Transcript e-Nav最新进展介绍-深圳全

IALA e-Navigation
最新研究进展介绍
报告人:胡青
单 位:大连海事大学导航研究所
二〇一二年九月
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目
录
1
e-Navigation研究概述
2
e-Nav技术架构研究
3
e-Nav通信方面研究
4
e-Nav导航及其相关技术研究
5
e-Nav信息交换标准体系研
究
6
IALA 未来e-Nav研究构想与思考
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e-Navigation研究概述
1、IALA e-NAV分委会简介
成立及会议组织：2006年9月召开第一次会议并正式宣
布成立，该分委会每年召开两次会议，当与4年一次的
IALA大会冲突时暂停一次。
主要工作组：目前已稳定6个工作组从事三大方面的研
究，分别是（1）e-Nav战略实施与运作工作组；（2）
PNT 工作组；（3）AIS工作组；（4）通信技术工作
组；（5）技术架构工作组；（6）信息描述工作组。
（2）、（3）、（4）为技术工作组，（1）、（5）、
（6）为政策工作组。
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e-Navigation研究概述
2、 e-Navigation概念
定义：
e-Navigation是通过电子手段协调船舶和岸
上海事信息的采集，整合，交换，展示和分析，以增
强船舶泊位到泊位的导航和相关服务，以保障海上航
行安全和安保，保护海上环境。
区别：
e-Navigation，e-Nav，e-NAV。
宗旨：
以需求为导向，按需服务各类用户
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e-Navigation研究概述
3、IALA e-Navigation发展计划及实施表
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e-Navigation研究概述
3 e-Navigation
、
未
来
发
展
规
划
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e-Navigation研究概述
4、 e-Navigation基本架构与关键要素
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e-Navigation研究概述
4、 e-Navigation基本架构与关键要素
包括三大关键要素：架构、通信、导航，
一种标准体系：信息交换标准体系
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目
录
1
e-Navigation研究概述
2
e-Nav技术架构研究
3
e-Nav通信方面研究
4
e-Nav导航及其相关技术研究
5
e-Nav信息交换标准体系研
究
6
IALA 未来e-Nav研究构想与思考
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e-Nav技术架构方面研究进展
1、e-Navigation技术架构研究内容和过程
1）e-Navigation概念研究：e-NAV1—e-NAV3
2）e-Navigation需求分析：e-NAV4—e-NAV7
3）岸基技术架构研究：e-NAV4—e-NAV11
4）船基技术架构研究：e-NAV11—e-NAV12…
5)
NAVn…
海上技术服务集研究：e-NAV12—e-
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e-Nav技术架构方面研究进展
2、技术架构研究与发展：
从e-NAV4会一直持续到e-NAV14，甚至一直持续下去
分为岸基技术架构、船基技术架构和海上服务集三部
分
岸基技术架构以用户需求分析为基础，通过需求差
距分析、风险分析和成本效益分析，最后形成不同的用户
服务，每项用户服务是一个独立的服务体，但又通过IHO信
息描述和相关数据交换标准与e-Navigation架构形成一个
统一体。
船基技术架构将船上各类传感、通信、导航设施连
接起来，同样按需服务不同的船员，并通过通信与岸基eNavigation体系有机链接。
海上服务集：从e-NAV12上开始提出，会逐渐完善。
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e-Nav技术架构方面研究进展
2-1
-
技
术
架
构
研
究
与
发
展
岸
基
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e-Nav技术架构方面研究进展
2-2
-
技
术
架
构
与
要
素
船
端
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e-Nav技术架构方面研究进展
3、技术架构研究与发展
最新进展：1）人员因素考虑
e-NAV10上，由于STW提出了在e-Navigation实施发展计
划中应充分考虑人员因素，因此，e-NAV10确定下一步应
深入研究人员因素在需求、架构中的作用，形成了“人
员因素研究”程序，未来的e-Navigation架构中会进一
步考虑人员因素的影响并相应修改完善。但在e-NAV11上
没看到最新成果。
为此，IMO成立了新的e-Navigation通信联络组，
联合MSC各分委会（NAV/COMSAR/STW）、IALA、IHO、IEC
等相关组织，目前已开始开展相应的工作，如上述船端
技术架构。
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e-Nav技术架构方面研究进展
