团 体 标 准
T/CIN 023—2023
船舶智能航行航海保障数据标准
Data standard of navigation service for intelligent navigation of ships
(发布稿)
2023-10-30 发布 2024-01-30 实施
中 国航 海 学会 发布
前 言
本文件按照GB/T 1.1 1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件由中国航海学会提出并归口。
本文件起草单位：交通运输部北海航海保障中心。
本文件主要起草人：柴进柱、高汉增、姚高乐、陈祎荻、岳博文、王宝、田为民、王玉林、吴功栋。
船舶智能航行航海保障数据标准
1 范围
本文件规定了智能航行船舶的航海保障数据总体结构及编码、结构化数据格式和扩展标记语言(XML)文件数据传输格式。
本文件除适用于智能航行船舶的航海保障数据支持服务外，也兼容常规航行船舶。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 7408 数据元和交换格式 信息交换 日期和时间表示法(ISO 8601-2000)
JT/T 1276-2019 自动识别系统(AIS)中国区域二进制信息技术规范
ISO/IEC 10646-1 信息技术.通用多八位编码字符集(Information technology Universal Multiple-Octet Coded Character Set)
ISO/IEC 9834-8 信息技术——对象识别符注册机构的运作程序——第 8 部分：通用唯一标识符(UUID)及其用于对象标识符元件的生成(Information technology--Procedures for the operation of object identifier registration authorities--Part 8: Generation of universally unique identifiers (UUIDs) and their use in object identifiers)
IALA G1143 海洋资源的唯一标识符(Unique identifiers for maritime resources)
ITU-RM.1371-5 VHF 海上移动频段时分多址通用船载自动识别系统技术特性——M 系列：移动、无线电定位、业余和相关卫星业务(Technical characteristics for an automatic identification system using time-division multiple access in the VHF maritime mobile band-M Series: Mobile, radio determination, amateur and related satellite services)
ITU RR 无线电规则条款( Radio Regulations Articles 2020)
ITU-TRec.X.667 信息技术—开放系统互联—OSI 注册机构的运作程序：通用唯一标识符(UUID)及其用于 ASN.1 对象标识符元件的生成和注册(Information technology--Open systems interconnection-- Procedures for the operation of OSI registration authorities:Generation and registration of universally unique identifiers (UUIDs) and their use as ASN.1 object identifier components)
S-100 通用海道测量数据模型(第 4 版)(Universal hydrographic data model ，Edition 4.0.0)
UML2.0 统一建模语言(UML)2.0(Unified modeling language (UML) version 2.0)
W3C 关于可扩展的标记语言(XML)1.0 的建议(第 5 版)(Recommendation on Extensible Markup Language (XML) 1.0 Fifth Edition)
W3C 关于 XML 路径语言(XPath)的建议(第 1 版)(Recommendation on XML Path Language (XPath) Version 1.0)
3 术语和定义与缩略语
3.1 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
智能船舶 intelligent ship
利用传感器、通信、物联网、互联网等技术手段，获取船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据，并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理分析技术，在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行的船舶。
3.1.2
智能航行 intelligent navigation
利用先进感知技术和传感信息融合技术等获取船舶航行所需的状态信息，并通过计算机技术、控制技术进行分析和处理，为船舶航行提供航速、航路优化决策建议或自主进行航行决策。包括辅助驾驶航行、遥控驾驶航行、自主驾驶航行等方式。
3.1.3
航海保障 navigation service
为船舶安全航行提供支持保障的一类服务行为，主要包括航标导助航、水上测绘、水上安全通信、航行安全信息以及应急保障等技术支持和服务。
3.1.4
描述 description
对元素的描述或补充说明。
3.1.5
主述 main content
对主体状态和情况的描述。
3.1.6
补充 supplement
