务的能力不够。不少部门和领导把信息化视为一项独立 的工作去“重视”，没能有针对性地将信息化和当地内河航运的实际需要结合，对行业 信息化的内涵体会不深。 ( 2 ) 缺乏统一的信息化规划，信息资源分散，信息孤岛问题严重 从我国内河航运信息化发展的历史来看，大都是各相关部门根据自身的迫切需要自 发地采用“一事一议”的方式逐步发展起来的。这种各自为政、重点突破的建设模式， 建设周期短，见效快，风险小，操作简单，能促使信息化快速发展，在信息化发展的初 期具有很强的生命力。但是，这种自发式发展模式，不可避免地会带来发展的不平衡和 技术壁垒。因为初期的发展，各单位都以追求实际的应用效果为主要考虑因素，以解决 某个核心问题为主要出发点，各单位不太可能也不愿意“贪大求全”，主动而且过多考 虑相关信息系统的共享问题。也就是说，在缺乏统一规划和有效协调的情况下，信息化 范围相对有限、信息资源共享困难等问题是“摸着石头过河”式发展的必然结果。由于 内河航运管理体制的复杂性，使得信息化建设各自为政，信息孤岛现象十分严重。 ( 3 ) 有效供给不足，信息化发展水平在较低层次上参差不齐 很多内河航运业务的信息化尚属空白或刚刚起步。无论是港航企业还是航运监管和 支持保障部门，目前都只是在某些领域进行了信息化建设。一些领域的信息化缺位；造 成了信息流程的脱节，制约了内河航运信息化的进一步发展。 中小企业的信息化严重滞后。中小企业信息化的滞后，己经使长江航运行业中的数 字鸿沟开始出现，且差距趋向扩大。 信息资源供应不足。很多信息如航运基础设施信息目前还基本以纸面形式存在，数 字化程度依然较低；船舶动态、货物动态信息等公用信息的采集手段有限，大多处于自 生自灭状态；这些问题导致内河航运信息化的源头活力不足，很多信息系统尤其是对外 信息服务系统无法开展或进一步发展。 ( 4 ) 重硬轻软、重技轻管等问题还在一定程度上存在 信息系统的硬件配置较高，系统软件档次较低，应用软件数量较少且适应性较差， 硬件“大马拉小车 现象严重。技术方案考虑很周到，配置较为齐全；运行维护管理措 掣塑墼塑堕 萎芝麓嚣方爹竺凳二竺竺进不到位，信息系统“虎落珊f ，之事屡见不 意篡纛麓相裟竺黧脆轻视菡薹开菇鬈嚣篓 ? ? = 竺兰卸埔醋息来源控制，重视篆篡暮纂：- 篙嚣翼裹 1 3 本文的研究思路及主要内容 “一明。 上，蒜翟黧竺江数字航道与智能航运示范瑶项僦础 毒j 篱嚣茎誉黧掣詈竺竺主差，充分借薹言嚣磊菡息麓篓蓑 袅罢兰蓑茎喜蓦塞翼运篓竺! 妻竺问题，提出蕞篓：三姜篡怒麓 嚣曩筹篇黧篓警谳行了荔主篡实：鬻嚣 告的生成及发布。论文的框架如图1 1 所示： 一1 吲u 川几取玲兴蜕j 长江船长通 图1 1 论文框架 f 远r1 】f r a m e w o r ko f t h e s i s 第1 章绪论 1 3 2 本文的内容 本文按照c j 一5 7 的要求，设计出了适合长江航运特色的船长通告，具体包括船长通 告的文件格式定制和船长通告的发布，其生成和发稀分别在第4 章和第5 章作详细的介 绍。 本文首先对长江航运一体化应用体系的体系结构进行了详细阐述，然后在借鉴国外 先进的经验基础上，参照c j 5 7 标准设计实现了适合长江的船长通告。最后在符合国际 标准的e c d i s 平台上进行了测试，得到了良好的结果。 + 本文的具体章节安排如下： 第1 章绪论通过分析当前长江航运的发展现状，提出了研究长江航运一体化应用 体系以及长江船长通告的必要性。 第2 章一体化应用体系及船长通告的理论内涵本章详细地勾勒出了长江一体化 应用体系的体系架构，并简要介绍了长江船长通告。 第3 章长江船长通告的设计和实现参照c j 5 7 标准对船长通告进行了文件分类和 定制，同时分析了船长通告的实现对船舶导航功能的增强。 第4 章长江船长通告的发布通过分析比较，采用当前比较流行的j s p 、s t r u t s 、 h i b e r n a t e 等技术来设计长江船长通告的发布系统，并检测效果。 