标准化电子航海图数据保护方案关键技术研究

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电子海图(ECDIS)规范与使用的探讨

电子海图(ECDIS)规范与使用的探讨

电子海图(ECDIS)规范与使用的探讨电子海图显示与信息系统(ECDIS)被认为是继雷达/ARPA和AIS之后在船舶导航方面又一项伟大的技术革命。

它要求多种设备与之相连接并显示相关指标的特殊性,必然就产生了比较复杂的规范,所以在使用该设备时要在规范要求范围内正确使用。

电子海图具有多种功能,可以让航海工作人员减轻许多工作量,并提早获取船舶安全信息,但是如果使用不恰当,忽略了它的局限性,也会导致严重的后果。

标签:电子海图显示与信息系统(ECDIS);海图显示;海图保密前言从最初纸海图的简单电子扫描复制品到过渡性的电子海图系统,ECDIS已发展成为一种新型的船舶导航系统和辅助决策系统,它不仅能连续给出船位,还能提供综合航海有关的航线设计与航程监控等各种信息,有效地防范各种险情。

1 海图规范与电子海图密切相关的三个国际组织是国际海事组织(IMO),国际航道测量组织(IHO)和国际电工委员会(IEC)。

目前ECDIS相关国际标准主要由五个:IMO ECDIS性能标准;IHO S-52,即ECDIS的海图内容和显示规范;IHO S-57,即数字化水道测量数据传输标准;IHO S-63,即数据保护方案;国际电工委员会(International Electro-technical Commission,IEC)的IEC 61174,即ECDIS 硬件设备性能和测试标准,此外,IHO也制定了一些关于电子海图其他方面的配套标准。

除了以上所提的规范之外还有名目繁多的术语,诸如Raster,Vector,ENC,ECDIS,ECS,ARCS,RCDS等等。

2 海图特点2.1 海图分类从海图的类型上对海图进行分类可将海图分成矢量海图(Vector chart)和光栅海图(Raster chart)。

Raster和Vector的关系:电子海图的最终使命是取代传统的纸海图。

光栅海图显示系统(raster chart display system,RCDS)属于一种航行信息系统,使用海图库是光栅形式的海图,通过对纸海图的一次性扫描,形成单一的数字信息文件。

参考范例:长江电子航道图数据保护的研究

参考范例:长江电子航道图数据保护的研究

长江电子航道图数据保护研究王斌①, 李超(大连海事大学航海学院, 大连116026)摘要: 本文根据S-63标准, 提出了建立长江电子航道图保护方案设想, 并编程设计, 实现, 实现了电子航道图数据和更正数据快速、安全更新, 也很好保护了数据生产商正当权益。

该系统是基于Internet对电子海图数据进行公布和更新, 使数据公布商能够全天候提供电子航道图数据和更正数据, 实现了航道图数据更新快速性。

关键词: S-63标准; 电子航道图; ECDIS; DSA数字署名算法; Blowfish加密算法0 引言伴随国家对长江黄金航道重视, 长江航道数字化建设步伐将逐步加紧, 怎样安全利用现代计算机及网络技术实现数据公布, 安全、方便、快捷服务于各个用户是长江航道数字化建设急需处理问题。

本文基于电子海图保护S-63标准提出了建立长江电子航道图保护方案设想, 并编程实现。

1 长江电子航道图数据保护方案依据长江电子航道图数据保护现实状况, 考虑到中国现在对S-63实际应用情况, 参考S-63标准相关文档及技术要求, 制订本方案, 方案目标是在长江流域建立一套完整S-63数据保护方案, 方案运行操作完全遵照IHO S-63标准, 该方案关键包含三类组员: 系统管理员(SA): 维护该方案正常运行, 为申请加入OEM创建OEM专有M_ID/M_KEY信息, 为数据服务商创建证书等。

在该方案中系统管理员由南京航道局担当。

①王斌, 1981年出生, 男, 电话数据服务商(Data Server): 数据服务商根据S-63标准所定义程序和方法实现对ENC 信息加密和署名, 在本方案中具体指南京航道局。