叙述说明“主述”不能完全表达的某些重要细节。
3.1.7
辅助驾驶航行 Assisted navigation
船舶由船员负责操作和监控并保持最终控制权，高级自动化系统和决策支持工具作为辅助手段，提供实时信息和建议，以协助船员进行更安全、更高效的航行决策。
3.1.8
遥控驾驶航行 Remote-controlled navigation
船舶由远程控制中心工作人员进行操控，负责船舶的导航和操作，所有决策和控制指令均通过遥控通信链路传输。
3.1.9
自主驾驶航行 Autonomous navigation
船舶依赖于先进的传感器、数据分析和人工智能算法，以自主规划航线、避免碰撞，以及执行其他导航和操作任务，不需要人工干预或控制。
3.2 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
AIS：船舶自动识别系统(Automatic Identification System)
DAC：指配区域码(Designated Area Code)
DGPS：差分全球定位系统(Differential Global Postioning System)
FI：功能标识符(Function Identifier)
IALA： 国际航标协会(The International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouse Authorities)
IMO：国际海事组织(International Maritime Organization)
MMSI：水上移动通信业务标识码(Maritime Mobile Service Identity)
RBN：无线电指向标(Radio Beacon)
VHF：甚高频(Very High Frequency)
W3C：万维网联盟(World Wide Web Consortium)
XML：可扩展标记语言(Extensible Markup Language)
MRN：海上资源名称(Maritime Resource Name)
UML：统一建模语言(Unified Modelling Language)
4 数据总体结构及编码
4.1 数据格式
4.1.1 概述
本文件定义的数据格式包括结构化数据和XML两种。海上窄带信息传输宜采用结构化数据格式，海上宽带系统的信息传输宜采用XML数据格式。
4.1.2 结构化数据格式
结构化数据报文应由以下三部分组成：
a) 标准数据帧格式;
b) 应用标识符;
c) 应用数据(长度可变)。
应用标识符和应用数据的结合构成结构化的数据格式。
4.1.3 XML 数据格式
XML数据格式包括根元素、子元素和属性，XML的Scheme描述了XML文档的结构、内容和语义，规定了一个XML文档中包含的元素及其子元素，并规定这些子元素出现的次数和顺序等。另外，XML Scheme还具体规定了XML文档中每个元素和属性的数据类型。
XML的Scheme的格式由W3C关于可扩展的标记语言(XML)1.0的建议来定义。
4.2 结构化数据报文信息类型及开放性原则
4.2.1 应用信息类型
本文件针对船舶智能航行航海保障服务提出18类结构化报文，其应用信息类型的定义应符合表1的规定。
表1 结构化数据报文应用信息类型
4.2.2 开放性原则
应用标识符FI取值为44-63的应用信息类型为开放型类型，可由用户根据需要对数据格式进行自定义，但应符合表1有关应用标识符和应用数据的原则。
4.3 XML 数据编码
4.3.1 概述
XML数据格式是一个框架文件，由多个部分组成。
4.3.2 经纬度编码
经纬度编码表示规则应符合下列要求：
a) 纬度和经度值应编码为十进制数，标准编码以度为单位，精确到小数点后7位;
b) 小数点应使用“ .”字符表示;
c) 在具体应用系统开发中，可以省略小数点后的后导零(以及小数点本身)，但精度至少应精确到10-7°。
4.3.3 数字编码
浮点和整数属性值不可包含前导零。浮点值不可包含不必要的后导零。
4.3.4 文本值
字符串编码应符合ISO 10646-1中定义的字符集(Unicode转换格式-8(UTF-8))的规定。
4.3.5 对象标识符
要素记录的“名称”应在MRN架构内提供唯一的全球要素记录标识符。具体规则见附录A。
4.3.6 数据格式定义
具体规则见附录B。
5 结构化数据格式要求
5.1 助航标志
助航标志，亦称航标，其信息包括分类及位置、节奏、灯值、周期、要素和编码等信息，可以涵盖目视航标和无线电航标的信息播发。航标信息编码应符合表2的规定。
本数据类型通过岸端或航标设备发送，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表2 航标信息编码规则
表2(续)
航标状态编码应符合表3的规定。
表3 航标状态编码规则
表3(续)
航标动态编码应符合表4的规定。
表4 航标动态编码规则
表4(续)
航标类型代码定义应符合表5的规定。
表5 航标类型代码
表5(续)
节奏名称代码定义应符合表 6 的规定。
表6 节奏名称代码
节奏参数代码定义应符合表 7 的规定。
表7 节奏参数代码
灯质颜色代码定义应符合表 8 的规定。
表8 灯质颜色代码
表8(续)
灯质周期代码定义应符合表 9 的规定。
表9 灯质周期代码
5.2 碍航物
碍航物信息包括漂流碍航物和非漂流碍航物。碍航物信息中给出了碍航物的类型、位置，以及影响航行的时间。碍航物信息编码应符合表10的规定。
本数据类型通过岸端发送，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表10 碍航物信息编码规则
表10(续)
表10(续)
5.3 水上水下活动
水上水下活动信息包括影响智能船舶航行的各类水上、水下活动信息，主要包括施工作业、拖带、大型群众性活动及体育比赛三个类别。水上水下活动编码应符合表11的规定。
本数据类型通过岸端发送，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表11 水上水下活动编码规则
