海图和航海图书更新技术研究与应用
尹文文
摘要：海图和航海图书是船舶从事海上航行的必备资料，也是安全航行的基本保证。国际海上人命安全公约（SOLAS）第五章第19条和第27条分别对船载航行系统和设备的配备以及海图和航海出版物配备做出了规定。依托海图编绘生产体系、航海图书印刷体系和航海图书发行网络，上海海图中心不断探索纸海图、电子海图更新新技术，推进基于POD模式的纸海图生产服务流程，开发海上移动助航软件“海E行”，不断提高海图编绘、印刷和发行水平，让航海者更好地享受中国海事民用航海图书的优质服务，树立负责任大国形象。
关键词：海图和航海图书 国际海上人命安全公约 POD模式 海E行
1 海图和航海图书更新的必要性
1.1 公约要求
国际海上人命安全公约（SOLAS）第五章第19条船载航行系统和设备的配备要求第2.4款规定所有船舶，无论大小，均须配备海图和航海出版物以计划和显示船舶预定航程的航线，并且全程标绘和检测船位。电子海图显示和信息系统（ECDIS）也可作为满足本款海图配备要求的设备。第2.5款规定如果第2.4款中的功能全部或部分由电子手段满足，还需配有符合该款功能要求的备用装置，其中妥善装订的纸质海图可作为电子海图显示和信息系统的备用布置。
国际海上人命安全公约（SOLAS）第五章第27条规定海图和航海出版物，如航路指南、灯塔表、航海通告、潮汐表以及预定航程所需的所有其他航海出版物均应充足并保持更新。
1.2 港口国检查和船旗国检查的要求
港口国检查（Port State Control，以下简称PSC）是指港口所在国家依据有关国际公约规定的标准，对进入其港口的外国籍船舶所实施的一种监督与控制，以确保船舶及其设备符合国际公约要求，船舶配备和操作符合适用的国际规范。
船旗国检查（Flag State Control，以下简称FSC）是指船舶注册国根据国家海上交通安全法、海洋环境保护法、有关国际公约制定的安全检查标准，对进入其港口的船舶实施的一种监督与控制，以确保船舶及其设备符合船旗国、国际公约要求。中国籍的安全检查根据《中华人民共和国船舶安全检查规则（1997）》作为检查依据。
无论是PSC还是FSC，目的是纠正与消除受检船舶所存在的不符合标准的缺陷，以确保船舶航行、人身和财产的安全以及保护海洋环境，促进经济的发展和航运经营水平的提高。PSC和FSC对ECDIS检查的依据有SOLAS公约第五章第18条航行系统和设备以及航行数据记录仪的认可、检验和性能标准的规定；第19条船载航行系统和设备的配备要求；第27条海图和航海出版物，检查海图或航海图书的配备是否符合航线需要并改正到最新，驾驶员务必认真地及时进行改正和登记。
2 海图和航海图书传统更新模式与不足
2.1 海图和航海图书的传统更新模式
隨着统一制图的实施，原由上海、天津、广东三个海测大队共同承担的中国海事局航海图书制作、出版、发行等工作调整为由东海航海保障中心上海海图中心统一承担。上海海图中心根据上级部门下发的年度沿海港口航道图出版计划进行纸海图的编绘、出版、印刷和发行。依托海图编绘生产体系，如海道测量生产数据库系统、水深数据管理系统、海图编绘管理系统等，航海图书印刷体系和航海图书发行网络，上海海图中心实现了纸海图和电子海图的一体化制作和全数据库管理，2016年发行纸海图10.8万张，电子海图59万余次，潮汐表发行7800余册，改正通告15万余册，不断满足航运发展对海图和航海图书的需要，为航海保障提供优质及时的服务。
