1、电子海图显示与信息系统(ECDIS),山东交通学院海运学院2013年3月,第三章 ECDIS功能和应用,与其他导航系统与设备的集成海图外其他航海信息的使用导航与监控参数的设定船舶、航线、航迹的显示系统提示与报警航线设计与航次计划航行监控航行记录,一、与其他导航系统与设备的集成,ECDIS可以与GPS(DGPS)、AIS、RADAR、罗经、测深仪、气象仪等助航仪器连接，接收下列类型数据：定位数据：本船位置、航向、航速；测深数据：测深仪所在位置水深；雷达数据：雷达数字图像、跟踪目标的相对位置、速度、航向；AIS数据：本船周围其他AIS目标的静态信息及动态信息；罗经数据：以本船罗北为基准；气象数据：
2、风向、风速等。,ECDIS还与Navtex、自动舵等设备连接。,需注意的问题： 航海人员者必须明确传感器的误差直接影响ECDIS的精度：仪器本身的误差仪器所基于的坐标系的不同导致的误差仪器天线、传感器的位置造成的误差仪器性能的下降或突然的故障等,雷达图像、ARPA目标叠加,雷达图像可以叠加在电子海图上显示，但应注意：整个图像不能完全重合。（主定位系统误差造成）某物标的位移。（物标的位置变化）船舶航行矢量线不重合。ARPA目标需要捕捉后，才能在ECDIS上显示。,ECDIS与AIS数据融合.,需要注意如下问题：（1）由于本系统扫描周期和AIS信号发送周期不同可能造成AIS目标与ARPA目标不完全
3、重合。（2）他船定位系统有误差，导致他船位置显示错误。ECDIS还提供AIS消息接收和发送功能，他船发来的AIS消息可显示在电子海图上，在电子海图上可直接回复，可单发或群发。（3）AIS是被动接收的，若他船AIS未开机或者故障，会导致其不在ECDIS显示。一定要保持正规瞭望，不应只盯着屏幕航行。,二、 海图外其他航海信息的使用,（1）航路指南：世界航路指南信息；（2）港口信息：相当于港口指南的信息；（3）潮汐信息：相当于潮汐表的信息，并能够根据地理位置和时间进行推算潮位；（4）气象信息：风向、风力以及天气情况、气象图等；（5）海流信息：流向、流速信息，能以表格形式显示，也能以矢量方式在海图界面
4、上显示；（6）台风信息：可以输入台风信息，能够显示风力范围以及预计影响范围，根据本船航行参数进行遭遇预警。,信息查询方法,属性查询：以传统的书目查询方法为基础，通过对若干主体名称、类别归属等的属性组合条件查询信息库；最普通、最常用的信息查询方法。空间查询：通过已知的物标地理位置在海图上进行信息查询的方法。ECDIS以文字、表格、曲线、特定形状、向量等形式显示信息。,三、导航与监控参数的设定,安全参数：控制海图显示方式(双色水深区、四色水深区、水深强调显示等)，对航线进行有效性检测、航路监控的安全计算与报警提示。定位设置配置：主辅定位系统连接安全水深安全等深线：默认为30m，应根据本船的吃水等，
5、选择合适的安全等深线。安全距离安全高度警戒矢量警戒圈,报警参数：在航线设计、本船参数、系统参数、航行监控各项功能中设置。开关报警：决定是否进行报警；量值报警：设置具体的量值界限决定是否报警；自动报警：设备故障、海图有效性。,四、船舶、航线、航迹的显示,本船：以本船符号或经纬度坐标显示，本船符号包括基本符号和比例船型两种。基本符号：以本船船位为中心的黑色双圆圈，并带有船舶横向线表示船舶的型体横向，长度小于6mm时，使用基本符号显示本船。比例船型：按显示比例尺对船长和船宽进行屏幕尺度换算，以简单的5点模型构筑成一个对称船型。需要准确设置定位天线在船上的准确位置，在近岸、狭水道、靠泊航行有助于直接进