第5 章总结与展望 一8 船长通告及其应用一体化研究 第2 章一体化应用体系及船长通告的理论内涵 2 1 一体化应用体系的体系结构 长江航运一体化应用体系主要由规范标准、支撑系统和应用系统组成，实现了长江 航运信息服务的数字化、网络化、推动了船舶导航系统的应用与推广。长江航运一体化 应用体系的系统结构如图2 1 所示。 支撑系统应用系统 一、 、 7 船舶监控与调度管理 眄丽仁 由 俪 船舶交通管制l 鲞旦f 二专， 心 数 爿 港口调度与管理 一 航道与航标管理 i 塑坌望f 据 蕊 叫船舶自动导航与避碰 库 厂丽习 j ： 眄丽e ， 信 ) g p r s 息 贮d m a 眄潭 二= ! ， 处a d s l 理、 眄蔼 二二弓 加 n 船舶引航 l 一、 i 冬堡f 三= j 采 1 海事应急与救援 集 匕型。 船舶过闸管理 图2 1 长江航运一体化应用体系结构图 f i g 2 1f r a m e w o r ko fi n t e g r a t e da p p l i c a t i o ns y s t e mf o rt h ey a n g t z es h i p p i n g 2 1 1 一体化应用体系的规范标准 一体化支撑平台的数据遵循国家、各部委和行业制定的标准，并尽可能借鉴国际标 准，尤其是基础标准、方法标准和通用标准，要先行采用；对于还未制定标准的方面， 结合长江航运实际，加紧研究制定相应的标准，以供参与各方执行【2 8 】。长江航运一体化 应用体系建设当中涉及到的国际标准主要有电子海图的海图内容与显示规范( s 5 2 ) 、 i h o 数字海道测量数据传输标准( s 5 7 ) 、电子海图数据检验标准( s 5 8 ) 和i h o 数据 保护方案( s 6 3 ) 等。 第2 章一体化应用体系及船长通告的理论内涵 借鉴欧盟一体化运作方面的经验，并结合长江一体化应用的实际组建工作，提出了 4 大技术标准，即内河电子航道图技术标准( i n l a n de c d i ss t a n d a r d ) 、船舶电子报告技 术标准( s t a n d a r df o re l e c t r o n i cs h i pr e p o r t i n g ) 、船长通告信息技术标准( s t a n d a r df o r n o t i c e st os k i p p e r s ) 和船舶识别跟踪技术标准( s t a n d a r df o rv e s s e lt r a c k i n ga n dt r a c i n g ) 【6 - l o l o ( 1 ) 内河电子航道图技术标准( i n l a n de c d i ss t a n d a r d ) 【2 1 1 1 2 9 - 3 1 沿海电子海图的制作遵循的是国际海道测量组织( i h o ) 电子海图标准的委员会 ( c h r i s ) 专门制定的电子海图的一系列标准，如电子海图海道测量数据传输标准( 简 称s 5 7 ) 、电子海图显示及信息系统( e c d i s ) 标准( 简称s 5 2 ) 、电子海图验证检查 推荐标准( 简称s 5 8 ) 等。目前，仅仅在一些欧美国家执行区域性e c d i s 性能标准， 内河电子航道图制作没有一个统一的标准作为依据，主要遵循水运工程测量规范等 行业标准同时参考国际海事组织制定的s 5 7 电子海图技术标准，在内河航运中具有一 定的局限性。 国内也在积极自主研发制订内河电子航道图标准，e s r i 与交通运输部合作启动 西部内河电子航道图标准技术研究。项目的主要目标就是要形成我国内河电子航道 图交换标准和显示标准，规范各级内河航道管理部门制作和使用内河电子航道图，基 于航道电子地图进行内河航道管理信息化建设，以及对航道电子地图进行数据交换和共 享的行为，使得内河电子航道图在符合我国地理信息标准的前提下同时兼容国际电子海 图标准。 ( 2 ) 长江船舶电子报告技术标准( s t a n d a r do fe l e c t r o n i cs h i pr e p o r t i n g ) 【3 2 1 船舶电子报告技术标准是内河航运数据交换的基础，包括船一岸、岸一船以及岸一 岸之间的信息交换数据格式与标准。