DIN EN 63173 E:2019-02
Интерфейсы данных для морского навигационного и радиокоммуникационного оборудования и систем Часть 1: Планирование маршрута S-421 на основе S-100
- Стандартный №
- DIN EN 63173 E:2019-02
- Дата публикации
- 2019
- Разместил
- German Institute for Standardization
- Последняя версия
- DIN EN 63173 E:2019-02
- сфера применения
-
Техническая интерпретация стандарта планирования маршрутов S-421
Стандарт IEC 63173-1, разработанный Международной электротехнической комиссией (МЭК), является спецификацией планирования маршрутов S-421, основанной на стандарте S-100, и представляет собой новейшее достижение стандартизации в области интерфейсов данных для морского навигационного и радиокоммуникационного оборудования. Проект стандарта, выпущенный 18 января 2019 года, направлен на создание единой структуры для обмена информацией о планировании маршрутов.
Предпосылки разработки стандарта и технологическое развитие
Стандарт S-421 основан на Общей гидрографической модели данных S-100 Международной гидрографической организации (МГО), которая является значительным технологическим шагом после стандарта Электронной картографической навигационно-информационной системы (ЭКНИС). С ростом цифровизации навигации ограничения традиционного обмена данными планирования маршрутов становятся все более заметными, что требует создания единого машиночитаемого стандарта для обмена информацией о маршрутах.
Технический путь развития стандарта отражает переход от проприетарных форматов к открытым стандартам: от первоначальных форматов, специфичных для производителей оборудования, к стандартам географической информации, основанным на серии ISO 19100, и, наконец, к текущему стандартизированному решению на основе S-100. Эта эволюция обеспечивает совместимость и долгосрочную доступность данных.
Базовая архитектура и модель данных
Модель объектов на основе S-100
S-421 полностью соответствует общей модели объектов (GFM) S-100 и использует объектно-ориентированный подход для определения элементов планирования маршрутов. Стандарт определяет полный каталог объектов (каталог объектов), включающий три категории: географические объекты, метаобъекты и агрегированные объекты.
Тип объекта Описание Требования к реализации Маршрут Содержит версию формата маршрута, номер версии и уникальный идентификатор Обязательная реализация RouteWaypoints Элементы определения геометрии маршрута Обязательная реализация RouteActionPoints Определение конкретных действий в географическом местоположении Необязательная реализация RouteSchedules Информация о расписании маршрута Необязательная реализация Система отсчета координат и Спецификации геометрии
Стандарт явно определяет использование системы координат WGS. В качестве горизонтальной системы координат используется система координат WGS 84 (EPSG:4326), а в качестве временной системы отсчёта — григорианский календарь. Поддержка геометрии использует геометрическую модель S-100 уровня 1, поддерживающую точечные и криволинейные примитивы.
Точность определения местоположения точки маршрута должна составлять не менее 5 десятичных знаков (приблизительно 10 метров), а высокоточные приложения могут достигать 7 десятичных знаков (приблизительно 1 сантиметр). Параметр радиуса поворота ограничен диапазоном 0-10 морских миль, со значением по умолчанию 1,0 морская миля для обеспечения ясности геометрического определения.
Подробное объяснение ключевых элементов данных
Идентификация маршрута и управление версиями
Стандарт использует механизм нумерации версий формата XY: X представляет собой основной номер версии, который обновляется при внесении значительных изменений в структуру формата; Y представляет собой дополнительный номер версии, который обновляется, когда изменения не затрагивают сам формат. Этот механизм управления версиями обеспечивает прямую совместимость и точный контроль версий.
Механизм идентификации путевых точек
Используется уникальная система идентификаторов путевых точек, которая не зависит от последовательного положения путевых точек. Каждая путевая точка имеет уникальный идентификатор и номер ревизии, что поддерживает эффективное отслеживание изменений и инкрементные обновления. Этот дизайн особенно подходит для многопользовательских сценариев совместного редактирования и сравнения версий.
Определение геометрии маршрута
Маршрут состоит из ряда путевых точек, соединенных прямыми и криволинейными сегментами. Каждый сегмент имеет четкие пределы рыскания влево и вправо (по умолчанию 50 метров) и поддерживает два типа геометрии: маршруты по дуге большого круга и линии постоянного курса. Стандарт также подробно определяет параметры, связанные с безопасностью, такие как радиус поворота и зона предупреждения о рыскании.
Спецификации параметров, критически важных для безопасности
Управление зазором под килем (UKCM)
Стандарт предоставляет полную структуру управления зазором под килем, включая четкие определения статической осадки, динамической осадки и запаса прочности. Эти параметры имеют решающее значение для обеспечения безопасности судоходства, особенно в ограниченных водах и на мелководье.