一直以来，纸海图印刷实行传统的印刷模式，中心目前正在推进基于POD模式的纸海图生产服务流程。一方面纸海图传统印刷比数字印刷工艺流程复杂，前后工序多，时间长；另一方面海图小改正作业繁重、易出差错。海图被形象地比喻为“航海者的眼睛，海况千变万化，因此纸海图出版后还要及时根据现势情况编绘或者根据《改正通告》对库存海图进行小改正。传统印刷模式下，纸海图小改正作业通过人工手动改正完成，小改正工作十分繁重。从小改正的方式和强度上看，很容易出差错。加之物流配送到用户手中，纸海图现势性受到影响。
2.2 电子海图更新模式
IMO 1995年11月第19届大会通过决议《电子海图显示与信息系统性能标准》（1996年和1998年两次进行修订）确定ENC可以作为纸海图的等效物。“ENC是指在内容、结构和格式均已标准化，由经政府授权的海道测量机构发布，专为ECDIS使用的数据库。ENC包含有安全航行需要的全部海图信息，也可以包含纸海图上没有但对航行安全认为是需要的补充信息（如《航路指南》）”。2000年11月27日召开的IMO第73次MSC会议对SOLAS公约第五章修正，并于2002年7月1日生效，对ECDIS描述为：电子海图显示与应用系统（ECDIS）是一种具有足够的备份措施，被认为是符合1974年SOLAS公约第五章要求的最新海图的导航信息系统。它可以有选择地显示电子海图（ENC）中的信息和从导航传感器获得的位置信息以帮助航海人员进行航线设计和航路监视，并且能够按要求显示其他与航路相关的补充信息。
（1）ECDIS的优点
① 视频显示，易于观察
ECDIS基本是在Windows操作系统下运行，可通过操作面板按钮或球行轨迹和鼠标进行相关功能的操作，通过键盘进行文本的输入。可通时打开多个菜单，根据需要，可以随时进行菜单之间的切换，操作简单、快捷和方便。可根据实情自由选择白天或夜间模式显示背景。
② 信息丰富，功能齐全
ECDIS信息种类丰富，既包括海图图式，也包括了GPS/DGPS、测深仪、RADAR/ARPA、AIS、罗经等输入到ECDIS系统的航海仪器的所有信息，还包括如潮汐、潮汐表、港口指南等其他航海信息，通过鼠标的点击即可查询各信息。通过船舶通信系统，可自动或半自动修改、航线设计、航次计划的拟定、航行记录与报警等功能。
（2） ECDIS的风险
同其他产品和设备一样，ECDIS也不例外，存在自身的局限性、误差和故障等弱点，主要存在以下几种风险：海图数据形成过程中产生的误差以及数据计算基准不同带来的误差等海图数据误差所引起的风险；时变数据产生船位误差所引起的风险；外部设备（传感器）可能产生的误差所引起的风险；如操作不熟练、知识欠缺或粗心大意等船员本身原因导致的操作误差所引起的风险。
3 海图和航海图书更新的新技术与应用
3.1海图POD技术的推广应用
（1）POD技术的概念
POD，是“publishing on demand”的缩写，译作按需印刷，又称“即时印刷”和“闪电印刷”。作为一种印刷出版营运模式，按需印刷是指按照用户的要求，将出版信息存储于计算机系统，依指定的地点和时间，通过数据处理、数字印刷和网络媒介，全新改造出版行业整个流程，以适应个性化、短版化和高效率的市场需求，特别适用于专业性强、可变性强的文件。目前，按需印刷技术已在发达国家大量采用。
（2）POD技术在纸海图打印中的优势
① 大大简化了海图印刷工艺流程
与工艺流程复杂的传统印刷相比，POD技术只需将制图部门制作的纸海图电子文件上传到计算机，通过POD控制系统选择并管理印刷作业，不需要软片和印版，操作简便，没有水墨平衡问题，降低了工作强度，实现编绘到印刷的一体化。
② 有效提升了纸海图出版的现势性
纸海图现势性指纸海图提供的地理空间信息要尽可能地反映当前最新的情况。纸海图更新周期愈短，现势性就越强。POD技术可以远程传输数据，异地制作图书。因此，当一幅纸海图完成编绘后，代销点可以第一时间通过POD控制系统进行印刷，不仅省去了物流時间，节省了物流成本，而且有效提升了纸海图出版的及时性，突出了纸海图出版的现势性。