3、技术架构研究与发展
最新进展：2）海上技术服务集完善
从即将召开的e-NAV12上提出，计划在2018年设计完成形
成标准。
e-NAV12上将有一个报告，其他没有任何可参考文
件。
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1
e-Navigation研究概述
2
e-Nav技术架构研究
3
e-Nav通信方面研究
4
e-Nav导航及其相关技术研究
5
e-Nav信息交换标准体系研
究
6
IALA 未来e-Nav研究构想与思考
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e-Nav通信方面研究进展
1、全球无线电通信计划（WWRCP）
e-NAV4—e-NAV11
主要内容：完善的阐述当前海上可用的各种通信方
式、未来的海上通信发展趋势、e-Navigation中通信方法、
以及准备在WRC会议上的讨论议案。
Technologies for data transfer ship<->shore, listed generally in order of geographical range
e-NAV Area definitions
Broadband
GMDSS Sea
phone line or
Area
cable. (When
(approx)
ship at berth)
1 - Inside port
A1
2 - Approaching port area
A1
AIS 1.0
AIS 2.0*
Digital VHF
voice and
data
WiMax
F
F
E
E
F
F
F
E
E
F
F
E
E
F
E
F
Data by
modulated
RADAR
Commercial
DGPS beacon
LEO satellite MF & HF
data
Current MF & HF digital
INMARSAT
comms
(including
broadcast
HF NBDP data service
(Orbcomm, Navtex / MSI)
service
Iridium, etc.)
E
E
E
F
F
E
E
E
F
F
F
E
E
E
F
E
F
F
E
E
E
F
E
A2
E
E
E
F
5 - High seas
A3
E
E
6 - Polar regions
A4
E
3A - Coastal navigation out to cell
phone coverage (approx. 5nm)
3B - Coastal navigation VHF
coverage range (approx 25nm)
4 - Coastal approach (approx.
100nm)
A1
A1
E
WiFi
Mobile
phone
technology
E
E
E
E
E
E
E
E
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e-Nav通信方面研究进展
2、e-Navigation中最基本的通信方式
e-NAV10
 2代AIS系统（AIS2.0）；
 基于VHF的数字通信；
 500kHz上的数据通信方式。
针对AIS2.0，已经成功的在海上VHF频段申请4道新的
AIS通信信道。
基于VHF的数字通信，WRC-12批准了6个试验信道，正
在开始研究宽带VHF数字通信技术。
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e-Nav通信方面研究进展
3、AIS技术发展
e-NAV1— 一直持续
主要工作内容：
ITU-R M.1371建议案的历次版本修订；
IALA A-124和A-126建议案的修订完善；
未来AIS2.0的发展。
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e-Nav通信方面研究进展
3、AIS技术发展——针对ITU-R M.1371-最新发展：
 电文的修改和完善；
 支持B类SO模式的AIS；
 双工转发器的说明；
 基站信道管理电文；
 基站信道和通信负载影响及建议；
 并建议B类CS机制AIS不再播发19号电文，而由18号修
正电文替代。
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e-Nav通信方面研究进展
3、AIS技术发展—最新的A-124建议案第二版：
 详细规定了AIS系统的各类基本服务；
 AIS技术服务数据交换接口和数据传输模型；
 AIS服务人机接口模式；
 FATDMA管理计划；
 AIS中的DGNSS应用服务；
 AIS信道管理；
 AIS的VDL数据链负载管理；
 空基AIS注意事项。
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e-Nav通信方面研究进展
3、AIS技术发展--未来的AIS2.0系统：
 提高AIS岸站到船站的数据传输；
 提高船岸数据转发应用；
 提高船船之间的数据传输；
 卫星检测的AIS（空基AIS）；
 AIS作为未来GMDSS系统平台；
 使用AIS系统作为PNT服务和测距；
 作为未来e-Navigation系统VHF数字通信的信道协
调工具
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e-Nav通信方面研究进展
3 AIS
、
--
技
术
发
展
AIS2.0
未
来
的
系
统
AIS channels
(simplex or
duplex pairs)
Purpose
Frequency
allocation
AIS Message
types
AIS-1 & AIS-2 (simplex)
Safety of Navigation