Тип параметра Определение Требования к расчёту Статическая осадка Максимальная осадка судна в состоянии покоя Основана на состоянии загрузки Динамическая осадка Осадка, увеличенная из-за таких факторов, как погружение и волны во время навигации Основана на скорости и морских условиях Запас прочности Буфер безопасности, который учитывает неопределённость точности гидрологических данных Основана на уровне CATZOC Управление воздушным пространством
Для воздушных препятствий, таких как мосты и кабели, стандарт определяет расчёт и управление Методы воздушного разминирования для обеспечения безопасного прохода надстроек судна.
Требования к реализации и соответствие
Обязательные элементы реализации
Основанный на минимальных требованиях к планированию маршрута ECDIS в IMO MSC.232(83), стандарт определяет основные элементы, которые должны быть реализованы: включая критически важные для безопасности функции, такие как базовая геометрия маршрута, последовательность точек маршрута и ограничения отклонения.
Дополнительные функции расширения
Стандарт предоставляет множество дополнительных функциональных расширений, включая точки плана действий, планирование маршрута, фактические записи рейса и т. д. Производители могут выбрать реализацию этих функций на основе возможностей оборудования и потребностей пользователя.
Формат обмена данными и кодирование
S-421 принимает формат кодирования данных, соответствующий стандарту S-100 и поддерживающий машиночитаемый формат на основе XML. Стандарт предоставляет полное определение структуры набора данных для обмена (Exchange Set), включая идентификацию набора данных, спецификации именования файлов и требования к метаданным.
Набор обмена имеет иерархическую структуру, которая содержит каталог информации о маршруте, данные об экземплярах объектов и документы метаданных. Эта структура обеспечивает информативность и возможность обнаружения данных.
Анализ сценариев применения и вариантов использования
Перекрёстная проверка маршрутов
Стандарт поддерживает сравнительный анализ нескольких маршрутов для обнаружения конфликтов и оптимизированного принятия решений. Стандартизированные форматы данных делают сравнение маршрутов между различными системами простым и надёжным.
Управление потоками трафика
Поддерживает оптимизацию и управление потоками трафика на основе маршрутов, особенно в перегруженных водах и на подходах к портам.
Отчёт о фактическом рейсе
Предоставляет стандартизированные форматы регистрации и отчётности данных о фактическом рейсе, поддерживающие анализ после рейса и оценку производительности.
Ледовая навигация
Обеспечивает специализированное планирование маршрутов и поддержку мониторинга для особых потребностей ледовой навигации.
Рекомендации по внедрению стандарта
Стратегия системной интеграции
При внедрении стандарта S-421 рекомендуется поэтапная стратегия интеграции: сначала внедряются основные обязательные функции, а затем постепенно расширяются дополнительные функции. Основное внимание уделяется обеспечению совместимости с существующими системами ECDIS и программным обеспечением для планирования рейса.
Вопросы миграции данных
При переходе с проприетарных форматов на стандарт S-421 особое внимание необходимо уделить преобразованию и проверке исторических данных. Рекомендуется создать комплексный механизм проверки качества данных, чтобы гарантировать, что перенесенные данные соответствуют требованиям безопасной навигации.
Методы проверки испытаний
В приложении к стандарту приведены подробные методы испытаний и ожидаемые результаты. Производителям рекомендуется создать полную систему испытаний, включая модульное тестирование, интеграционное тестирование и системное тестирование на трех уровнях.
Перспективы влияния и развития отрасли
Внедрение стандарта S-421 значительно улучшит совместимость морского навигационного оборудования, снизит затраты на преобразование данных и повысит безопасность навигации. С развитием цифровой навигации этот стандарт станет основой для новых технологий, таких как интеллектуальная навигация и автономные суда.
При дальнейшей разработке стандарта больше внимания будет уделяться координации с другими морскими стандартами, такими как интеграция с S-129 (информация о безопасности на море) и S-411 (метеорологическое проектирование), для создания полной экосистемы обмена морской информацией.
Сроки внедрения и переходные механизмы
Согласно процессу разработки стандарта МЭК, стандарт S-421 в настоящее время находится на стадии разработки комитетом (CD). Участникам отрасли рекомендуется как можно раньше начать подготовку к оценке и внедрению стандарта, включая корректировку архитектуры системы, планирование ресурсов для разработки и создание тестовой среды.
После официального выпуска стандарта ожидается, что производителям оборудования и судоходным компаниям будет предоставлен разумный переходный период для завершения модернизации системы и миграции данных. Рекомендуется внимательно следить за официальными планами выпуска стандартов МЭК и МГО и разработать соответствующую дорожную карту внедрения.
DIN EN 63173 E:2019-02 Ссылочный документ
- ISO 19115 Географическая информация – Метаданные; Техническое исправление 1
DIN EN 63173 E:2019-02 История
- 2019 DIN EN 63173 E:2019-02 Интерфейсы данных для морского навигационного и радиокоммуникационного оборудования и систем Часть 1: Планирование маршрута S-421 на основе S-100
- 2019 DIN EN 63173 E:2019 Проект документа. Морское навигационное и радиокоммуникационное оборудование и системы. Интерфейс данных. Часть 1. План маршрута S-421 на основе S-100 (IEC 80/895/CD:2018); Текст на английском языке
