0 引言
自20世纪以来, 世界航海技术经历了快速发展, 特别是进入21世纪, 人类对航海技术的认识有了新的飞跃。2006年5月, 国际航标

协会 (IALA) 首次提及E-navigation (电子航海) 并做了简要定义。同年, 国际海事组织 (IMO) 在航行安全分委会 (NAV) 第52次

会议上正式提出“E-navigation”的概念, 强调了它对加强未来航海安全、促进航运发展和保护海洋环境的重要作用, 明确表示了

在全球范围内优先支持发展E-navigation[1,2]随后, 世界各主要海运国家都相继开展了有关这一领域的研究, 并取得了一些阶段

性成果。时隔十年, 新任IMO秘书长Kitack Lim在2016年国际海事大会上做了题为“E-navigation Underway”的主旨演讲, 倡导并

呼吁继续推进E-navigation的发展。在IMO的引领下, E-navigation的概念逐渐由抽象变得具体, 成为建立航海安全环境的新手段

。在现实需要和国际发展趋势的大背景下, 作为E-navigation中枢系统的航海通信导航技术也将随之发生变革。

1 E-navigation的概念、内涵和应用
E-navigation提出之初只是一个较为宽泛的概念, 主要是基于船舶之间以及船舶与海岸电台乃至陆地用户之间的沟通联络或信息交

流的需要, 对各方资源进行整合, 形成便捷、高效的一体化航海通信导航系统, 从而实现提高船舶、港口及陆地用户的工作效率和

管理水平的目标。E-navigation虽然在文献中出现过不同类型的表述和定义, 但是这些对系统功能的实现未形成实质性影响。

[3,4]IALA和IMO等国际组织所倡导的E-navigation战略构想是通过电子、信息和网络技术整合各类通信导航设备, 最终将海事信息

集成、显现在船舶终端, 从而增强船舶的航行安全、生产效率和安保能力, 最终实现保护海上人命和财产安全及海洋环境的总目标

。

E-navigation主要由船载设备、岸基设施和通信链路构成。从本质上说, 它是一个由信息技术、导航技术、海事规范、行业标准等

组成的新一代通信导航系统, 是一个融合了各类航海终端单元的全方位、可持续、动态化的综合平台。从概念的提出到深度发展,

它都离不开当今“大数据”、“云技术”和“信息化”技术发展的支撑。E-navigation解决了现有通信导航设备和系统相互独立且

互不兼容的不足, 在统一船岸设备和系统标准的基础上, 使终端用户能够在系统运作过程中形成步调一致、整体联动的态势;通过

合理地配置现有船载设备, 能够为各类船舶用户提供便捷、高效、精准的智能化全球共享导航系统。该系统不仅能够实现信息资源

的传递交换, 也能够改变船岸人员传统的操作方式, 从而从根本上减轻船舶驾驶人员和陆地工作人员的工作负担。

在实践中, E-navigation的功能主要是通过水上交通监管平台实现的。2006年IMO参与建设了“马六甲海峡海上电子高速公路示范

项目”, 该项目整合了海岸电台设备、海洋环境遥感、船舶通信导航终端三方资源, 实现了船舶或船岸之间信息传送的无缝对接和

即时共享。芬兰充分利用现有VTS (船舶交通服务) 和AIS (自动识别系统) 基站以及CCTV (闭路电视) 等构建了国家级海上交通监

控管理Coast Watch系统。[5]类似的还有欧盟的E-maritime、丹麦的Efficiensea、美国的IWS等项目。早在2012年, 我国海事部门

顺应E-navigation的发展形势, 组织开发了电子巡航系统率先在长江芜湖段和武汉段运行推广。[6]随后, 我国在沿海水域, 先后

建成或在建了东海航海保障中心“洋山港E-navigation”、北海航海保障中心“综合航海保障系统”和南海航海保障中心“珠江口

E-navigation实践工程”。通过自主研发, 部分沿海主要海岸电台还试点建设了NAVDAT (海上安全信息数字广播系统) 播发海上安

全和安保信息。这些工作极大地推进了我国E-navigation的发展步伐。

2 航海通信导航系统实施的现状
E-navigation在通航、助航、交通服务方面发挥了重要作用, 而航海通信导航的设施和手段是E-navigation战略的重要组成部分和

