欧盟北海ACCSEAS工程探析

吴祖新 冯纪军

欧盟北海ACCSEAS工程探析

吴祖新 冯纪军

为保护北海环境、降低航行风险、提高各国海事监管及数据互联共享能力，欧盟在相关工程经验的基础上，启动了面向北海区域的e-Navigation解决方案——ACCSEAS工程。该工程开发出一系列海事服务，在已知的海事问题范围内，成功地实现对e-Navigation原型的系统测试。理解ACCSEAS工程的架构与功能，学习其创新理念及技术，对我国实施e-Navigation战略有重要意义。

e-Navigation；ACCSEAS；海事云；互联共享

IMO的e-Navigation战略旨在通过海事利益相关方之间的合作确保海事安全。为落实e-Navigation战略及测试其可行性，欧盟推出了一系列海事工程（COSINUS，EfficienSea，MONALISA，ACCSEAS）。这些工程利用自动数据交换技术实现了船与船及船与岸之间的数据互通，并将互通后的海事数据（观测、航线、操船意图等）整合到全新的人机界面。界面用户能轻易并持续地通晓周围各海事活动参与方的动态，以便及早判断紧迫局面并能迅速反应。

在我国从航运大国到航运强国的转变过程中，需要全面实施e-Navigation战略。学习及跟踪世界各国先进经验可加速向航运强国转变步伐，而2015年结束的欧盟北海ACCSEAS（Accessibility for Shipping，Efficiency Advantages and Sustainability）海事工程无疑是学习的典范。

一、ACCSEAS工程

1.工程背景

欧盟北海区域是世界海运最繁忙及工业最发达的地区之一（2012年欧盟北海区域船舶通航密度如图1所示）。北欧各国历来对海洋环境保护高度重视，但随着船舶的大型化、密集化，北海风力电场及油气平台逐步增长而压缩了商船的航行区域，北海航行风险及环境保护面临重大挑战。2012年，北海区域内丹佛海峡通航量已超过13万艘次。[1]预计到2020年，该区域内船舶导航量还会有较大幅度增长。最近欧洲各国为能使用更为清洁的风能，而大规模新建海上风力发电场（如图2绿色区域所示）和油气田平台（如图2棕色圆点所示）。[1]

为确保北海区域船舶在有限的航行水域内的航行安全，ACCSEAS工程于2012年正式启动。该工程历时三年，预算560万欧元，由来自七个国家的11个组织的专家组成专家组负责实施。[2]ACCSEAS工程通过统一海事数据标准，利用其动态航线设计、信息交换及智能决策等技术，为海事各参与方提供高效的海事服务。

2.工程架构与体系

IMO对e-Navigation战略于2014年采用如图3所示的整体架构[3]：架构纵向划分为船端与岸端，船岸间由各种业务服务组成的链路相连；架构横向划分为数据域与信息域，数据域系统提供统一人机接口，接收各基础设施或第三方服务传来的数据，再以人机交互界面把终端用户需要的信息呈现出来。终端用户按需获取信息，获取过程对用户完全透明。

图2 2020年北海区域船舶通航密度预测

基于e-Navigation总体架构，ACCSEAS工程细分成八个相关联的工作组（WP1～WP8）。[2]图4为ACCSEAS工程工作组示意图，例如工程管理组（WP1）和宣传与沟通组（WP2），保证了外界相关方的顺利参与和工程的顺利进行。

3.工程功能

ACCSEAS功能体系庞大，主要由以下几大功能构成：

（1）海事云服务

海事云利用先进IT技术，使海事信息的互联共享成为可能（见图5）。其核心由三大服务组成：海事识别码注册、海事服务集注册及分布式信息服务。[4]海事云的数据安全由海事标识码保证，只有经过认证的用户才能访问其权限内的服务，只有经过认证服务才能被其他用户访问，用户与服务之间完全透明。

图3 e-Navigation总体架构示意图

图4 ACCSEAS工程工作组

图5 海事云示意图

（2）航线交换与推荐航线服务

船舶使用的航线由航线拓扑模型[5]统一编码，并保存至云端。云端的航线由附近水域内船舶及岸基工作人员共享，并能在ECDIS或VTS屏幕上实现可视化。[6]图6为航线交换与推荐航线示意图，船舶驾驶人员可轻易且直观地了解他船意图，ECDIS给船舶，以供航海人员参考。[7]

图6 航线交换与推荐航线示意图

（3）多源定位服务（MSPS）

IMO指出，e-Navigation尤其应配备定位系统，其应包括从多种定位手段来获取可靠的位置。ACCSEAS定位系统的数据源有多种（DGPS、eLoran、R-Mode、eRacons），系统会自动显示精度高的位置信息及定位方法。[8]图7为多源定位示意图，即使在卫星信号受到干扰时，船舶间也能自发组成定位网络，以相互校正位置信息。还能自动判断周围船舶是否与本船有碰撞危险。与此同时，岸基的推荐航线服务可将建议的航线发送

图7 多源定位示意图

（4）VTS间数据交换服务（IVEF）

VTS都有其明确的管辖区域，受基础投入的限制，其所辖区域边缘监管效果可能较差或存在监管死角。图8为VTS间数据交换示意图，通过VTS间数据交换服务，所有VTS将共享其监控信息，这极大地提升了监控效果及设备的利用率。[9]

图8 VTS间数据交换示意图

（5）船舶操作协同工具（VOCT）

在进行搜救作业时，船舶间的协同最为关键。传统搜救船舶都是通过VHF协同，在通信信号受限或语言不通、海况恶劣的情况下，协同的效果会大打折扣。在船舶操作协同工具（如图9所示）的帮助下，船舶间通信不仅有语音，还能以文字明确协同双方的意图，协调者还能将搜寻路线等重要信息分发到不同的搜救船上，这极大地提高了现场搜救的效率。[10]