该标准与海事电子数据交换( e d i ) 标准兼容，是 跨国、跨境高效、安全、便捷运输的根本保障。 ( 3 ) 长江船长信息通告技术标准( s t a n d a r df o rn o t i c e st os k i p p e r s ) 1 3 3 - 3 5 船长信息通告技术标准为船长船员提供航运信息通告服务，重点是航道信息、交 通信息、交管信息和航程规划信息。该标准对信息通告的数据格式、信息规范、服务标 准等都有明确说明，与e c d i s 数据结构一致。 。1 0 船长通告及其应用一体化研究 ( 4 ) 长江船舶识别跟踪技术标准( s t a n d a r df o rv e s s e lt r a c k i n ga n dt r a c i n g ) 1 3 6 长江船舶识别跟踪技术标准规定了长江航运一体化应用体系的基本配置和信息标 准结构，重点是内河船舶识别系统( a i s ) 的技术规范和标准，与海事a i s 兼容，是航 运信息化、透明化及智能化的技术保障。 2 1 2 一体化应用体系的支撑系统 长江航运一体化应用体系支撑平台的主要功能是向通航船舶、船舶动态监控中心、 v t s 中心、水上应急指挥中心、长江电子航道图系统、航标遥测遥控系统等提供所需的 一切静态及动态信息服务，实现一体化应用。主要的服务信息有t 船舶动态跟踪服务 港口信息查询服务 气象信息发布及查询服务 电子航道图信息发布 电子航道图改正及航行通告查询服务 港口里程查询服务 航线查询服务 航运应用系统服务 长江主要港口水情查询服务 长江运价指数查询服务 长江航运景气指数查询服务 长江船东满意度指数查询服务 航行通告查询服务 航路指南查询服务 航道通告查询服务 航道通电查询服务 水位信息查询服务 潮汐信息查询服务 应急指南查询服务 第2 章一体化应用体系及船长通告的理论内涵 事故记录查询服务 航运业务与法规查询服务 船长通告信息包下载服务 航标及其动态信息查询服务 过闸申报及排档图查看服务 2 1 3 一体化应用体系的应用系统 2 1 3 1 长江电子航道图系统 长江电子航道图系统是利用国家授权的航道测量数据，包括安全航行需要的全部航 道信息以及辅助航行相关信息，完成船舶导航功能的计算机应用系统。它采用统一标准 规定航道信息的内容、结构和格式，全面显示存取以及完成船舶航行导航功能。其主要 功能如下【3 7 】： ( 1 ) 电子海图维护管理：根据电子海图国际标准，结合航道测量，航标管理特点， 实现了符合国际标准电子海图的维护功能。 ( 2 ) 船只动态跟踪：点在海图平台上以图形或窗口方式实时显示本船g p s 船位、 航行和航速等定位信息，以及测深仪的水深信息( 需提供测深仪接口数据格式) ，利用 当前g p s 船位计算相对于预定抛标点的方位和距离；对g p s 信息进行提取和加入船舶 编号等信息，通过通讯链路向信息管理系统的控制中心发送。通过通讯链路接收航道水 域内的所有船舶的定位信息，可实时显示所有船舶或指定的某一船舶的当前船位、速度 矢量、船舶标识以及相关的船舶静态信息。 ( 3 ) 航道水深分析：能够根据选定的区域进行不同时间测量数据( 只限定当前最 新数据与某次历史数据) 分析，叠加显示虬：，：息仅限于区域内的水深和等深线。 ( 4 ) 决策支持：各部门在信息管理系统中及时更新资料，单位领导可以在决策支 持系统中查看各部门的统计数据以及各类行窭和收文情况，单位领导确定近期的工作重 点和生产安排提供依据。 1 2 船长通告及其应用一体化研究 2 1 3 2 长江航标遥测遥控系统 航标遥测遥控系统可随时向长江电子航道图系统和支撑系统布设信息及其动态数 据；可从系统支撑系统获得电子航道图及其改正数据；从长江电子航道图系统获得最新 的航道测量数据。其主要功能如下【3 8 】： ( 1 ) 监控终端功能：主要功能是实现对航标设备的运行数据采集、对航标上相关 设备的控制及信息传送。 ( 2 ) 航标定位跟踪：浮标位置发生漂移超出规定范围时，可以自动对其进行定位 跟踪并在电子海图上显示航标的位置、漂移轨迹及漂移速度；可以手动远程查询航标位 置；具有航标维护人员或船只的定位与引导功能。 ( 3 ) 航标状态报警：当航标灯、蓄电池的电流或电压超出设定范围值时，当浮标 发生被撞事故或当超出允许范围时可以直接在电子海图上显示航标的图形变化，并显示 航标报警信息。航标具有设备正常、设备异常、设备检修、设备停止、航标偏移等五 种基本状态；可以查询报警记录的时间、负责人、处理方法等信息；具有多种报警阀值、 报警预案处理和报警记录查询统计功能。 ( 4 ) 监控中心监控管理：具有统计和显示月、年的航标管理情况，包括航标设备 故障统计、航标漂移情况统计、故障平均恢复时间统计等功能；具有远程设定航标各设 备的安全与报警参数功能；具有远程设置航标的数据采集传送频率的功能；具有远程设 置前端航标控制器的工作模式或连续工作时间功能；统计及报表打印功能。 2 1 3 3 内河运输船舶导航系统 内河运输船舶导航系统可随时从长江航运一体化应用体系的支撑系统下载所需的 电子航道图及其改正数据、航标基本信息及其动态数据、航行通告警告、以及港口、水 位、气象等其它相关信息。其主要功能如下： ( 1 ) 电子航道图显示和控制：自动选择图幅、任意缩放、分层显示、背景控制等。 ( 2 ) 本船动态标绘：实时动态标绘本船的位置及运动矢量，记录本船航迹。 ( 3 ) 目标船动态跟踪：实时自动判断本船与目标船的相对运动关系( 灿s 和雷达 a m a ) ，发现碰撞危险时自动报警。 1 3 第2 章一体化应用体系及船长通告的理论内涵 ( 4 ) 多功能报警预警：根据本船状态自动进行偏航报警、撞桥报警、搁浅报警、 禁航区报警、方位报警、距离报警等。 ( 5 ) 航行管理：航线设计、航行日志管理、航程统计、预抵时间计算等。 ( 6 ) 船舶动态报告：定时自动向“船舶动态监控系统”报告本船动态；或随时响 应呼叫，发送船舶动态报告。 ( 7 ) 船舶事故报告：当本船或发现他船发生事故或紧急情况时，可向水上应急系 统报告，并接受应急指挥中心的指挥调度命令。 2 1 3 4 长江船舶动态监控系统 长江船舶动态监控系统向船舶交通管理系统、水上应急系统和长江航运一体化应用 支撑平台同步传输船舶动态信息；同时可从水上应急系统获得参与应急行动的船舶动 态、从船舶交通管理系统获得船舶交通实况信息o 其主要功能如下【3 9 1 ： ( 1 ) 电子航道图显示控制：根据s 5 2 的显示要求进行电子航道图显示控制。 ( 2 ) 电子航道图更新与标绘：从“长江航运一体化应用支撑平台”获得最新的电 子航道图；可在图上进行标绘与测量。 ( 3 ) 船舶动态监控：包括船舶动态显示、船舶信息查询、交通监测、监控记录、 船位呼叫与指挥、船舶历史动态回放分析。 ( 4 ) p o l l i n g 船舶动态：根据需要实时寻呼船舶动态，获取船舶的准确船位。 2 1 3 5 船舶交通管理系统 船舶交通管理系统可向船舶动态监控系统和长江航运一体化应用支撑平台传输 v t s ( 岸基及移动) 监控范围内的船舶交通实况信息；可从船舶动态监控系统获得其它 船舶的动态信息；可从长江航运一体化应用支撑平台获取相关水域的电子航道图及其改 正数据、航标动态信息及其它相关信息。其主要功能体现在交通监视、交通组织、信息 服务、助航服务等方面，其主要功能包括各种信息收集、信息处理、信息评估、管理服 务、联合服务等。 一1 4 船长通告及其应用一体化研究 2 1 3 6 长江水上应急系统 长江水上应急系统从船舶动态监控系统获得过路船舶动态数据，并向其提供应急船 舶动态信息；从长江航运一体化应用体系的支撑系统获得电子航道图及其改正数据以及 其它相关数据。其主要功能包括接收事故报告、搜救力量查询、制定搜救方案、搜救调 度指挥、向应急船舶和过路船舶传输调度指挥指令和事故报告处理等【4 l 】。 2 2 长江船长通告概述 为航行中的船舶提供航行通告信息是当前一种主要的辅助导航手段。