中国海事电子海图发行系统设计与实现

陈磊

摘  要：电子海图是航海图书产品中的重要一员，在船舶航行导航、海事管理、船舶交通管理等领域发挥着重要的作用。上海海图中心作为中国官方电子海图的生产者，一直致力于为各类用户提供电子海图信息和数据服务，近期借鉴国际先进经验开发了新版中国海事电子海图发行系统。本文重点分析并阐述了新版中国海事电子海图发行系统主要功能的设计与实现。

关键词：电子海图; 发行; 数据下载; 用户二维码

1 研究背景

交通运输部海事局作为我国官方航海图书资料出版发行机构，代表我国参与SOLAS公约，履行国际海事组织（IMO）规定的责任和义务，承担着维护国家主权、船舶航行的技术支持和航运经济的服务保障职能，编制并出版中国沿海各类航海图书资料。交通运输部东海航海保障中心上海海图中心（以下简称上海海图中心）代表中国海事局承担编制、出版航海图书资料具体职责，现已出版航海图书资料的种类包括海图（纸海图和电子海图）、改正通告、航海图书目录等航海图书产品，为保障我国沿海船舶航行安全发挥了重要作用。

航海图书产品从制作到发行到用户手中使用，涉及测量、编绘、出版、印刷和发行各多个环节。在电子海图发行方面，上海海图中心于2011年建成中国海事航海图书资料发行网站，通过互联网对外发行电子海图。但由于开发时间较早，该发行网站存在不支持最新国际标准、运行性能无法满足多用户同时在线的需要、发行模式单一、缺少多元化服务、数据的发布与服务能力不足等诸多不足之处，功能已不能满足实际工作的需要，使得电子海图发行整体服务能力不强，制约了电子海图对外的发行和服务。为此，提出建设新一代中国海事电子海图发行系统。

2 系统总体设计

2.1   系统总体设计思路

（1）符合国际标准。在电子海图发行方面，最主要的国际标准就是国际海道测量组织（IHO）发布的《IHO数据保护方案》（S-63），该标准目前的版本是2015年1月发布的1.2版，原发行网站只支持1.1版，新版电子海图发行系统须符合S-63 1.2版要求。

（2）借鉴国际经验。目前，全球最主要的电子海图发行机构是英国海道测量局（UKHO），其对外发行的AVCS（Admiralty Vector Chart Service）电子海图数据几乎覆盖全球整个海域，AVCS是通过遍布全球的UKHO代理服务商向用户进行销售，UKHO为用户及代理商提供ADC（Admiralty Digital Catalogue）、e-Navigator等电子海图工具，方便用户选图以及获得所选电子海图的更新数据。新版电子海图发行系统应充分借鉴UKHO的先进经验。

（3）体现中国特色。在中国海事电子海图发行的实际过程中，因为中国特有的国情，如存在大量免费的三方协议用户，需予以充分考虑。此外，在发行政策方面，还存在一定范围的有待规范之处，因此，新版电子海图发行系统既要满足目前实际工作的需要，还应具有一定的灵活性，以满足未来不同类型用户的需求。

2.2  系统服务对象

电子海图发行系统的服务对象包括：

（1）上海海图中心从事电子海图发行的管理、作业人员;

（2）电子海图代理服务商从事海图销售服务的管理、作业人员;

（3）任何一个访问系统的普通用户;

（4）经注册通过可以订购、下载电子海图的注册用户。

2.3  系统总体架构

根据系统的服务对象，将系统分为三个部分，第一部分是中心管理端，供上海海图中心从事电子海图发行的管理及作业人员使用;第二部分是代理商端，供电子海图代理服务商从事海图销售服务的管理及作业人员使用;第三部分是用户端，供普通用户和注册用户使用。系统采用B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式），方便各类用户使用。

3 系统主要功能设计与实现

为了改善旧版发行网站的不足之处，满足用户的需求，根据系统的总体设计思路，新版电子海图发行系统在实现传统的电子海图发布、查询、订购、下载等基本功能的基础上，设计并实现了以下功能：

3.1 与纸质航海图书发行系统整合

2017年1月，上海海图中心正式通过海图POD印刷发行管理系统对外发行纸质航海图书资料。该系统通过中心管理端和用户端的交互配合，实现了纸质航海图书在线选图、订购及旧版海图报废、库存管理、账款结算等功能。利用此次开发新版电子海图发行系统的机会，一方面将海图POD印刷发行管理系统进行升级完善为中国海事纸质航海图书发行系统，另一方面将纸质航海图书发行系统用户端与新版电子海图发行系统用户端进行整合，形成统一的中国海事航海图书在线服务，在该页面可进入中国海事电子海图在线服务、纸质航海图书在线服务和改正通告在线服务。其中，中国海事电子海图在线服务即电子海图发行系统的用户端，供普通用户和注册用户使用，见图1。

