摘要：ECDIS是船舶驾驶台的信息核心和重要导航设备，IMO通过的ECDIS性能标准可有效规范ECDIS的功能，其修订可引导ECDIS的持续发展。简要介绍ECDIS性能标准的发展历程及实施现状，解析新修订的性能标准的内容及其要求变化，进一步提出相应的应对措施，以供ECDIS生产厂商、航运公司等参考。
关键词：ECDIS；S-100；性能标准；电子海图
一、引言
从最初纸质海图的简单复制品到如今具有全球性标准的多功能船用航行信息系统，电子海图显示与信息系统 ( Electronic Chart Display and Information System，ECDIS ) 已发展成为船舶驾驶台的信息核心和重要导航设备。为了最大限度地促进航行安全和减轻航海人员工作负担，国际海事组织 ( IMO ) 制定了ECDIS性能标准，从法规上界定了ECDIS应具备的最低功能，规范了ECDIS技术的发展；同时，ECDIS功能的不断丰富和演化也反过来推动了其性能标准的更新。
IMO于2024年再次修订了ECDIS性能标准，该标准计划从2026年起过渡实施，自2029年起符合IHO S-100标准体系的ECDIS数据产品将被正式采用。因此，解析最新ECDIS性能标准的内容，可以帮助相关各方更好地理解ECDIS的功能要求，以满足其实践应用需求，顺应技术发展趋势。
二、ECDIS性能标准发展历程及实施现状
( 一 ) ECDIS性能标准发展历程
1986年IMO和国际海道测量组织 ( IHO ) 同意成立一个由各国航运安全部门和海道测量局组成的协调小组HEG，共同参与电子海图方面的技术讨论。HEG于1989年5月发布了ECDIS暂行性能标准，并在各成员国的海上试验与反馈意见的基础上，进一步制定了ECDIS性能标准草案。1995年11月在IMO第19届大会上通过了A.817 ( 19 ) 决议，正式批准了IMO ECDIS性能标准 ( Performance Standard for Electronic Chart Display and Information System ( ECDIS ))[1]。
此后，IMO海上安全委员会 ( MSC ) 在1996年12月通过MSC.64 ( 67 ) 决议增加了性能标准附件6“ECDIS备用配置要求”，在1998年12月通过MSC.86 ( 70 ) 决议增加了性能标准附件7“光栅海图显示系统 ( RCDS ) 操作模式”，在2006年12月通过MSC.232 ( 82 ) 决议对ECDIS性能标准进行了较全面的修订。
MSC在2022年11月于MSC第106届会议通过了MSC.530 ( 106 ) 决议，对ECDIS性能标准做了广泛修订。该决议在2024年5月于MSC第108届会议再次被修订，增加了航线交换的有关要求，形成MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议。
( 二 ) ECDIS性能标准的实施现状
ECDIS性能标准先后诞生了三个版本，即A.817 ( 19 ) 决议 ( 含两次修订决议 )、MSC.232 ( 82 ) 决议、MSC.530 ( 106 ) 决议 ( 含一次修订决议 )，这三个版本分别适用于不同时间安装的ECDIS，而非简单地以新版本替代之前的旧版本，如图1所示，其中：
( 1 ) 在2029年1月1日或以后安装的ECDIS设备，符合不低于MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议附件所规定的性能标准；
( 2 ) 在2026年1月1日或以后但在2029年1月1日以前安装的ECDIS设备，符合不低于MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议或MSC.232 ( 82 ) 决议附件所规定的性能标准；
( 3 ) 在2009年1月1日或以后但在2026年1月1日以前安装的ECDIS设备，符合不低于MSC.232 ( 82 ) 决议附件所规定的性能标准；
( 4 ) 在1996年1月1日或以后但在2009年1月1日以前安装的ECDIS设备，符合不低于经MSC.64 ( 67 ) 决议和MSC.86 ( 70 ) 决议修正的A.817 ( 19 ) 决议附件所规定的性能标准。
图1 ECDIS性能标准实施现状示意图
考虑到现有船舶多数按照MSC.232 ( 82 ) 决议配置ECDIS，未来将于2026年开始过渡、并于2029年开始强制按照MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议配置ECDIS，本文以MSC.232 ( 82 ) 决议为基础，重点对比解读MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议关于ECDIS性能标准的要求变化，以供ECDIS生产厂商、航运公司参考。
三、ECDIS性能标准的基本内容
MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议的结构框架同MSC.232 ( 82 ) 决议基本一致，正文包含16个条款，附件有7个。