Safety of navigation
Maritime and inland
distress and safety
communications


Allocated / needs to
be dedicated




Vessel identification
Vessel dynamic data
Vessel static data
Aids to Navigation

Typical
applications
Proposed
channels in
Appendix 18
AIS-3 & AIS-4 (simplex)
Vessel tracking and future
GMDSS




Space detection of
AIS
Future GMDSS


Marine safety information
General purpose information
communication

New / dedicated
channels required

New / shared channels
required

space detection of
AIS
Other messages for
support of future
GMDSS

Regional AIS binary
messages
S/N Circ 289 international AIS
binary messages



Ship to ship collision
avoidance
VTS tools
Tracking of ships
Locating in GMDSS
As now
AIS-5 & AIS-6 (duplex pairs)
Data Communication


Detection of vessels
by coastal states
beyond range of
coastal AIS base
stations
Future distress
alerting







Channels 75 and 76
Area warnings and advice
Meteorological and
hydrological data
Traffic management
Channel management of AIS
channels and future VHF
digital data channels
Ship-shore data exchange
World-wide dedicated
channels 27 and 28 are
preferred
Channel 70 (simplex)
AIS Channel
Management

Management of
VHF VDL in
harmony with
current ITU-R
M.822-1

Allocated and
dedicated

TDMA system
management
messages e.g.
Message 20,
Message 22,

Other messages
for support of
coordinating
channel sharing

Channel
switching

FATDMA
allocation

Assignment

As now but
requires
Appendix 18,
Footnote j), and
ITU-R M.822
modification
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1
e-Navigation研究概述
2
e-Nav技术架构研究
3
e-Nav通信方面研究
4
e-Nav导航及其相关技术研究
5
e-Nav信息交换标准体系研
究
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IALA 未来e-Nav研究构想与思考
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e-Nav导航及其相关技术研究进展
1、GNSS脆弱性问题
e-NAV1—e-NAV4
由于GNSS系统脆弱性，IALA出版R-129建议案推荐
未来应考虑多模GNSS接收机建议；
研究未来多模DGNSS系统，出版R-135建议案文档，
并在e-NAV3上提出了船舶强制安装DGNSS接收机建议，eNAV4制定了DGNSS描述性文档。
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e-Nav导航及其他技术方面进展
2、全球无线电导航计划（WWRNP）





e-NAV4—e-NAV7
e-NAV4：提议制定该计划；
e-NAV5：公布第一版草案；
e-NAV6：第二版进行公布和讨论；
e-NAV7：正式公布；
e-NAV8——：逐步完善和修订
计划内容：





罗列各种无线电定位方式；
重点阐述各国现有GNSS，及其相应的增强系统；
介绍了RADAR、LORAN、RACONS、AIS；
提出了未来新型无线导航系统—AIS-R和MF-R模式；
简要介绍了非无线电导航系统。
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e-Nav导航及其他技术方面进展
3、综合PNT系统—正在进行性能标准和其他相关标准制定工作
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e-Nav导航及其他技术方面进展
4、其他导航技术
e-NAV1—一直断断续续
 eLoran；
 新技术雷达；
 新技术雷达应用下的雷康（Racons）；
 AIS-R模式定位或MF-R模式定位。
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e-Navigation研究概述
2
e-Nav技术架构研究
3
e-Nav通信方面研究
4
e-Nav导航及其相关技术研究
5
e-Nav信息交换标准体系研
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IALA 未来e-Nav研究构想与思考
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e-Nav信息交换标准体系研究
1、信息交换标准体系发展过程
 e-NAV5中首次提议研究和设计UMDM（通用海上数据
模型）和DUOI（通用数据结构交换接口）；
 e-NAV6中研究并定义了上述模型和接口；
 由于IHO强势介入，力推S-100作为海上数据交换标
准体系，e-NAV8进行了热烈讨论，并在e-NAV9中受
IMO的制约最终接受了该模型。
 e-NAV10上讨论了如何与IHO合作参与制定和完善S100标准体系；
 e-NAV11上提出了IALA的“海上数据/信息全球共享
指南”，明确了IALA参与IHO S-100标准体系的程
序和角色。
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1
e-Navigation研究概述
2
e-Nav技术架构研究
3
e-Nav通信方面研究
4
e-Nav导航及其相关技术研究
5
e-Nav信息交换标准体系研
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6
IALA 未来e-Nav研究构想与思考
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IALA 未来e-Nav研究构想与思考
1、IALA的构想
IALA认为：未来的e-Navigation应是一种21世纪高效
协作的网络平台。其将融合导航、通信及其他多种业务功能，
e-Navigation使船岸各类信息在应用中具有高度的完好性，
同时简化信息报告模式，优化人机接口，最大化的发挥人与
设备之间的优点，并使人与设备的缺点最小化，以提高船舶
安全高效的运营，降低船舶对还应环境的影响
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IALA 未来e-Nav研究构想与思考
2、几个技术研究方向
 系统架构上相关研究：需求，风险分析、技术
架构，海上服务集（通用服务集和本地化服务
集扩展应用）；
 通信技术上的研究：综合通信设备，AIS船站、
岸站相关技术；
 导航技术上的研究：新型导航系统，综合PNT；
 信息模型上的研究：IHO信息交换标准。
报告结束
谢谢！
胡青：13387889389