資料處理標準帶來了更強固的安全性和商機
眾所皆知,S-100 是國際海道測量組織 (IHO) 的新式通用海道測量資料模型。S-100 是根據 ISO 19100 系列地理資訊標準以及更廣泛的基礎而設計,最終將會取代現有的 IHO S-57 標準。S-100是設計用來快速輕鬆擴展,更佳順應數位海道測量資料的交換,以及其他未來的技術航海發展。
除了支援許多其他的海事資料應用程式,S-100現在還支援了 ECDIS 中的影像資料和網格資料、高密度測深法與餘裕水深管理之下的動態。歸功於此,這項標準將使下一代資料產品更加多采多姿,可用於海道測量、海運以及地理資訊系統的社群。
在導航情境裡,S-100 將透過提供細緻性更豐富的測深資料,並結合潮汐高度資料,動態調整 ECDIS 中的深度,以促進改善海上生命安全功能,並且提高經過強化的形勢感知。從導航的觀點來看,這意味著許多不同的數位資料集和資料疊合將可供橋接團隊使用,以提升航道規劃與執行過程的全部階段。
在未來,數位圖層將取代多項航海出版品,再結合天氣預報,將支援更強固的航道優化與及時到港(Just-In-Time arrival)。雖然 S-100 目前設計出來的表現形式可以讓人在電子海圖顯示與資訊系統(ECDIS)進行讀取和判讀,然而由於 S-100 標準可以充分擴展,因此可以順應海上自主航行船舶 (MASS) 開發時可能產生的未來需求。
專為 MASS 而設計的未來數位資料產品,看起來將會跟現今在 ECDIS所用的數位資料產品截然不同,因為 ENC 資料經過精心設計、篩選和管理,以避免過度給使用者帶來太多資訊。這有助於為航海人員提供支援安全航行決策所需的正確資訊。然而在未來,MASS 系統將能夠處理非常大的複雜資料集,而這些資料集不是只在讓航海人員和其他最終使用者進行視覺判讀。對於連結到新式 MASS 導航產品的資料格式和傳送,這將帶來令人興奮的新挑戰。
一、 指引海上自主航行船舶 S-100 標準的開發
透過IHO與 MASS 社群之間的合作,英國航道測量局 (UKHO) 認知到有必要確保 S-100 標準既能適用於載人船,亦能適用於無人船,以便在兩種類型的船舶使用共同的形勢感知和導航圖。
IHO提出這個案例,以便理解 MASS 導航到 IHO 的要求。IHO已經成立一個為期兩年的專案團隊,辨識MASS 導航要求,列出優先排序,分析對 S-100 海道測量標準與服務的影響,並且開發出一套建議,由現有工作小組處理。
專案團隊由 UKHO 主持,成員來自巴西、加拿大、中國、丹麥、芬蘭、法國、伊朗、日本、挪威、韓國、瑞典、英國、美國、新加坡和馬爾他。專案團隊已經結束了探索階段,在這階段中,涉及了跟全球各地的 MASS 建造者、營運商和系統整合商進行合作,從傳統產品或服務的角度,來了解業界面臨的導航挑戰。結果產生了 45 項MASS 導航新要求,而現在將根據每個 S-100 標準,對這些要求進行檢驗,以辨識在 S-100 的開發中是否得以符合該要求,或是各個標準中是否存在著落差。如果有落差被辨識出來,則專案團隊將提出一些建議給相關工作小組,以處理這項落差,從而為 MASS 導航提供以未來為導向的 S-100。
二、 五月花號自主船– S-100 在 MASS 上的實際應用
當作調查 MASS 導航要求的工作一部分,特別是 S-100可能如何處理這些要求,UKHO 一直與 Marine AI 密切合作,該團隊以英國普利茅斯為根據地,打造出一套使用於五月花號自主船專案的導航系統。
2022 年 4 月 28 日,五月花號橫渡大西洋,運用 UKHO S-100 資料,駛出普利茅斯灣,這是全自動駕駛船和 S-100的世界創舉。IHO接著進行實驗,研究如何使用 S-101(ENC)、S-102(網格化測深)、S-104(網格化地表水位)和 S-111(網格化地表水流)來安全駕駛自主船。
將S-100 資料上傳到五月花號的圖表資料伺服器,該伺服器讓自主模組可以提取相關資訊,並做出導航決策。結合了S-102 和 S-104 資料,使得五月花號能夠輕鬆獲取基於時間的水深資訊並劃出「禁入區」。事實證明,在受限制和動態的水域中,S-111 資料非常重要,例如:凱德瓦港(Cattewater)以及通向塔馬河(Tamar)的狹窄地帶。整體而言,S-100 資料集提高了可靠性和資料品質,特別是跟深度採樣有關的資料,結果顯示:使用 S-101 比使用 S-57 節省了大量計算成本。
三、 更大的願景
作為一個完整的系列,S-100 承諾為日常航運業務帶來新的機會,為更安全、更永續和更繁榮的貿易創造潛力。同時,利用潮汐、天氣和港口基礎設施等主要條件(包括泊位、引航員和拖船的可用性和準備情況),在航道規劃、船舶營運和支援以及整體「智慧航行」方面,以更準確、更和諧的資料改善決策制定。這就是 S-100 將如何促成更精細的航程優化與及時到港,在支持全球航運脫碳目標方面,發揮關鍵作用。
S-100 的這些進展令人振奮,將有助於改善海洋導航資料,並改善航運公司、航海人員和港口在未來營運中使用的產品與解決方案。
資料來源: The Maritime Executive,08/17/2022