3.2 ECDIS使用中的注意事项
基于ECDIS使用中的风险，使用者不能过分依赖ECDIS。使用者不仅要充分掌握其性能并充分、适当地利用其功能，而且在航行中充分的利用适当地了解和独立于该系统的手段和方法检验系统的有效性和是否有误差，以保证航行安全。
3.3 开发海上移动助航软件“海E行”
“海E行”APP是由交通运输部东海航海保障中心联合上海海事大学共同开发的航海导航应用，旨在为广大使用手机或平板电脑的航海用户提供实时在线电子海图浏览、航线绘制、海上定位及导航、航迹查询等服务。
4 结束语
海图和航海图书是船舶从事海上航行的必备资料，也是安全航行的基本保证。无论是国际公约还是国内相关法规都对船载航行系统和设备的配备，如电子海图显示和信息系统（ECDIS）以及海图和航海出版物的充足和现势性做出了规定和要求。履行国际公约承担国际责任是中国作为航运大国应尽的责任和义务。作为海事系统唯一一支集制图、印刷、发行为一体的机构，上海海图中心将继续跟踪、研究先进技术，不断提高海图编绘、印刷和发行水平，为海洋经济发展提供强有力的支撑和保障，让航海者更好地享受中国海事民用航海图书的优质服务，树立负责任大国形象。
参考文献：
[1] 陈磊.建立基于POD模式的纸海图生产服务流程[C].中国航海学会航标专业委员会测绘学组学术研讨会学术交流论文集，2016.10.
[2] 电子海图显示与检验系统（ECDIS）检验指南.中国船级社，2012.10.
[3] 国际海事组织国际海上人命安全公约综合文本2009.人民交通出版社，2010.12.
[4] 钱闵.ISM规则与港口国监督实务[M].大连海事大学出版社，2001（03）.
摘要：海图和航海图书是船舶从事海上航行的必备资料，也是安全航行的基本保证。国际海上人命安全公约（SOLAS）第五章第19条和第27条分别对船载航行系统和设备的配备以及海图和航海出版物配备做出了规定。依托海图编绘生产体系、航海图书印刷体系和航海图书发行网络，上海海图中心不断探索纸海图、电子海图更新新技术，推进基于POD模式的纸海图生产服务流程，开发海上移动助航软件“海E行”，不断提高海图编绘、印刷和发行水平，让航海者更好地享受中国海事民用航海图书的优质服务，树立负责任大国形象。
关键词：海图和航海图书 国际海上人命安全公约 POD模式 海E行
1 海图和航海图书更新的必要性
1.1 公约要求
国际海上人命安全公约（SOLAS）第五章第19条船载航行系统和设备的配备要求第2.4款规定所有船舶，无论大小，均须配备海图和航海出版物以计划和显示船舶预定航程的航线，并且全程标绘和检测船位。电子海图显示和信息系统（ECDIS）也可作为满足本款海图配备要求的设备。第2.5款规定如果第2.4款中的功能全部或部分由电子手段满足，还需配有符合该款功能要求的备用装置，其中妥善装订的纸质海图可作为电子海图显示和信息系统的备用布置。
国际海上人命安全公约（SOLAS）第五章第27条规定海图和航海出版物，如航路指南、灯塔表、航海通告、潮汐表以及预定航程所需的所有其他航海出版物均应充足并保持更新。
1.2 港口国检查和船旗国检查的要求
港口国检查（Port State Control，以下简称PSC）是指港口所在国家依据有关国际公约规定的标准，对进入其港口的外国籍船舶所实施的一种监督与控制，以确保船舶及其设备符合国际公约要求，船舶配备和操作符合适用的国际规范。
