S-57到S-100：理解变化，为过渡做好准备

抖音快讯 2025年08月24日 17:08 1 admin

1992年5月，国际水道测量组织(IHO)正式采用《S-57数字水文数据传输标准》，为全球电子海图(ENC)的标准化奠定了基础，并直接推动了电子海图显示与信息系统(ECDIS)的发展，成为船舶安全高效导航的核心支撑。目前，全球已有70多个国家的水文局制作了与50多种ECDIS系统兼容的ENC。S-57的成功在很大程度上得益于其3.1版在2002年11月前的“冻结”状态——这一措施确保了水文局能稳定生成ENC数据，也让ECDIS设备制造商得以开发可靠的系统。但与此同时，这种冻结也限制了标准随技术发展的进化能力：如今S-57的更新已变得繁琐，往往需要同步进行软件升级、ECDIS修改或依赖专业支持。

●S-57 3.1版的局限性

S-57 3.1版的设计初衷主要是满足ENC的基础需求，随着航海技术的发展，其局限性逐渐凸显：

1、仅针对ENC开发，无法整合航海出版物数据(如航行指南等)；

2、数据内容编码后与单一交换机制永久绑定，灵活性极差；

3、结构无法支持未来导航需求，如网格化水深测量、时变信息(如实时潮汐)等。

●S-100标准的诞生与核心特性

为突破S-57的局限，2005年9月，IHO水文信息系统要求委员会(CHRIS)第17次会议决定：将正在开发的S-57 4.0版指定为S-100(IHO水文数据地理空间标准)，其衍生的产品规范则纳入“S-10x”系列(如基于S-100的ENC规范为S-101)。重新定义电子导航数据服务(ENDS)，修订后的《ECDIS性能标准》(从MSC.232(82)更新至MSC.530(106))不仅更新了ENC的定义(删除“可包含纸质海图外的补充信息”条款)，还明确了ENDS的概念：由政府、授权水文局或相关机构编制的专用数据库，整合了海图和航海出版物数据，内容、结构和格式均符合IHO标准，用于ECDIS系统，满足SOLAS公约V/19和V/27对海图和出版物的携带要求。其导航基础层为ENC。S-100的核心价值在于解决S-57的固有缺陷，其关键特性包括：

1、兼容性与扩展性：可融入技术进步且不干扰现有系统；

2、互操作性：支持不同S-100产品的联合使用(如ENC与实时潮汐数据叠加)；

3、实时性与准确性：能显示高精度、实时的导航信息。

●S-100数据格式与产品体系

S-100基于ISO 19100系列地理信息标准，不仅是ENC的标准，更为电子海图上显示的各类数据(如潮汐、水流、航行警告等)提供了统一格式。其框架确保全球所有S-100产品遵循一致标准，实现数据格式的跨国一致性。S-100涵盖多个领域，由不同组织管理并开发特定产品(详见附录1)。其中，S-101 ENC是基础层，其他产品(如S-102水深数据、S-104水位信息等)可叠加其上。例如，S-101与S-124(航行警告)图层结合时，可在ENC上直接显示实时警告信息。

附录一

S-100产品的开发阶段：S-100产品分两阶段开发，逐步实现从航线监控到全面航线规划的功能覆盖：

第一阶段(航线监控)：包括S-101(ENC)、S-102(水深表面数据)、S-104(水位信息)、S-111(表层水流)、S-124(航行警告)、S-129(富裕水深管理)等；

第二阶段(航线规划)：在第一阶段基础上，纳入航海出版物、气象叠加层等，实现更全面的航线规划支持。

●S-100的实施时间与ECDIS合规要求

国际海事组织(IMO)于2022年11月认可S-100为电子导航海事服务的数据框架，并通过了基于S-100的ECDIS性能标准。不同时期安装的ECDIS需满足以下合规要求：