图9 VOCT操作示意图

（6）其他服务

自动通用报告：当船舶进出港时，系统将自动向港口当局进行船舶报告，这极大地减轻了海员负担。

船位动态预测：该功能根据本船状态与周围海况来预测本船未来几分钟内的船位，当船舶可能搁浅或触礁时，系统会报警。

航海安全信息及航海通告服务：系统自动及时地接收航海安全信息及航海通告，并将其显示到ECDIS上。

动态禁航区服务：系统会根据本船吃水与周围海况动态确定禁航区，并及时发出警报。

增强现实技术：驾驶员配合虚拟现实的眼镜，可将航线、通告等虚拟信息叠加到现实海面上。

4.测试平台所取得的成果

IMO为推进e-Navigation战略的实施，提出了一系列战略实施计划。但实施计划过于抽象与理想化，与目前状况存在若干差距。为此，IMO的e-Navigation协调小组专门进行了差距分析，以期在今后具体实践中逐渐缩小差距。

ACCSEAS工程在IMO及IALA的e-Navigation原则指导下，成功地将其概念付诸实践。其建立的e-Navigation原型及在具体实践过程中积累的信息，为今后大范围实施e-Navigation提供了技术支持。

表1显示在ACCSEAS的解决方案中，其提供的服务弥补的IMO e-Navigation战略实施差距:

表1 IMO e-Navigation战略实施差距与ACCSEAS解决方案对照表[11]

二、对我国实施e-Navigation战略的建议

1.坚持用户需求驱动

IMO明确提出e-Navigation战略是由用户需求驱动，而不是政府或技术驱动，目的是整合海事导航系统及岸基服务以满足现在及将来海事用户的需求。海事局作为协调机构，应积极倾听海事活动各参与方的需求，引导科研开发机构充分有效地利用现有技术，融合已有数据，为用户提供简便友善的人机界面。[12]比如可以效仿电子商务或电子政务中的单一窗口，建立海事数据统一录入平台，所有数据存储至海事云；终端用户申报一次，各管理部门根据业务需求获取不同的数据。

全球在IALA备案的e-Navigation测试项目已超过40个，其中有部分项目已结题，已在测试区域取得圆满成功并进展到了第二期。结合已有项目的大量宝贵经验，并坚持用户需求驱动，可逐步实施我国的e-Navigation战略。

2.从单个海事服务集（MSPs）入手

海事服务主要由岸基支持，考虑到基站地域差异及海事服务的复杂性，IMO将海事服务集分成16个子集，并有其相应的战略实施计划（SIP）。我国可根据已有的经验，从优势海事服务出发，建立原型系统，再逐步实现整个海事服务集。

中国沿海港口众多，各港口VTS设备部署已初步完善，充分利用已有设备，实施海事服务集中的VTS信息服务，达到VTS间数据共享，以提升监管效率及服务质量。

3.先整合区域信息

从ACCSEAS工程实践可看出，其目的是通过整合北海各国海事资源而减少北海航行风险。工程结束后，其宝贵经验可推广到欧盟。

目前国内主要e-Navigation的试点在IALA备案的有洋山港和天津港，都局限在单一港口，测试的服务也不全面，可考虑在港口密集区域进行跨行政区域测试，并将测试项目适当扩充。因此，我国可进行区域信息整合，如在环渤海地区、长三角地区、珠三角地区等（或重点区域内的重点港口间）开展试点工作，再将整合区域逐步相连以覆盖全国。

三、结语

为保证航行安全和保护海洋环境，我国应尽快发展e-Navigation战略。目前我国已基本完成重要水域的通信基础设施建设，但在如何有效利用已有设备、实现数据互联共享及海事高效监管等方面还存在诸多不足。ACCSEAS工程的成功实践将给我国提供良好的示范。

[1]THOMAS PORATHE.ACCSEAS Baseline and Priorities Report[R].2015.

[2]ACCSEAS Overview[EB/OL].(2015-02-02)[2016-07-07].http://www.accseas.eu/about-accseas/.

[3]JAN-HENDRIK OLTMANN.ACCSEAS e-Navigation Architecture Report—Implementing e-Navigation in the North Sea Region[R].2015.

[4]OLE BAKMAN BORUP.ACCSEAS Report—Service Description: Maritime Cloud[R].2015.

[5]JAN-HENDRIK OLTMANN.ACCSEAS North Sea Region Route Topology Model(NSR-RTM)-Description and contribution to an international generic Route Topology Model definition[R].2015.[6]MADS BENTZEN BILLES.ACCSEAS Report—Service Description: Tactical Exchange of Intended Routes[R].2015.

[7]MADS BENTZEN BILLES.ACCSEAS Report—Service Description: Tactical Route Suggestion[R].2015.

[8]DR.PAUL WILLIAMS.ACCSEAS Report—Service Description:Multi Source Positioning Service[R].2015.

[9]JEFFREY VAN GILS.ACCSEAS Report—Service Description:Harmonized Data Exchange with Inter-VTS Exchange Format(IVEF)[R].2015.

[10]MADS BENTZEN BILLES.ACCSEAS Report—Service Description: Vessel Operations Coordination Tool (VOCT)[R].2015.

[11]MADS BENTZEN BILLES.ACCSEAS Final Report—Review of ACCSEAS Solutions through tests and demonstrations[R].2015.

[12]彭国均,张杏谷,项鹭,等.欧盟蒙拉丽萨海事工程探析及其启示[J].中国航海,2012(3):62-66.

10.16176/j.cnki.21-1284.2017.07.005

吴祖新（1986—），男，大连海事大学航海学院，硕士，讲师，二副。

冯纪军（1978—），男，大连海事大学航海学院，硕士，讲师。