系统运行的核心。目前, 航海通信导航的主要功能是通过GMDSS (全球海上遇险与安全系统) 实现的。GMDSS于1988年被载入SOLAS

(海上人命与安全) 74/88公约, 于1992年开始全面实施。GMDSS主要由海事卫星通信系统, 以及中频 (MF) 、高频 (HF) 和甚高频

(VHF) 构成的地面无线电通信系统, 通信质量高、误差率小, 特别是卫星通信系统覆盖了全球主要航海水域。GMDSS在船到岸、岸

到船、船到船的遇险、紧急、安全与常规通信方面均起着极为重要的作用。

航海通信导航系统实施二十多年来, 虽然技术手段在不断提高, 但是还存在地面通信系统带宽较低, 难以满足各类服务需求的问题

, 而卫星通信主要依靠INMARSAT (移动卫星通信系统) , 使用成本较高, 限制了大规模的应用。[7]此外, 部分通信导航设备会因

为性能滞后或元器件问题而使其可用性降低。随着航海技术的发展, 各类船载通信导航设备越来越多, 这虽然为船舶人员提供了更

多的通信导航手段, 但是这些设备和系统的相互兼容性不佳, 甚至有部分功能重复, 显示界面无序, 导致信息共享不畅, 反而增加

了船舶人员的操作负担, 进而可能引发海上事故。[8]在当前背景下, 有必要对航海通信导航系统的未来发展作一些全局性、战略

性和探索性思考。

3 航海通信导航系统未来发展的思考
近十年来, IMO就航海通信导航系统的升级发展多次组织会议讨论。2017年3月, IMO航行、通信与搜救分委会 (NCSR) 就GMDSS复审

和现代化 (Review and Modernization of the GMDSS) 再次召开会议, 内容包括SOLAS公约的修订、引入其他移动卫星系统开展全

球或区域业务、遇险和搜救设备软硬件设施改造、GMDSS设备更新等方面的议题。同时, 为解决当前通信导航手段与E-navigation

要求脱节的问题, IALA于2017年12月第65次大会再次修订了《海上无线电通信规划》 (Marime Radio Communication Plan) , 提

出包括第2代AIS和VHF数字通信及500 kHz数字通信方式的使用等工作方案, 这对航海通信导航未来的发展具有重要的指向作用。据

此, 结合我国在E-navigation实施背景下的航海通信导航发展情况, 就系统未来发展提出如下几点思考意见。

3.1 对接国际标准, 加强合作研发
在我国致力于建设世界海洋强国、提高国际航海事务的参与度和话语权的背景下, 当前GMDSS评审和现代化发展与《海上无线电规

划》的实施, 无疑将是促进航海通信导航技术发展的一次重要的战略机遇。在E-navigation战略下, 航海通信导航的研究与实施涉

及通信、导航、海事、管理等多个专业领域, 随之会出现一些新的技术和方法, 产生一批新的术语和概念。因此, 我国航海科技工

作者如何紧密跟踪国际E-navigation的发展进度, 把我国航海服务保障工作融入国际E-navigation发展体系, 将直接关系到我国在

国际海事领域的影响和地位。

目前, 国内航海院校和海事研究机构缺少深度合作, 研究力量分散, 无法有效整合资源, 难以形成合力。国内海事主管部门应积极

组织力量, 及时跟踪研究各类国际组织在航海通信导航方面的政策法规, 了解掌握最新研究成果、动态和进展, 主导开展对航海通

信导航新技术的深入研究。在组织海事科研院所开展合作研究的同时, 应该引入国内仪器设备研发生产企业共同参与。通过整合各

方力量和资源, 尽快自主研发各种新式的航海数字通信手段, 如AIS 2.0、NAVDAT、北斗卫星接收系统等技术。在积极推进E-

navigation相关核心技术和产品国产化的同时, 主动参与国际技术和应用标准的制定, 以此提高我国航海科技水平和国际海事话语

权。

3.2 完善监控系统, 保障海上安全
在E-navigation快速发展并且功能逐步完善的背景下, 航海通信导航方式也随之发生了深刻的变化, 在船舶驾驶、海事管理、航海