原设备制造商(Original Equipment Manufacturer, OEM): 这里关键是指生产ECDIS 平台及配置硬件设备制造商。

加入该数据保护方案制造商必需建立软件程序来支持该数据保护系统。

制造商必需在她们软件系统里提供一个安全硬件标识(HW_ID )以唯一识别每一个终端用户安装。

电子海图系统(1)

电子海图系统(1)
电子海图系统(1)
第一章 基础知识
第一节 ECDIS使用中的法律问题 与责任
电子海图系统(1)
1.1 SOLAS公约关于海图的配备
SOLAS公约关于海图的配备要求位于该 公约第5章,主要有以下几个方面: n 第2条-对海图进行定义:海图和图书是由 政府、政府认可的水道测量部门或相关政 府机构出版或授权出版的用于满足航海需 要的专用图或书及编辑这种图或书所用数 据库。
• 所有在配备有ECDIS的船舶上值班的船长、大副和驾驶 员应在完成了使用ECDIS的课程后才能胜任使用该设备。
• 为了航行安全,ECDIS的培训和发证要求是必要的。
电子海图系统(1)
1.7 获取数据的责任
n 使用者有责任明确使用符合实际的有效数 据,必须保证海图改正至最新。
n 对于海图的改正不仅要知道如何改正而且 要知道改正数据的来源。
电子海图系统(1)
2.1 电子海图
(3)系统电子航海图( SENC) SENC是一个数据库,这个数据库是为了
恰当使用ENC而由ECDIS将其进行格式转 换,同时通过恰当方法改正ENC,并且由 航海人员添加了其它数据后而形成的。这 个数据库被ECDIS直接使用来显示电子海 图以及完成其它航海功能,并且与最新的 纸质海图等价。SENC还可包含来自其它信 息源的信息。
电子海图系统(1)
绪论
多功能船用电子海图系统对保证船舶航行安全 所起的重要作用得到了IMO和IHO以及众多航海 专家的认可。ECDIS的概念正是在总结多功能船 用电子海图系统的结构、功能和应用的基础上提 出来的。 n 1986年7月,IMO和IHO开始合作, 成立了 ECDIS协调小组(HGE),共同研究ECDIS。 n 1988年10月IMO和IHO联合组织了著名的北海 工程实验,以评价ECDIS的功能,分析其潜在用 途。

我国内河电子航道图数据保护方案

我国内河电子航道图数据保护方案

随着 国家对 长江黄金航 道 的重视 ,长江 航道数
字 化 建 设 的 步 伐 逐 步 加 快 。 内 河 电 子 航 道 图 (E C Iln l t ncN vgt nC a ) 是 数 字 I N —na dE e r i aia o h  ̄ co i 航 道 的基础 ,交 通运 输 部在 2 0 0 8年 制定 了长 江 电
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2 0年 l 01 1月
水 运 工 程
Po t & W ae wa Engne rn r tr y i e ig
NO .201 V 0
第 1期 1
总 第 4 7期 4
No 1 S ra . 7 .1 e ilNo 44
我 国 内河 电子 航 道 图数 据 保 护 方 案
李 海 ,董 华
Da a pr t c i n s he ef r i l n e e t o i a i a i n c ar t o e to c m o n a d l c r n c n v g to h t
LIHa ,DONG u i H a
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电子海图在船舶安全保障中的作用

电子海图在船舶安全保障中的作用

电子海图在船舶安全保障中的作用摘要:电子海图信息系统在船舶航行中,主要是提供稳定、安全的航行线路,确保船舶航行的安全性和稳定性。

但在船舶航行期间,受到海上不利因素的影响,其安全性和稳定性就会下降,严重的话会导致航行事故的发生。

本文探讨了电子海图信息系统,分析了电子海图信息系统在船舶航行安全中的保障作用,希望能为船舶安全平稳航行提供一些参考。

关键词:电子海图;船舶航行;安全和保障一、引言船舶属于海上的一种重要的交通运输工具,并且在航行的时候,很容易受到海上环境的影响,导致船舶的安全性和稳定性受到威胁。