这种方式经历 了纸质、语音以及w e b 方式，随着e c d i s 的普及，将综合导航信息在船载e c d i s 平 台上实时的显示给船长驾驶员就成为各国导航研究领域的相关人员关注的热点。船长通 告( n o t i c e st os k i p p e r s ) 或称船长通告信息服务本着安全与高效的原则，为内河航运船 舶的船长驾驶员提供包括航道信息、交通信息、交管信息、航程规划信息和其他信息在 内的运输综合信息 1 2 , 4 2 , 4 引。在提高船舶导航的智能化水平的同时，本服务在保障航行安 全、维护通航环境、减轻驾驶人员工作量等方面较传统方式也有长足的改进。由于内河 航行的情况复杂，为内河航行船舶的船长或驾驶员提供船长通告信息也成为各国内河航 运管理部门最为重要和迫切关注的问题。 作为长江航运一体化应用体系的重要组成部分，船长通告信息的内容被编码为机器 可读的某种文件格式。这种文件可以被用于某些应用软件程序，比如航次计划程序或者 船舶上配备的内河e c d i s 平台。被编码的信息可以被直接用于某种计算( 比如航程计 划) 。 2 3 本章小结 长江航运一体化应用体系是现在高新技术与信息化技术的综合集成与应用，代表了 当今信息技术在内河航运应用的方向，将为行业管理、运输组织和公共服务等关键业务 提供有力的技术支撑与保障，对航运发展的传统手段进行有效改造和提升，推进长江航 运向信息化、智能化方向发展。 1 5 第3 章长江船长通告的设计和实现 第3 章长江船长通告的设计和实现 本章按照c j 5 7 标准对长江船长通告进行了设计。在文件格式定制过程中，首先对 长江航运中对船长驾驶员所需信息进行筛选和分类，然后根据空间属性原则进行归类， 最后生成并实现了船长通告在e c i d s 平台上的显示。下面从这几个方面对船长通告的 文件格式定制进行详细介绍。 3 1 长江船长通告源数据解析 3 1 1 船长通告信息来源 由交通部长江航务管理局、江苏海事局和江苏省气象局提供给长江航运一体化应用 体系的信息是长江船长通告信息来源的重要组成部分。图3 1 即是长江船长通告信息的 主要来源。 1 6 船长通告及其应用一体化研究 图3 。1 长江船长通告信息来源图 f i g 3 1i n f o r m a t i o ns o u r c eo f n o t i c e st os k i p p e r sf o r t h ey a n g t z er i v e r 1 7 第3 章长江船长通告的设计和实现 3 1 2 船长通告的信息分类 长江船长通告利用现代信息技术和通信技术，为长江航行的船舶提供的信息可以归 结为交通相关的信息( t r a f f i c 。r e l a t e di n f o r m a t i o n ) 和运输相关的信息( t r a n s p o r t r e l a t e d i n f o r m a t i o n ) 】，如图3 2 所示。 船 水 水舶 上 上航交 应 父道通 急 通信 监 救 信 息 管援 息 信 信 息 息 ， 还执航 规 输 法廷 费 物 通统 征 流 匕 计 稽 口 信信信 信 息息息 息 图3 2 长江船长通告信息分类 f i g 3 2i n f o r m a t i o nc l a s s i f i c a t i o no ft h en t sf o ry a n g t z er i v e r ( 1 ) 航道信息( f i a r w a yi n f o r m a t i o n ) ：主要包括航道地理、水文、气象以及行政 管理信息，包括与航道相关的动态信息( 如水位、流量) 、静态信息( 如船闸调度计划) 。 ( 2 ) 水上交通信息( t r a f f i ci n f o r m a t i o n ) ：主要包括内河航运局部或全景的动态、 静态水上交通信息，并显示在船载电子海图显示及信息系统( e c d i s ) 终端上。 ( 3 ) 船舶交通监管信息( t r a f f i cm a n a g e m e