同时，在该页面还提供了一些用户最需要了解的电子海图、纸质航海图书信息，如电子海图更新列表、纸质航海图书出版预告、电子海图基础包、电子海图服务网点、纸质航海图书服务网点等。

3.2  电子海图数据上传及发布

电子海图数据上传及发布是电子海图发行系统最基础也是最主要的功能。在接收到制图完成的电子海图数据文件后，考虑到用户对电子海图数据时效性要求，借鉴国际先进的电子海图发行经验，系统将发布周期定为一个星期，具体的对外发布时间定于每周二24：00，即每周二24：00发布一期最新的电子海图数据包。同时根据用户订購情况以及电子海图数据类型对电子海图上传、发布以及之后产生的操作进行了详细设计，具体流程见图2。

3.2.1 电子海图数据上传

为了确保上传的电子海图各版本逻辑正确，符合S-57标准要求，在电子海图数据上传时，由系统读取电子海图数据文件中的版本号、更新号、出版日期、出版状态，对于基础数据文件（000文件），还读取图幅范围和编辑比例尺信息。在数据上传的过程中，系统进行逻辑判断，排除出逻辑不正确的数据文件，如上一更新号为3，此次上传更新号为5。

为了进一步提高电子海图发布的准确性，系统将电子海图数据上传分为上传、预发布两个阶段，电子海图数据上传之后，首先存放在临时目录中，在未预发布之前，均可删除。当上传数据经检查确认无误后，进行预发布，预发布的数据不能删除，等待到达数据发布时间正式发布，见图3。

3.2.2 电子海图数据发布

当到达电子海图数据发布时间点时，系统将自动进行一系列发布功能，见图4。

（1）每周二23：45对本周预发布的电子海图数据按S-63 1.2版标准要求进行数字签名、加密及打包，24：00发布最新一期电子海图基础数据包（该数据包为完整的数据包，即包括所有电子海图的最新版本基础数据及更新数据），可在中国海事航海图书在线服务网站首页访问下载。如果本周有取消出版的电子海图，24：00还将更新取消电子海图列表。电子海图数据发布之后，系统更新用户端（中国海事电子海图在线服务）电子海图列表及图形显示信息。

（2）如用户订购了全部电子海图，当有新版电子海图发布时，24：00更新用户已购电子海图列表，将新版电子海图加入到用户已购电子海图列表中。

（3）如用户订购了取消出版的电子海图，24：00更新用户订单，在订购取消出版电子海图的订单中增加替换取消出版的电子海图，同时更新已购电子海图列表，删除取消出版的电子海图，增加替换取消出版的电子海图，见图5。

3.3  电子海图信息查询

为了满足普通用户和注册用户的需求，系统设计并实现了多种方式的电子海图信息查询功能，这些信息包括完整的电子海图基础信息、最新的电子海图更新信息、注册用户已购电子海图信息。

3.3.1 完整的电子海图基础信息查询

系统为任何一个访问系统的普通用户提供列表方式和图形方式的电子海图基础信息查询功能。与旧版系统相比较，新版电子海图发行系统重点改进了图形方式的显示和查询功能，在图形显示模式下，除了提供基础的放大、缩小、移动、快递定位、经纬度显示功能以外，还在显示效果方面进行了提升。

（1）显示每幅电子海图的有效图幅范围。电子海图数据上传时系统读取基础数据中的图幅范围为图幅单元范围，但因S-57标准要求“具有同一航海用途的单元可能重叠，但单元里的数据不能重叠，即重叠区域只有一个单元内含数据”，因此单元范围并不一定是该电子海图的有效图幅范围。为了让用户准确了解电子海图有效图幅范围，系统在发布数据时，同时还提取了毎幅电子海图的有效数据范围，以图形方式予以展示，见图6。

（2）多种底图显示模式。水域部分可以叠加显示电子海图瓦片底图，这样就可以在不打开电子海图的情况下查看水域基本要素信息，为用户准确选择所需电子海图提供依据;陆域部分采用国家测绘局的天地图，可以在矢量图与影像图之间切换，见图7、图8。

3.3.2 最新的电子海图更新信息查询

每周二24：00发布本周电子海图更新列表（列表记录本周新版基础数据、再版基础数据、更新数据及取消出版的电子海图信息）Excel文件，用户可在中国海事航海图书在线服务网站首页查询并下载，见图9。