基于此,为了保证船舶航行的稳定性和安全性,逐渐将电子海图信息系统运用到其中,主要根据海上环境进行优化, 为船舶提供优质的海上航行路线和航行信息,以此保证船舶航行的稳定性和安全性。

同时,电子海图信息系统在船舶航行运用的时候,对其功能逐渐趋向于完善,并且集合了多种技术手段,为船舶航行的发展, 给予了重要的技术支持。

二、电子海图显示系统(一)电子海图的定义所谓电子海图(见图1),即各种数字式海图及其应用系统的统称。

它一般分为两大类:一类主要是由政府部门牵头,在规定的航区内进行测量并绘制的海图,叫做官方海图。

另一类是由民间组织进行测量并绘制的海图,叫做非官方海图。

通常情况下,官方海图的准确性比民间海图要高。

但无论是官方海图还是非官方海图,电子海图都具有两种形式,即基础数据和更新数据。

无论是更新数据还是基础数据,都必须以标准的格式进行数据处理,从而使不同国家的航道机构所制作的电子海图能够全球通用。

更新数据和基础数据一起为电子海图显示信息系统所接收,形成反映一定海域内的最新信息。

从而为航海人员提供信息平台,使其能够更加直观、方便地了解船舶航行海域的现实状况,保证船舶航行安全。

图1 电子海图(二)电子海图的起源为了实现航海技术的自动化及信息化,1986 年7月,IMO和IHO合作成立了电子海图协调小组(HGE),开始共同研究开发电子。

电子海图系统研究与设计

电子海图系统研究与设计

海 图是 以海 洋 为主 要描 述 对 象 的地 图 ,电子 海 图 是 2 O世 纪
7 0年代 开 始 的一 门新 技术 , 起 于 2 兴 0世 纪 9 0年代 。H 国 际海 I O(
道测量组织) 制定 了关 于 电子 海 图 的 一 系列 标 准 , 括 S 5 、一 包 一 7S
5 、一 8 S 6 、 一 3、一 5等 。S 5 标 准 是一 个 数 据传 输 标 2 S 5 、 一 1S 6 S 6 一 7’ E 准 ,它 所 规 定 的 数据 模 型 不 包 含 任 何 用 于信 息 图形 化 显 示 的规
监视和航迹记录功能 , 析本船发生碰撞 、 浅 、 入禁止区 、 分 搁 误 航
下 霹
2 E CS设 备 研 制
21 C . E S行 业 标 准

线偏移 、 过安全 等深线 、 近孤立危险物等危 险的可能性 , 越 接 提 前 报 警 , 提供 安 全 规 避 的 操 作 方 案 , 提 供 精 确 的 、 整 的 、 并 在 完 综 合 的航 行 信 息 的 同 时 提供 便 捷 、 性 化 的 操 作 控 制 , 安 全 航 行 人 为 提供有力的保障。
则 , 提供 描 述 真 实 世 界 的 方 法 , 息 的显 示 被 认 为 是 独 立 于 其 只 信
存 储 的 。S 5 [ 准是 关 于 电子 海 图制作 与应 用 的标 准 , 别 是 一 2 2 标 特 对 电子海 图 显示 方 面做 了很 详 细 的规 定 。 S 5 一 2标 准 中关 于 电子 海 图显 示 模 式 的 规定 涉 及 了 两大 部 分 :一是 电子 海 图表 示 库 , 包
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电 海 图系 统 研 究 与 没计

航海专业论文电子海图信息系统( ecdis)的发展及应用

电子海图信息系统( ECDIS)的发展及应用[摘要] 电子海图显示与信息系统(ECDIS)被认为是继雷达/ARPA之后在船舶导航方面又一项伟大的技术革命,可以说将航海安全技术提升到了一个全新的高度,对航运相关行业带来了深远的影响。