6、行操船判断和决策。,航线：被监视的航线通常被特殊显示，一明显区别于海图上的其他物标。颜色：红色线型：比设计航线粗一倍的实线或点划线转向点：从第一转向点开始递增的顺序标号，并用特殊标记特别显示下一个转向点。航迹：显示带有时间标志的本船主航迹和辅助航迹，可以控制显示时间段和航迹点之间的时间间隔，显示设定时间段内的本船历史航迹。,五、系统提示与报警,海图报警与提示：黄色比例尺超大或超小：大于或小于海图的编辑比例尺，可能造成用户视觉上的空间判断错误。非官方海图：海图数据位非官方来源。非官方数据添加到官方数据一起混合显示，非官方数据应按照S-52相关标准特别显示；同一水域既有官方又有非官方数据，应提示显
7、示内容为非官方数据，建议参阅官方RNC或纸质海图。无海图数据：无法进行航行监控。无矢量海图：光栅海图不具备计算能力，只能进行视觉的海图监视，不能进行依赖海图数据的航行监控。,设备报警：黄色连接故障：未检测到连接的设备运行故障：连接的设备无信号数据错误：传递的数据无法正确解析,航行预警：结合电子海图数据对未来的趋势进行预测。CPA报警：CPA/TCPA同时进入设定的临界值范围；限制区域预警：判断本船是否可能进入某限制区域，可能进入点闪烁显示一个符号。碰撞报警：判断本船与危险物的距离是否小于安全距离、是否接近危险物。转向点报警：设置抵达下一转向点的提前报警时间，提醒及时转向。,航行报警船位丢失：本
8、船不在显示屏屏幕内显示船位丢失报警；偏航报警：偏离航线距离大于设定值，偏航报警自动进行；偏向报警：航向与计划航向夹角超过设定偏向报警角，偏向不等于偏航；航行超时：航行时间与预定时间相差较大；距离报警：本船与某地理位置点的距离超过限定值，可设2个；方位报警：本船与某地理位置点的方位超过限定值，可设2个；,超速报警：限速水域航行，航速超过限定值；走锚报警：漂移出设定的锚位及走锚监视半径；定时报警：一次性定时报警，周期性报时提醒；锚位指引：设置抛锚点坐标，显示本船到抛锚点的方位距离，指引操船。落水监控：MOB，强制实现的功能，监控落水物与本船的相对位置关系，辅助船舶的救助操作。,报警处理有些报警条件
9、不满足时自动消除.有些需要船员确认，才能取消提示或显示。,六、航线设计与航次计划,1、航线设计航线参数基本参数：转向点、航段；监控报警参数：偏航报警距离、偏向角度、旋回半径；航线编辑：图形编辑、表格编辑设置通用参数添加转向点修改转向点删除转向点,航线连接：多条航线依次连接成一条新航线。反向航线：将原出发点改为目的地，需对某些特殊航段进行修改。航线检查：检测SENC中最大比例尺海图所提供的海图数据是否符合设置要求。报警参数：安全水深、安全等深线、安全距离、安全高度；检测内容：非官方海图，穿越安全等深线、禁航区、浅水区，临近危险物等。航线管理：创建新航线、航线查询与修改、航线删除、航线导入、航线导
10、出。,2、航次计划航次参数：预计开航时间(ETD)、停留时间(STAY)、预计抵达时间（ETA）、航行速度（SPEED）航次计划编辑自动编辑：不考虑转向点的停留时间，根据平均航速计算航线的时间计划。手动编辑：在适当的转向点上设置航行参数，系统计算航线的计划结果。计划管理：创建新计划，查询与修改、删除、打印计划。,七、航行监控,1、航线监视被监视的航线通常被特殊显示，一明显区别于海图上的其他物标。颜色：红色线型：比设计航线粗一倍的实线或点划线转向点：从第一转向点开始递增的顺序标号，并用特殊标记特别显示下一个转向点。转向点和航段上控制显示：转舵线、累计航程、航向、航程、抵达时间、航速、偏航带等。,
11、2、航行状态本船：本船符号（基本符号、比例船型）或经纬度坐标显示。定位时间航迹：主辅航迹航向：矢量线形式显示船首向：以罗北为基准，矢量线形式显示航速：矢量线形式显示对地或对水航速。,目标叠加雷达图像、跟踪目标采用原点或圆圈表示，带有表示目标型体横向的横向短线。整个图像不能完全重合（设备参考点不同、主定位系统误差造成）目标位移和本船航行矢量线不重合（本系统与雷达扫描周期不同）,AIS目标等腰三角形表示，尖头方向表示目标的型体纵向，有碰撞危险的用红色三角形，休眠状态的用蓝色三角形。AIS目标与ARPA目标不完全重合（本系统扫描周期与AIS信号发送周期不同）他船位置显示错误（他船定位系统误差）,3、