船旗国检查（Flag State Control，以下简称FSC）是指船舶注册国根据国家海上交通安全法、海洋环境保护法、有关国际公约制定的安全检查标准，对进入其港口的船舶实施的一种监督与控制，以确保船舶及其设备符合船旗国、国际公约要求。中国籍的安全检查根据《中华人民共和国船舶安全检查规则（1997）》作为检查依据。
无论是PSC还是FSC，目的是纠正与消除受检船舶所存在的不符合标准的缺陷，以确保船舶航行、人身和财产的安全以及保护海洋环境，促进经济的发展和航运经营水平的提高。PSC和FSC对ECDIS检查的依据有SOLAS公约第五章第18条航行系统和设备以及航行数据记录仪的认可、检验和性能标准的规定；第19条船载航行系统和设备的配备要求；第27条海图和航海出版物，检查海图或航海图书的配备是否符合航线需要并改正到最新，驾驶员务必认真地及时进行改正和登记。
2 海图和航海图书传统更新模式与不足
2.1 海图和航海图书的传统更新模式
隨着统一制图的实施，原由上海、天津、广东三个海测大队共同承担的中国海事局航海图书制作、出版、发行等工作调整为由东海航海保障中心上海海图中心统一承担。上海海图中心根据上级部门下发的年度沿海港口航道图出版计划进行纸海图的编绘、出版、印刷和发行。依托海图编绘生产体系，如海道测量生产数据库系统、水深数据管理系统、海图编绘管理系统等，航海图书印刷体系和航海图书发行网络，上海海图中心实现了纸海图和电子海图的一体化制作和全数据库管理，2016年发行纸海图10.8万张，电子海图59万余次，潮汐表发行7800余册，改正通告15万余册，不断满足航运发展对海图和航海图书的需要，为航海保障提供优质及时的服务。
一直以来，纸海图印刷实行传统的印刷模式，中心目前正在推进基于POD模式的纸海图生产服务流程。一方面纸海图传统印刷比数字印刷工艺流程复杂，前后工序多，时间长；另一方面海图小改正作业繁重、易出差错。海图被形象地比喻为“航海者的眼睛，海况千变万化，因此纸海图出版后还要及时根据现势情况编绘或者根据《改正通告》对库存海图进行小改正。传统印刷模式下，纸海图小改正作业通过人工手动改正完成，小改正工作十分繁重。从小改正的方式和强度上看，很容易出差错。加之物流配送到用户手中，纸海图现势性受到影响。
2.2 电子海图更新模式
IMO 1995年11月第19届大会通过决议《电子海图显示与信息系统性能标准》（1996年和1998年两次进行修订）确定ENC可以作为纸海图的等效物。“ENC是指在内容、结构和格式均已标准化，由经政府授权的海道测量机构发布，专为ECDIS使用的数据库。ENC包含有安全航行需要的全部海图信息，也可以包含纸海图上没有但对航行安全认为是需要的补充信息（如《航路指南》）”。2000年11月27日召开的IMO第73次MSC会议对SOLAS公约第五章修正，并于2002年7月1日生效，对ECDIS描述为：电子海图显示与应用系统（ECDIS）是一种具有足够的备份措施，被认为是符合1974年SOLAS公约第五章要求的最新海图的导航信息系统。它可以有选择地显示电子海图（ENC）中的信息和从导航传感器获得的位置信息以帮助航海人员进行航线设计和航路监视，并且能够按要求显示其他与航路相关的补充信息。
（1）ECDIS的优点
① 视频显示，易于观察
ECDIS基本是在Windows操作系统下运行，可通过操作面板按钮或球行轨迹和鼠标进行相关功能的操作，通过键盘进行文本的输入。可通时打开多个菜单，根据需要，可以随时进行菜单之间的切换，操作简单、快捷和方便。可根据实情自由选择白天或夜间模式显示背景。
② 信息丰富，功能齐全