本文简单介绍ECDIS系统和ECDIS的发展现状与趋势,结合实际重点研究ECDIS在船上的实际应用。

[关键词] ECDIS 航海安全技术发展现状实际应用Development and application of electronic chart display and information system[abstract]Electronic chart display and information system is considered to be a Great technology revolution after radar/ARPA on navigation of the ship. it can be said that the navigation safety technology to a new height, the shipping industry has brought the profound influence.The paper simply introduces the ECDIS system and the present situation and the tendency of the development of ECDIS, combined with the actual focus on ECDIS practical application in the ship.[keyword]ECDIS Maritime security technology the tendency of the development The practical application目录引言......................................................................1 第1章 ECDIS 系统简介.....................................................2 1.1 ECDIS的由来.........................................................2 1.2 ECDIS的组成.........................................................2 1.3 ECDIS的功能.........................................................3 第2章ECDIS的发展现状....................................................5 2.1 ECDIS现状...........................................................5 2.2 ECDIS的发展趋势.....................................................5 2.3 E_Navigation环境下ECDIS发展研究...................................7 2.4 国际海事组织IMO对ECDIS发展的影响................................. 9 第3章 ECDIS的应用......................................................11 3.1 ECDIS在船舶航行中的应用............................................11 3.2 ECDIS在港口引航的应用研究.........................................14 第4章 ECDIS潜在的风险与控制............................................17 4.1 ECDIS潜在的风险....................................................17 4.2化解潜在风险的对策..................................................19 结束语...................................................................21 致谢语...................................................................22 参考文献.................................................................23引言电子海图显示信息系统(Electronic ChartDisplay Information System,ECDIS)是在综合导航系统的设计理念基础上逐步发展起来的一种智能化海图,解决了在传统纸质海图上定位而产生的船位获取滞后的问题,可以自动地将即时船位显示在海图上。

中国海事局电子海图发展战略研究

第一章国际、国电子海图发展现状1.1概述“电子海图”(ENC——Electronic Navigational Chart)和“电子海图显示与信息系统”(ECDIS——Electronic Chart Display and Information System)被认为是继雷达/ARPA之后在船舶导航方面又一项伟大的技术革命。

从最初纸海图的简单电子复制品到过渡性的电子海图系统(ECS——Electronic Chart System),ECDIS已发展成为一种新型的船舶导航系统和辅助决策系统,它不仅能显示常规海图信息和连续给出船位,还能提供和综合与航海有关的各种信息,有效地防各种险情。

据不完全统计,目前世界上安装各类电子海图的商船、渔船、客船、游船及军舰在二十万条以上。

对于SOLAS船舶而言,随着各国官方电子海图(ENC)逐步完备、标准ECDIS的出现以及IMO对ECDIS的认可,作为ECDIS基础信息平台的“电子海图(ENC)”势必取代沿用了几百年的传统纸海图。

我们所指的“电子海图”其实是电子航海图(ENC):ENC(Electric Nautical /Navigational Chart),是由国家官方机构(HO)发布、符合《IHO 数字海道测量数据传输标准》(S-57)标准的数据库。

ENC除包含为了安全航行所必需的海图信息外,还可能包含航路指南、港口概况等其他有用的信息。

其数据格式主要有矢量方式和栅格方式两种。

经IHO承认的矢量数据格式标准为S57/3.0,栅格数据格式标准为ARCS。

电子海图可应用于:航海、船舶交通管理(VTS)、港口管理、船舶调度、海洋污染管理、海上搜救指挥、航标管理、渔业、引水、海洋测绘、海洋工程等等与海洋有关的一切领域。

1.2 国际电子海图发展现状1.2.1电子海图规与标准与电子海图密切相关的三个国际组织是国际海事组织(IMO)、国际海道测量组织(IHO)和国际电工委员会(IEC)。

S-57标准电子海图航海中的应用

S-57标准电子海图及其在航海中的应用摘要:随着电子海图系统在船舶上的逐步普及,越来越多的人开始关注并加入到电子海图相关标准及系统的研究中来,文章从电子海图数据采用标准、数据信息显示系统两大方面对电子海图进行了介绍,分析了电子海图的现状及发展趋势,论证了电子海图在保障船舶航行安全方面的重要作用。

关键词:电子海图,S-57标准,信息,显示系统,航海,应用1 引言自从人类文明拥有了航海技术以来,由于在海上一望无际,分不清方位,航海家们非常关心的问题是船舶在大海中的准确位置。