3.3.3 注册用户已购电子海图信息查询

对于注册用户来说，系统提供了多种方式查询已订购的电子海图信息，主要有：

（1）登录中国海事电子海图在线服务后点击“我的海图”查询，见图10。

（2）扫描用户二维码查询。用户二维码是在用户注册之后生成的用户的身份标识，其关联的内容是动态更新的，当用手机扫描二维码，打开网页，即显示用户基本信息和海图订购、下载信息。对于这一功能不仅方便用户自身查询，同时也为海事执法人员快速检查船舶是否订购、下载适航的电子海图提供了帮助，见图11。

3.4  电子海图订购

3.4.1 电子海图选择

对于电子海图订购来说，其关键之处在于根据需要方便的选择所需电子海图，系统提供了列表模式和图形模式两种选择方式。系统重点利用图形显示界面为用户提供便捷的选取工具。除了常规的点击鼠标选择方式以外，系统还提供了按航线选图的功能，用户可使用系统提供的航线绘制工具绘制所需航线，然后加载覆盖航线的海图，见图12。

无论用户是通过列表模式还是图形模式选择了所需电子海图，系统均可在列表及图形显示模式中根据电子海图的状态（已购、已加入购物车、已选、未购）以文字或顏色予以显示，方便用户进行判断。完成选择后，将所选电子海图加入购物车。

3.4.2 电子海图订购

进入购物车，选择订购时限，所有图幅均根据当前订购日期计算出许可终止日期及价格，从订购日期之后下个月开始，加订购时限，即为许可终止日期。选图及订购时限设置完成，点击“提交订单”按钮生成订单。待订单审核通过后，用户即可下载所订购的电子海图，见图13。

3.5  电子海图下载

旧版发行网站只允许所有用户下载包含全部电子海图的基础数据包，哪怕用户只订购了一幅电子海图，这样不仅浪费了用户的流量，也增加了系统的压力。为了改变这一模式，系统为用户设计并实现了三种电子海图下载方式，分别是：电子海图基础数据包、基于用户的基础数据包、基于用户的更新数据包。

3.5.1 电子海图基础数据包

电子海图基础数据包即每周二24：00发布的电子海图基础数据包（见3.2.2），该数据包包括所有电子海图的最新版本基础数据及更新数据，因此对于所有S-63用户均适用，但该数据包的文件容量也是最大的。

3.5.2 基于用户的基础数据包

基于用户的基础数据包（在用户端为“我的基础包”）包含用户订购的在有效期内的全部电子海图最新版本基础数据及更新数据。如用户未购买全套电子海图，该数据包的文件容量比电子海图基础包要小，见图14。

3.5.3 基于用户的更新数据包

基于用户的更新数据包（在用户端为“我的更新包”）包含用户订购的在有效期内的全部电子海图所选时间区间内最新版本更新数据，下载之前首先选择时间区间。网站记录了用户最近一次基础包或更新包下载日期，该日期为初始时间区间开始日期，初始时间区间结束日期为当天。如用户确保最近一次下载的电子海图数据已在电子海图设备中安装成功，即可下载更新数据包，这个数据包的文件容量是最小的，见图15。

3.6  价格策略

目前，中国海事局根据电子海图用户类型、用途、设备类型、数据类型分别有不同的售价，系统为了满足现阶段以及未来不同类型用户的需求，设计了灵活的价格策略，见图16。首先在中心管理端采用枚举型方式定义多个电子海图用户类型、用途、设备类型、数据类型;然后将不同的电子海图用户类型、用途、设备类型、数据类型相组合，形成多个价格策略;最后根据实际情况定义多个代理商类型，并为每个类型的代理商配置不同的价格策略。当代理商注册用户时，只能在分配的价格策略范围内选择，见图17。

3.7  电子海图代理商功能

电子海图代理服务商在电子海图发行中起着重要的作用，系统借鉴国际先进的电子海图发行经验，将用户管理、订单管理的权限赋予代理商，为其提供完善的用户管理、订单管理、账单结算功能。同时为了方便代理商为其服务的注册用户服务，允许代理商具有注册用户的所有功能，见图18、图19。

4 结束语

新版中国海事电子海图发行系统的开发完成，实现了符合国际标准、借鉴国际经验、体现中国特色的设计思路，使得中國海事电子海图发行服务方面有了质的提高。但是我们也清醒地看到，在电子海图发行方面还有许多工作等待我们不断完善，一方面，系统正式运行的时间还比较短，系统的功能还需要时间以及更多用户、更多数据的检验;另一方面，我们还将以该系统为基础，不断探索延伸服务，如开发航海图书发行系统B2B接口，进一步发挥代理服务商的主观能动性，鼓励其基于B2B接口开发电子海图服务系统，更好地为用户提供电子海图服务。