ECDIS信息种类丰富，既包括海图图式，也包括了GPS/DGPS、测深仪、RADAR/ARPA、AIS、罗经等输入到ECDIS系统的航海仪器的所有信息，还包括如潮汐、潮汐表、港口指南等其他航海信息，通过鼠标的点击即可查询各信息。通过船舶通信系统，可自动或半自动修改、航线设计、航次计划的拟定、航行记录与报警等功能。
（2） ECDIS的风险
同其他产品和设备一样，ECDIS也不例外，存在自身的局限性、误差和故障等弱点，主要存在以下几种风险：海图数据形成过程中产生的误差以及数据计算基准不同带来的误差等海图数据误差所引起的风险；时变数据产生船位误差所引起的风险；外部设备（传感器）可能产生的误差所引起的风险；如操作不熟练、知识欠缺或粗心大意等船员本身原因导致的操作误差所引起的风险。
3 海图和航海图书更新的新技术与应用
3.1海图POD技术的推广应用
（1）POD技术的概念
POD，是“publishing on demand”的缩写，译作按需印刷，又称“即时印刷”和“闪电印刷”。作为一种印刷出版营运模式，按需印刷是指按照用户的要求，将出版信息存储于计算机系统，依指定的地点和时间，通过数据处理、数字印刷和网络媒介，全新改造出版行业整个流程，以适应个性化、短版化和高效率的市场需求，特别适用于专业性强、可变性强的文件。目前，按需印刷技术已在发达国家大量采用。
（2）POD技术在纸海图打印中的优势
① 大大简化了海图印刷工艺流程
与工艺流程复杂的传统印刷相比，POD技术只需将制图部门制作的纸海图电子文件上传到计算机，通过POD控制系统选择并管理印刷作业，不需要软片和印版，操作简便，没有水墨平衡问题，降低了工作强度，实现编绘到印刷的一体化。
② 有效提升了纸海图出版的现势性
纸海图现势性指纸海图提供的地理空间信息要尽可能地反映当前最新的情况。纸海图更新周期愈短，现势性就越强。POD技术可以远程传输数据，异地制作图书。因此，当一幅纸海图完成编绘后，代销点可以第一时间通过POD控制系统进行印刷，不仅省去了物流時间，节省了物流成本，而且有效提升了纸海图出版的及时性，突出了纸海图出版的现势性。
3.2 ECDIS使用中的注意事项
基于ECDIS使用中的风险，使用者不能过分依赖ECDIS。使用者不仅要充分掌握其性能并充分、适当地利用其功能，而且在航行中充分的利用适当地了解和独立于该系统的手段和方法检验系统的有效性和是否有误差，以保证航行安全。
3.3 开发海上移动助航软件“海E行”
“海E行”APP是由交通运输部东海航海保障中心联合上海海事大学共同开发的航海导航应用，旨在为广大使用手机或平板电脑的航海用户提供实时在线电子海图浏览、航线绘制、海上定位及导航、航迹查询等服务。
4 结束语
海图和航海图书是船舶从事海上航行的必备资料，也是安全航行的基本保证。无论是国际公约还是国内相关法规都对船载航行系统和设备的配备，如电子海图显示和信息系统（ECDIS）以及海图和航海出版物的充足和现势性做出了规定和要求。履行国际公约承担国际责任是中国作为航运大国应尽的责任和义务。作为海事系统唯一一支集制图、印刷、发行为一体的机构，上海海图中心将继续跟踪、研究先进技术，不断提高海图编绘、印刷和发行水平，为海洋经济发展提供强有力的支撑和保障，让航海者更好地享受中国海事民用航海图书的优质服务，树立负责任大国形象。
参考文献：
[1] 陈磊.建立基于POD模式的纸海图生产服务流程[C].中国航海学会航标专业委员会测绘学组学术研讨会学术交流论文集，2016.10.
[2] 电子海图显示与检验系统（ECDIS）检验指南.中国船级社，2012.10.
[3] 国际海事组织国际海上人命安全公约综合文本2009.人民交通出版社，2010.12.
[4] 钱闵.ISM规则与港口国监督实务[M].大连海事大学出版社，2001（03）.