为了获取船舶位置,航海家们不得不使用测定天体、观测陆标、接受无线电信号等手段获取船的位置,然后把船位标绘在海图上,进而获得直观的船舶位置。

驾驶员根据获得的船位来判断航行的安全性,判断船舶是否在计划航线上航行,因而海图被称为海上船舶驾驶员的眼睛。

但在实际操作中,需要花费大量的时间去观测和标绘,然后在此基础上判断船舶航行的安全性,但由于船是一直处于航行状态,采用这种在海图上标绘进而获取船位的方式,驾驶人员很难得到直观的即时船位,驾驶员所标绘出的船位是观测那一瞬间的船位而非即时船位,造成了船位的获取滞后现象,这样对近岸航行船舶安全有很大的影响。

电子海图能够解决在传统纸质海图上定位而产生的船位获取滞后的现象,可以自动地将即时船位即时的显示在海图上,让驾驶人员能够根据显示的即时船位连续性来判断船舶航行的安全性;对电子海图的使用更为有益的是通过GPS/ODGPS所获得的船.位是不间断的,让电子海图的使用有了有力的技术保证。

一个好的引水员或者团队最好可以做到每3min获取一个船位,电子海图系统可以做到每秒钟获取一个较为准确和值得信赖的船位。

电子海图也可以整合处理别的一些助航信息,譬如船舶的航向/船速/测深仪和雷达的数据等,这些助航信息和即时船位一并显示在仪器上;而且可以把所有的这些信息设定报警范围,报警时可以预先提醒驾驶员潜在的航行危险,进而确保船舶航行的安全性。

新一代电子航海图标准S_101的研究进展_王昭

第33卷第1期2013年1月海洋测绘HYDROGRAPHIC SURVEYING AND CHARTINGVol.33,No.1Jan.,2013收稿日期:2012-03-07;修回日期:2012-08-30作者简介:王昭(1982-),男,陕西宝鸡人,工程师,硕士,主要从事海图制图、地图信息度量理论研究。

DOI :10.3969/j.issn.1671-3044.2013.01.022新一代电子航海图标准S -101的研究进展王昭(北海航海保障中心,天津300211)摘要:S -101是基于通用海道测量数据模型建立的新一代电子航海图产品规范,遵循了S -100规定的产品规范建立原则和方法,实现了对电子海图特定应用的准确技术描述。

在与S -57标准兼容性、数据内容和结构、数据编码和数据分发/保护等四个方面有了新的发展。

该规范仍处于开发阶段,探讨研究S -101的开发进展将有利于我国电子航海图技术的发展。

关键词:海洋测绘;电子海图;产品规范;S -101;S -100;电子海图显示和信息系统中图分类号:P201文献标志码:B文章编号:1671-3044(2013)01-0072-041引言2010年1月,国际海道测量组织(IHO )发布了《S -100通用海道测量数据模型》,各国官方海道测量产品开始由海道测量信息时代进入地理信息时代,S -100的发布标志海道测量数据可以与传统的地理信息以统一的模式和方法表达、存储,以统一的方式发现、使用[1-5]。

随后,作为S -100标准体系的重要内容和具体实现,《S -101电子航海图产品规范》的开发开始进入实质性阶段。

按照国际海道测量组织计划:现行的电子航海图(ENC )标准S -573.1版已经“冻结”,将被新一代ENC 标准代替。

新一代电子航海图标准S -101将分四阶段完成开发和测试,力争在2012年前后发布S -101第1版。

在S -101完成后,国际海道测量组织计划利用10 20年时间完成从S -57到S -101的过渡工作:201x 年 202x 年为S -57和S -101可以互相转换的阶段,从202x 年后,S -573.1版正式退出历史舞台,进入S -101成为唯一电子海图产品规范的新时代。