12、船位修正利用ARPA目标： ARPA目标相对海图某位置的关系明显可见，移动该目标到该海图点位的方法来进行本船船位调整。利用已知船位：已知本船所处的实际海图位置，用鼠标将本船拖拽到该位置。取消调整：船位调整后，以显著标记警示，不需要调整时及时取消。,八、航行记录,1、记录存储：ECDIS至少存储12小时内本船航行历史状态数据；船员不能编辑、删除所保存记录，只能查看和添加一些附注信息。命名、内容船员特记：通过一键操作添加一特殊的航行记录（EVENT），海图上特殊标记显示。添加附注：附注（REMARK）字段输入文字描述信息；定时存储：1分钟保存一个新纪录（1）确保记录本船经过的航迹：时间、船位、首向
13、和航速；（2）确保记录使用过的正式数据：ENC信息源、版本、日期、单元和更新史。,事件存储（自动）：必要事件：系统开启、关闭、过转向点船员设置参数：调用、取消监控航线，启动、停止报警功能；设备：连接、断开设备系统报警变换海图显示船员特记,2、航迹存储航行记录和航次航迹分别存储，设置轨迹存储时间间隔，最大为4小时。3、记录查询和打印记录以时间先后顺序排列，选择时间对记录信息进行浏览；记录打印：打印查询显示的航行记录。,4、航迹再现ECDIS以表格形式显示各记录点的数据信息，海图上显示记录点的符号图形信息；航行再现（航行回放）：12小时内的航行状态，调出并显示每个记录点信息（航行状态、海图、比例尺
14、）；航迹再现：再现较长时段的航次轨迹。,第四章 使用ECDIS的风险,海图数据误差船位的准确性硬件故障与数据误差系统的可靠性系统操作误差备用系统,一、海图数据误差,海图误差：纸质海图数据误差、数据扫描遗漏、海图之间有缝隙或丢失数据坐标系误差：定位系统坐标系与海图坐标系不一致，没有对船位误差进行修正；方位误差：真北与罗经北的误差，取决于罗经校正是否准确；传感器设备本身固有的误差。,二、船位误差,本船定位设备位置误差：天线位置不在船舶对称中心。目标船位误差：与本船类似数据延时：GPS、雷达、AIS存在工作周期，ECDIS数据每隔13s刷新数据，存在一定延时。,三、外部设备误差,性能下降：使用时间过
15、长、硬件老化；连接故障：外部设备无法为ECDIS提供数据突发故障：硬件故障使ECDIS获得的数据失真，信息无法置信，导致灾难性后果。,四、系统操作误差,海图显示不当：设置错误：操作错误：理解错误：忽视海图超比例尺显示、忽视显示控制、缺乏分析接受显示船位,五、系统可靠性,海图数据：是否为官方ENC，需定期更新；显示信息：熟悉电子海图系统和航路资料，正确评估显示信息；ECDIS设置：合适的显示方式，报警参数的正确设置和报警功能的正确使用，正确解读告警信息；系统设备保养：双套设备定期转换使用，外部设备定期进行性能检测，定期对ECDIS进行主要功能在船测试，正确使用备用装置；,系统软件维护：专机专用，预防病毒，注意制造商发布的信息，对可能存在的问题或缺陷进行修正；驾驶台设备配置：尽量安装同一制造商产品，正确进行系统设置，认识传感器的局限性；电力供应：常规电源、应急电源。,六、备用系统,性能标准要求：独立于ECDIS的备用装置，以确保ECDIS出故障时继续保持船舶安全航行，应该能够保证完成航次所剩部分的安全航行。选择方案使用独立电源和独立GPS位置传感器的ECDIS整个航次所需的改正到最新的最新版纸质海图使用RCDS模式的ECDIS符合IMO性能标准的“海图-雷达”系统实际中，配置两个完全相同的ECDIS互为备份。,