正文给出了ECDIS相关定义、海图信息的提供和更新、信息显示、比例尺、其他导航信息的显示、显示模式和邻近区域的生成、颜色和符号、显示要求、航线设计与交换、航行监控和航行记录、计算和精度、性能测试、故障报警和指示、备用配置、与其他设备连接、电源供应等内容。
附件分别列出了参考的主要国际标准、航线设计和航行监控期间可用的系统数据信息、航行要素和参数 ( 如避险线、剩余航程等 )、特殊地理区域 ( 如警戒区、锚地等 )、报警与指示、备用配置、RCDS操作模式等内容与要求。
四、ECDIS性能标准的主要变化
( 一 ) 更新参照标准，匹配IEC、IHO标准的最新要求
ECDIS性能标准的制定参考了IMO、国际电工委员会 ( IEC )、IHO关于ECDIS、电子航海图 ( Electronic Navigational Chart，ENC ) 的标准。上述国际组织均在各自的工作机制下制定新的标准、维护修订现有的标准，同时在相互引用参考时也尽量保持一致、相互兼容。
MSC.232 ( 82 ) 决议于2006年审议通过，其参考标准已发生较大变化。为此，MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议参考了相应标准的最新版本，如经MSC.466 ( 101 ) 决议修订的MSC.191 ( 79 ) 决议 ( 通过船上航行显示器显示有关航行信息的性能标准 )、IEC 61174-2015第4.0版 ( 海上导航和无线电通信设备及系统—电子海图显示与信息系统—操作和性能要求、测试方法和要求的测试结果 ) 等，同时新增了参考标准，主要包括MSC.302 ( 87 ) 决议 ( 驾驶台警报管理性能标准 )、IHO S-98 ( S-100导航系统内的数据产品互操作性 )、S-100 ( 通用海洋测绘数据模型 )、S-101 ( ENC产品规范 )、IEC63173 ( 数据接口 )。
由上述变化可以看出，基于IHO S-100标准体系的新一代ENC应用已被提上日程，于2026年开始与基于IHO S-57的ENC并行过渡实施，自2029年起强制实施。
( 二 ) 调整概念内涵，推动S-101 ENC和航海图书资料的数字化
1.ENC有关定义的变化
在MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议中，ENC是内容、结构和格式均标准化的数据库，该数据库由政府或政府授权的海道测量机构或其他相关政府机构发布并符合IHO标准，供ECDIS使用。ENC包含安全航行所需的所有海图信息。
在MSC.232 ( 82 ) 决议给出的ENC定义中，ENC还可包含纸质海图上没有但可视为安全航行所需的补充信息 ( 例如航路指南 )，但该要求并非强制性的。实际上，MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议将ENC的内容仅限定为传统的海图信息，并不涉及航海图书数据的数字化。在此基础上，MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议将航海图书数据与ENC组成新的概念——电子航海数据服务 ( Electronic Navigational Data Service，ENDS )，供ECDIS使用。可见，所谓的ENDS是由海图和航海图书数据编制而成的内容、结构和格式均标准化的专用数据库，该数据库由政府或政府授权的海道测量机构或其他相关政府机构发布并符合IHO标准，供ECDIS使用，以符合SOLAS公约第V/19和V/27条关于航用海图和图书资料的配备要求。ENDS的航行基础层是ENC。
需要说明的是，MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议定义的ENDS可包括按照IHO S-57制作的ENC数据，也可包括按照IHO S-101制作的ENC数据，同时应与其他S-100产品具有互操作性；MSC.232 ( 82 ) 决议定义的ENC是按照IHO S-57编制的。此外，根据第4.8条，MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议要求ENDS必须按照IHO S-63 ( 适用于S-57 ENC ) 或者IHO S-100 ( 适用于S-101 ENC ) 加密，而MSC.232 ( 82 ) 可以使用加密或非加密的S-57 ENC。
通过ENC概念的变化、ENDS概念的初次出现可以看出，MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议缩小了MSC.232 ( 82 ) 决议中ENC的内涵，使其仅包含海图信息；将ENC在MSC.232 ( 82 ) 决议中的定位对应调整为ENDS；数字化的航海图书数据在MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议中变为强制性要求，且被认定满足SOLAS公约图书资料配备要求。
2.ECDIS定义及其使用数据的变化
根据MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议，ECDIS是一种航行信息系统，如果这个系统具有足够的备用配置，便能被接受为符合SOLAS公约中第V/19和V/27条关于改正至最新的海图和航海图书资料的配备要求。该系统可有选择地显示系统数据库 ( System Database ) 中的信息以及从导航传感器获得的位置信息以帮助航海人员进行航线设计和航行监控，并且能够按要求显示其他与航海相关的信息。