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中图分类号 : 7.1 U6 5 8 文献标志码 : A
Re e r h o h y Te h o o i s o s a c n t e Ke c n l g e f
St nd r z d EN C o e to he e a a di e Pr t c i n Sc m
2 C mp t r S in ea d Te h o o y C l g ,Da in M a i m eU n v r iy,Da in Lio i g 1 6 2 ,Ch n ) . o u e ce c n c n lg l e o e l rt i e st a i l a nn 1 0 6 a ia
J n 0 8 u 2 0
标 准 化 电子航 海 图数 据 保 护 方 案 关 键 技 术 研 究
郝 江 凌 李 , 超 李邵 喜 史 金余 , ,
(. 1 大连海事大 学 航 海学院 , 宁 大连 1 6 2 ; 辽 10 6 2 .大连 海事大 学 计算机科 学与技术 学院, 宁 大连 16 2 ) 辽 10 6
t r r n a a cin s e we n t e e a u e e mi fl n e lp r i fl a e p o o e O i lme ta — u e sa d d t l t .B t e h s s r p r t i a d a c l e e e m t i r r p s d t mp e n u e
摘 要 : 确保 电 子 航 海 图在 传 输 过 程 中 的安 全 性 和 完 整 性 , 出 一 种 基 于 现 代 加 密 技 术 、 字 签 名 、 为 提 数 数
字证 书技 术的电子海 图数据保 护方案 。方案 在数 据提供商 、 设备 制造商 和数据用 户三方相 互鉴别 、 相互认 证 的条件下实施 , 过用户权证文件 和海 图单元权证文件来 鉴别用 户身份 和传递密 钥 , 给 出了用 户权证 文件 通 并
s r e s e c y ta d sg e v r n r p n i n ENCs .Ba eo A ,CRC3 ,B o ih a d ZI l o ih o s n DS 2 l wf n P ag rt ms a c mp e e p o e si e s lt r c s sd —
和海 图单元 权证文件 的数据格式 。E C数据 由数据提供商进行加 密和签名 , N 在用户端 采用 DS 作为签名 验 A 证算 法 , 利用 C 3 、 l i RC 2 Bo s wf h和 ZP算 法设 计 了完整性 验证 、 密及解压 缩流程 , I 解 最后 给 出了算 法 中重要 参 数 的具体 值 。应用结果表 明, 该方案能有效保 护电子海 图数据在分 布和使用 中的安全性 和完 整性 。 关键词 : NC; E 数据保 护 ; A; DS 数字签名
IAO in -ig ,LICh o ,LIS a - i,S i-u t Ja gl n a h ox HIJn y
( . v g t n C le e 1 Na ia i o lg ,Da in M a ii ie st o l r me Un v r i a t y,Da in Lio i g 1 6 2 l a n n 1 0 6,Ch n ; a i a
t e tc t n a d v rf a i n o h n i i n e i c t fENCs a o i o .Th n a o y f r a n il e g h ft e t i si e i e .Da a ema d t r o m ta d fed l n t so h wo f e sd f d l n t
Abta t sr c :To e s r h e u iya d itg i fENC ( eto i vg to a at n ta s s in n u et esc rt n n e rt o y Elcr ncNa ia in l Ch r)i rn miso ,a
d t r t c in s h me i e i n d a p id c mp t r t c n lg n o e n c y t g a h u h a n r p i n a a p o e to c e s d s e p l o u e e h o o y a d m d r r p o r p y s c s e c y t g e o t c n l g ,dg t l i n t r s a d d g t lc riia e t c n lg .Th c e e r l t s t a a s r e s e h o o y i i g a u e n i i e tf t e h o o y a s a c e s h m e a e o d t e v r ,ma u a - 期
船 海 工 程
S P&OCE HI AN ENGI NEERI NG
Vo _ 7 No 3 l3 .
20 0 8年 6月 文 章 编 号 :6 17 5 ( 0 8 0—0 70 1 7—9 3 2 0 )30 9—4
s r e h c tg t 。d r p n o n rs NC i fr t n T ek y p rmee so h r c s r p cf c ci d t c e k i e r y b o n i c e y ta d t r p e sE mc o ma i . h e a a t r ft e p o es a es e i e n o ik Ke r s y wo d :E NC;d t r t c i n a a p o e t ;DS ;dg t l i n t r o A ii g au e a s
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