现有ECDIS：至少符合MSC.232(82)决议，仅通过S-57 ENC认证，无法升级支持S-101；

新型ECDIS：至少符合MSC.530(106)Rev.1决议，同时支持S-57和S-101 ENC。

过渡期间的特殊要求

2029年1月1日后，若现有ECDIS故障需更换，必须替换为新型ECDIS；但功能正常的现有ECDIS无需强制更换。

2029年后，S-57和S-100产品可能长期混合使用(因各国水文局资源和海域复杂度不同，过渡速度存在差异)。

●S-101与S-57的ENC显示差异

S-101在保留S-57核心特征以确保平滑过渡的同时，引入了多项增强功能：

1、增强文本方向：通过动态调整文本方向，解决传统S-57中文字重叠问题，确保关键信息(如水深、地名)在任何显示角度下均清晰可读(Source: Admiralty)。

2、改进符号系统与可视化：浮标符号从S-57的“仅轮廓”升级为“全彩色”，更贴近纸质海图的视觉习惯；符号体系仅做最小调整，减少mariners的适应成本(Source: Admiralty)。

3、减轻警报疲劳：S-57中，部分对象(如浅滩边缘)需编码为“警戒区”或“障碍区”，常触发不必要警报。S-101通过“信息对象”功能实现更精确的编码，从源头减少非必要警报。此外，结合S-102(高精度水深数据)和S-104(水位信息)，新型ECDIS可生成用户指定的安全等深线(而非依赖S-57中固定间隔的等深线，如5m、10m或美国的9.1m、18.2m等)，大幅减少虚假防搁浅警报，无需手动绘制 “禁行区”。

4、安全等深线警报的特殊规定：新IMO标准允许引航期间关闭安全等深线警报，代之以屏幕常驻提示。但需警惕风险：若引航结束后未重新开启，可能导致危险。因此，驾驶台程序需明确调整，避免操作失误。

5、动态安全等深线：安全等深线的准确性取决于三个因素：航海者设置、海图数据可用性、潮汐/水位。S-57 ENSs等深线间隔大(如5m-10m)，常无法反映实际“可航/不可航”边界。例如，若航海者设置6m安全等深线，S-57可能只能显示5m或10m等深线，导致标记偏差。

1)S-101结合S-102图层，提供高精度等深线，间距 “按需调整”：受限区域(如港口、峡湾)间隔更密，深海区域间隔更宽，更贴合实际导航需求；

2)整合S-104(潮汐/水位数据)，可基于预测值或港口实时传输数据，动态更新安全等深线(如某时段因低潮导致水深不足，ECDIS会自动调整警示范围)。

6.表层水流的显示

通过S-111图层，S-101 ENC可显示特定时间的表层水流数据，辅助在沿海或受限区域(如河口、海峡)的航线规划和maneuvering决策。

7.海洋保护区的管理

S-122图层(计划在第二阶段实施)可在ENC上显示海洋保护区的精确边界及排放限制区域，帮助mariners避免违规排放，降低法律风险。

8.航线交换

新型ECDIS支持与岸基海事服务提供商交换航线计划(包括备选航线)，需遵循标准格式和安全协议(如加密传输)。接收的航线计划仅作为“规划参考”，必须由船长根据SOLAS公约V/34和V/34-1条款自主决策是否采用。若计划航线距离安全等深线或禁航区过近(用户可自定义阈值)，ECDIS会自动发出图形警示。

9.数据安全

许可与签名：S-101采用更长密钥和扩展用户许可，所有文件均含数字签名，确保数据从源头到用户端未被篡改；

真实性验证：内置数据验证机制(优于S-57和S-63)，无需额外工具即可确认海图合法性；

网络安全：通过数字签名和加密传输协议，降低网络攻击风险，适配未来自主船舶(MASS)的需求。

10.S-101 ENC的更新机制

支持实时更新，确保mariners始终使用最新数据；自动高亮显示更新内容(新增、删除或修改的要素)，便于快速识别变化(如航行中突然出现的水下障碍物)。

●硬件系统的过渡需求

现有ECDIS多运行Windows XP或7，而支持S-100的新型系统需Windows 10/11或其他高级操作系统(因S-100对数据处理能力要求更高)。

船上现有硬件的能力

船上现有硬件的型号、使用年限和规格将决定是否需要进行更换。目前大多数电子海图显示与信息系统(ECDIS)运行于微软Windows XP或7系统。基于修订后的ECDIS性能标准MSC 530(106)(支持国际海道测量组织IHO S-57及S-100标准)的新一代ECDIS系统，预计将采用Windows 10或11系统。尽管部分ECDIS系统使用其他操作系统，但Windows仍为最主流的选择。