保障等技术领域取得了很大进步, 从而为船舶地安全航行发挥了重要作用。尽管如此, 船岸信息交流和共享手段还存在较大的改进

空间, 如对船舶动态的实时化、多元化信息采集渠道还未完全建立, 影响了海事管理机构对船舶交通的精细化乃至定制化的管理和

服务。因此, 有必要建立和完善航海通信导航检测、监控系统, 通过在海岸、港口和船舶密集水域附近合理增加设置基站, 将检测

结果或监控情况连同预警信息通过无线数据网络及时播发, 实现共享, 做到早预防、早协调、早处置。总之, 通过E-navigation的

检测和监控平台, 当船舶发生海上交通、污染及安保事故时, 能够有效地提供技术和信息保障, 提高航海保障机构的应急反应能力

, 从而更好地组织、协调和指导水上搜救、防污染和安保工作, 将各类损失降到最低, 以保障海上航行安全。

3.3 加快技术改造, 升级系统设备
在E-navigation框架下, 通信系统主要包括语音和数据两大部分, 范围覆盖港口、沿海乃至远洋水域。陆地通信导航基础设施的技

术改造和系统升级是E-navigation能够顺利实施的关键所在。在当前背景下, 海岸电台应组织研究并尽快实施新一代数字化NAVDAT

播发系统, 在VDES (甚高频数据交换系统) 和AIS-SART (搜救定位装置) 技术出现后, 要做好现有海岸电台和基站设备的改造、更

新和系统升级工作, 实现区域联网和业务信息、通信线路的共享。利用AIS系统服务船舶导航需要加快布局和升级AIS基站, 为船舶

提供独立的无线电导航定位手段, 以增加船舶导航的可靠性, 提高E-navigation的整体性能。此外, 海岸电台应对照新修订的通信

导航设备性能标准, 如NAVTEX (航警电传) 、EGC (增强群呼系统) 、INS (综合导航系统) 等, 尽快开展对现有设备的性能评估和

升级达标工作。作为国内主要的海岸电台之一, 上海海岸电台已开通NAVDAT的试播工作, 正在谋划引入我国“天通一号”通信卫星

系统和北斗卫星导航系统, 用于海上通信、搜救作业和遇险与安全信息播发。同时, 还对北极航路通信覆盖能力进行测试, 并积极

推进国内行业技术标准的研究、制定和开展NAVDAT-NAVTEX双模产品研制及其播发内容的定制等工作。这对我国岸台改造升级工作

具有一定的示范和引领作用。

3.4 重视使用培训, 更新服务理念
随着E-navigation战略的实施, 会有更多的船载和岸基新设备新系统投入使用。如果船舶人员不完全熟悉这些设备和系统的使用特

性, 也未接受系统的操作训练, 必会影响船舶人员的操作使用效率和效果, 甚至对船舶安全形成潜在威胁。因此, 航运企业应高度

重视船舶人员的操作培训工作, 特别是针对新设备新系统的操作培训。

此外, E-navigation的实施能使各类信息实现零距离传送, 使得岸基地管理者与船舶人员之间的沟通联络和信息共享更为便捷, 岸

基地管理者对船舶事务与行动决策的参与度更高, 这在一定程度上会影响船长独立行使ISM (国际安全管理) 规则中规定的

Overriding Authority (绝对权力) , 影响船长对船舶安全和防止污染事故相关的决策判断和处置。因此, 岸基地管理者必须秉承

全新的管理理念, 采用科学、务实的管理方法履行管理职责, 减少对船舶航行的不利影响, 最大限度地服务、保障船舶的安全运营

和生产。

4 结束语
E-navigation概念从提出到迅速发展, 它对加强未来航海安全、促进航运经济的发展和保护海洋环境的作用得到了普遍公认。在当

今“互联网+”、“移动通信”和“大数据”技术爆发性发展的背景下, 航海通信导航技术正向着数字化、带宽高、覆盖广、成本

低等方向发展, 为进一步优化E-navigation创造了条件。随着E-navigation在世界各国港口和海域应用的日益广泛, 航海通信导航

必将在船岸信息集成与共享、智能化交通和海上风险管理中发挥更为重要的作用。