定义中所述的系统数据库是由ENDS及其更新数据无损转换为制造商的ECDIS的内部格式而形成的数据库。该数据库由ECDIS用于显示信息以及完成其他航海功能，与改正至最新的ENDS等效。
在MSC.232 ( 82 ) 决议中，ECDIS的定义没有涉及SOLAS公约关于航海图书资料的配备要求，这说明在MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议框架下，航海图书资料的数字化及其在ECDIS的纳入已升级为强制性功能，并满足SOLAS公约的要求。此外，系统数据库在MSC.232 ( 82 ) 决议中采用系统电子航海图 ( System Electronic Navigational Chart，SENC ) 这一术语表述。
上述各类数据的关系如图2所示。
图2 MSC.530 ( 106 )/Rev.1与MSC.232 ( 82 ) 数据对比示意图
( 三 ) 优化报警功能，均衡报警数量与航行安全
ECDIS可以根据设定的有关参数自动检测可能影响到航行安全的情形，并给出相应的报警或指示，有助于促进航行安全。不过在实际使用中，ECDIS容易产生大量的报警，反而干扰了正常值班效果，削弱了船员对ECDIS报警信息的重视程度。
根据MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议第1.7条，ECDIS应符合MSC.302 ( 87 ) 决议关于驾驶台报警管理的性能要求，以更好地管理报警和指示。
MSC.232 ( 82 ) 决议将报警分为警报 ( Alarm ) 和指示 ( Indication )，附件5中列出了17种情形；而MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议将报警分为警报、警告 ( Warning )、注意 ( Caution ) 以及指示，附件5中列出了20种情形，其中：MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议将MSC.232 ( 82 ) 决议中4个警报降级为警告或注意，包括距离特殊条件区域过近、定位系统故障、接近关键点、大地坐标系不同；1个指示调整为警告、注意或指示，即航行监控时离危险物过近。
MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议调整了3个报警的触发条件，包括计划航线“穿越”安全等深线、航行监控阶段本船在设定时间内“穿越”安全等深线或特定区域调整为“小于设定的距离”。基于此，可以分别以本船和检测对象 ( 安全等深线、特定区域 ) 为基准建立类似“船舶领域”的缓冲区，有助于进一步提升航行安全。
MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议新增了3个指示，分别是信息因最小比例尺未能显示、监控航线当前航段或下一航段距离安全等深线、特定特殊区域或点状物标 ( 如浮标、孤立危险物等 ) 小于设定的距离。
在航线设计或航行监控阶段，当航线或预测船位离安全等深线、用户选定的特殊区域或点状物标小于设定距离时，MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议明确提出需给出图形指示，且允许航海人员选择该指示是否考虑IHO标准中的有关精度信息。图形指示的要求是为了与IEC 61174-2015的要求一致，具体样式在IEC 62288和IHO S-52第4.0版表示库中给出。在MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议中，特殊区域或点状物标允许航海人员根据实际情况和需要选定，这样可以减少报警数量。同时为了保证安全，ECDIS应针对“存在未选择的特定区域或点状物标类型”的情形给出永久性提示，并可在需要时给出具体的类型等信息，以避免被忽视。
在航行监控阶段，若船舶在设定的时间或距离内距安全等深线小于设定的距离，则ECDIS应给出报警和图形指示。MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议允许航海人员关闭该报警功能，但ECDIS应给出永久性指示。这一新要求可以减少报警数量，但需关注船舶与安全等深线的位置关系。
( 四 ) 丰富其他功能要求，提高ECDIS功能的实效性
除了上述变化外，MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议新增或修订了ECDIS以下功能要求：
根据MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议第5.8.4条，为避免安全等深线或安全水深的设定值与实际应用值不同，ECDIS应允许航海人员选择永久显示安全等深与安全水深的设置情况。
IHO S-52中明确要求S-57 ENC中的水深是不能叠加潮汐信息的。MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议第5.10条则允许提供动态水位信息，通过叠加显示潮汐数据而直接显示实际水深，可以更加直观、有效地导航，此时ECDIS应给出指示。
MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议第11.3.9条要求进行航线检验时，检测到的危险物标应能以图形的形式查阅，并在需要时给出文本形式。尽管现有的ECDIS产品多数都采用图形或文本的形式给出航线检验结果，供船员参考，但MSC.232 ( 82 ) 决议并未明确给出该要求。这也是ECDIS功能发展反向推动性能标准修订的结果。
MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议第11.3.4、11.3.5、11.4.15条新增了船舶与岸基海事服务供应商间交换、发送、接收航线计划的标准、安全要求，给出了这些航线计划的内容和基本使用原则。基于该功能，航海人员可以借助接收到的航线计划比较便捷地设计出安全、合理的航线。
MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议第11.5.1.3条要求，安全等深线、前视预警区、航行监控报警等设置发生变化时，ECDIS应予以存储记录，这有助于更加有效地查阅ECDIS设置的变更情况。
MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议第1.7与11.5.2条分别增加了与驾驶台报警管理、VDR的强制连接要求，以与IEC 61174-2015的要求一致。
MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议附件6中，备用配置的海图显示区的有效尺寸由MSC.232 ( 82 ) 决议要求的250 mm×250 mm或直径250 mm调整为270 mm×270 mm或直径270 mm。实际上，现有船舶多采用第二套相同的ECDIS作为备用配置，因此该尺寸要求的变化对实际应用影响不大。此外，备用配置除应按照MSC.232 ( 82 ) 决议的要求与定位系统连接外，还应按照MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议附件6的要求与陀螺罗经 ( 未装陀螺罗经时，可采用艏向发送装置代替 )、航速与航程测量设备 ( 如计程仪 ) 连接，以更有效地监控船舶运动。
五、ECDIS性能标准变化的应对措施
在MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议的框架下，ENC数据结构将由S-57标准过渡转换为S-101标准，航海图书资料的数字化也得到认可并具有强制性，其他导航数据 ( 如潮流、航行警告、海上交通管理、气象等 ) 也基于S-100标准体系得以融合并具互操作性，使得ECDIS的功能得以拓展和优化。这将深刻影响航海实践，为此需提前做好技术准备，以应对这一重要变革。
( 一 ) 研读S-100标准体系，搭建ECDIS数据库
为了克服IHO S-57 ENC所存在的维护机制不灵活、几乎专用于ECDIS等不足，IHO自2005年开始致力于新一代海道测量数据地理空间标准体系IHOS-100的制定。S-100支持更为广泛的海道测量数字数据源、产品和用户，包括影像和格网数据、高密度测深等，能够满足扩展要求及未来要求，如3D数据、时变数据等，提高管理的灵活性。目前，基于S-100的产品规范已达33个，其中S-101是关于ENC的产品规范。
基于MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议的ECDIS使用的核心数据将基于S-100标准体系。因此，在正式实施前，应积极研读S-100标准体系，密切跟踪修订变化情况，开发符合要求的ENC数据、数字化的航海图书资料以及其他导航数据，为ECDIS的应用提供数据支撑。
( 二 ) 研发性能卓越的ECDIS，提升市场竞争力
首先，ECDIS必须具备完善的软件和高性能的硬件，才能快速解读ENC及其他数据，正确显示各类导航信息，高效执行相关指令与功能操作。其次，需要理解S-100标准体系下数据实现方式，还需创建最适合自身ECDIS产品的系统数据库格式。此外，操作界面的简洁、操作方式的便捷等也会直接影响航海人员的使用体验。可见，ECDIS产品的软件开发、硬件性能及兼容效果等直接影响其性能。
ECDIS性能标准所定义的功能是对ECDIS的最低要求，ECDIS厂商不应局限于此，还必须开发出性能更加卓越、紧密对接实践需求、兼具创新性和前瞻性的产品，只有这样才能提升ECDIS产品的市场竞争力。
六、总结
MSC.530 ( 106 )/Rev.1决议修订了ECDIS的性能要求，推动了S-100标准体系下导航数据的应用，这将促使ECDIS在数据、软件、功能等方面做出较大调整。为适应这一技术变革潮流，相关方需积极研析S-100标准体系，开发新型ECDIS产品，不断提升在标准制定中的话语权。
参考文献：
[1] 张吉平,曹玉墀,赵学俊.电子海图显示与信息系统[M].2版.大连:大连海事大学出版社,2020.
作者简介：
曹玉墀，大连海事大学航海学院，工学博士，教授、船长。
李延峰，宁波引航站，高级引航员。
刘国臣，宁波引航站，高级引航员。
本文刊发于《世界海运》2025年第1期，转发须注明作者和原文出处。