S-100标准对数据处理能力提出了更高要求。因此，最新一代ECDIS的升级可能通过软件更新或小规模硬件改动实现，而较旧的ECDIS系统可能需要更换为能够支持S-100数据格式和标准的新型硬件。

船旗国主管机关/认可组织(RO)的要求

此类技术升级涉及将符合旧标准的设备转换为符合新标准的设备。从法律角度来看，这可能会产生灰色地带，因此任何计划中的升级必须与船舶的船旗国主管机关或其授权的船级社进行交叉验证。例如，在欧盟海事设备指令(MED)框架下，设备必须通过完整的认证生产流程(涵盖MED-D证书)进行制造并加贴轮式标志。这一流程通常不包括由服务技术人员在船上进行的软件升级。

ECDIS供应商与制造商

应与电子海图显示与ECDIS供应商/制造商一同仔细评估升级至S-100标准ECDIS的成本和可行性。

面向未来的准备：变更管理

目前，S-100标准的具体实施时间表及支持该标准的产品成熟度仍存在不确定性。然而，组织必须尽早启动对S-100的研究。在风险评估过程中，以下几个关键要素需重点考虑：

紧跟S-100发展动态

组织内部相关人员需密切跟踪S-100领域的发展与变化。S-100标准的制定涉及众多利益相关方和贡献者。鉴于该领域的快速发展，与船旗国、船级社和ECDIS制造商定期沟通至关重要，以获取法规更新、技术进展、相关风险及新兴最佳实践的实时信息。

程序体系更新

组织需对现有程序和系统进行升级，以适配新ECDIS标准及其应用。航线规划与监控将引入新的报告要求，同时需识别并淘汰系统中过时的程序。针对ECDIS单个子模块故障或S-100相关新功能失效的应急措施，也需按需求进行调研和修订。

在制定程序时，必须充分考虑S-57与S-100格式并存的过渡期安排。

培训要求

S-100标准的引入将要求ECDIS培训进行变革。需识别并规划培训需求和资源。尽管理论培训仍很重要，但应更加强调实践操作培训。与提供实时动态信息的高分辨率、精细化ENC数据的交互，标志着海员使用海图甚至电子海图方式的重大转变。

新型S-100 ECDIS旨在为用户提供安全导航所需信息，同时确保显示信息和警报不会过度繁杂。然而，要实现这一点，用户需要对系统有正确的理解并正确配置其设置。因此，适当的培训和熟悉不仅是发挥新标准全部潜力的关键，也是确保航行安全的关键。例如，新标准引入了新的指示(关于互操作性、S-100产品重叠、垂直基准不兼容等)和许多新的用户控件。这些控件涉及不同模式的管理、重叠S-100产品的选择、深度信息来源、图示目录(Portrayal Catalogues)的选择、水位调整(Water Level Adjustments)等诸多方面。

此外，还需解决在线服务订阅管理(如航线岸上传输)以及导航数据与ECDIS之间的传输等方面的进一步培训问题。

除操作者外，负责维护这些系统(包括船上网络设备)的船员也应接受适当培训。公司需针对涵盖船上设备使用的新安全管理体系(SMS)程序识别培训需求。在过渡期内，海员需接受S-57和S-100 ECDIS的航线规划与监控培训，因为根据航行区域不同，同一航次可能同时使用两种系统。

船上硬件系统的变革

组织需与制造商和服务提供商合作以推动S-100过渡。这包括评估电子海图显示与ECDIS及其他船上系统对S-100要求的适用性，规划S-100数据供应系统和服务，并确定未来软件升级与硬件变更的机制。

根据IMO要求，2026年1月1日起可选择安装支持S-100的ECDIS，2029年1月1日起强制安装。在此期间，两种格式将视情况并行使用。