表11(续)
施工作业编码应符合表12的规定。
表12 施工作业编码规则
表l2(续)
拖带编码应符合表l3的规定。
表l3 拖带编码规则
表l3(续)
大型群众性活动及体育比赛编码应符合表l4的规定。
表l4 大型群众性活动及体育比赛编码规则
表14(续)
5.4 军事活动及演习
军事活动及演习信息给出了在由多点围成的水上区域开展军事活动的编码规则，包括活动主题、持续时间类型、活动区域、活动时间、注意事项等。军事活动编码应符合表15的规定。
本数据类型通过岸端发送，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表15 军事活动编码规则
表15(续)
5.5 船舶遇险与救助
船舶遇险与救助信息给出了智能船舶遇险原因及状况的编码规范，包括遇险类型、遇险状态、遇险地点、遇险时间以及注意事项等。船舶遇险编码应符合表16的规定。
本数据类型通过船端向岸端发送，岸端可以转发给相关机构及船舶，适用于辅助驾驶航行和遥控驾驶航行的船舶。
表16 船舶遇险编码规则
表16(续)
5.6 划定区域
划定区域给出了指定区域智能船舶的航行活动限制和提示信息，包括禁航区、禁止抛锚区、检疫锚地、抛泥区和养殖区等。该信息可以指定活动生效的时间范围和指定一个圆形或一个不规则的区域。划定区域(圆形)编码应符合表17的规定。
本数据类型通过岸端发送，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表17 划定区域(圆形)编码规则
表17(续)
圆形划定区域编码应符合表18的规定。
表18 圆形划定区域编码规则
划定区域(不规则)编码应符合表19的规定。
表19 划定区域(不规则)编码规则
表 19(续)
表 19(续)
5.7 渔船密集区
渔船密集区的要素包括：收集时间、区域类型(连线、矩形、多边形和圆形)等。渔船密集区编码应符合表20的规定。
本数据类型通过岸端发送，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表20 渔船密集区编码规则
表 20(续)
5.8 船舶通航密集区
船舶通航密集区的要素包括：收集时间、区域类型(连线、矩形、多边形和圆形)等。船舶通航密集区编码应符合表21的规定。
本数据类型通过岸端发送，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表21 船舶通航密集区编码规则
表 21(续)
5.9 事故险情易发区
事故险情易发区的要素包括：收集时间、区域类型(连线、矩形、多边形和圆形)等。事故险情易发区编码应符合表22的规定。
本数据类型通过岸端发送，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表22 事故险情易发区编码规则
表 22(续)
5.10 泊位状态
泊位状态的要素包括：收集时间、泊位编号、泊位名称、停泊能力、设计水深、泊位长度、橡胶护舷、干舷离水高度、停船数量以及区域类型(连线、矩形、多边形和圆形)等。泊位状态编码应符合表23的规定。
本数据类型通过岸端发送，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表23 泊位状态编码规则
表 23(续)
5.11 锚地状态
锚地状态的要素包括：收集时间、锚地编号、锚地名称、停船数量以及区域类型(连线、矩形、多边形和圆形)等。锚地状态编码应符合表24的规定。
本数据类型通过岸端发送，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表24 锚地状态编码规则
5.12 报告线
报告线的要素包括：报告线编号、报告线名称、VTS中心编号、VTS中心名称、VHF频道、电话、传真、以及区域类型(连线、矩形、多边形、扇形和圆形)等。报告线编码应符合表25的规定。
本数据类型通过岸端发送，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表25 报告线编码规则
表 25(续)
5.13 海上安保
海上安保给出了海上非法袭击、劫持等安保事件的数据格式。要素包括：事件类别、地点、内容描述、时间、补充等。海上安保编码应符合表26的规定。
本数据类型通过船端向岸端发送，岸端可以转发给相关机构，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表26 海上安保编码规则
表 26(续)
5.14 海洋气象预报
海洋气象预报给出了海洋气象预报的数据格式。气象要素包括：天气现象、风速、风向、气温、气压和能见度等。海洋气象预报编码应符合表27的规定。
本数据类型通过岸端发送，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表27 海洋气象预报编码规则
表 27(续)
天气现象代码定义应符合表28的规定。
表28 天气现象代码
表 28(续)
5.15 海洋环境预报
海洋环境预报给出了海洋环境预报的数据格式，气象要素包括：流速、流向、浪高、浪向、海温等。海洋环境预报编码应符合表29的规定。
本数据类型通过岸端发送，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表29 海洋环境预报编码规则
表 29(续)
5.16 海洋气象预警
海洋气象预警给出了海洋气象预警信息的数据格式，主要气象预警包括：热带气旋、大风预警、大浪预警、大雾预警、风暴潮、冰况预警、寒潮预警等。海洋气象预警编码应符合表30的规定。
本数据类型通过岸端发送，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表30 海洋气象预警编码规则
表 30(续)
热带气旋编码应符合表31的规定。
表31 热带气旋编码规则
气旋类型代码定义应符合表32的规定。
表32 气旋类型代码规则
大风预警编码应符合表33的规定。
表33 大风预警编码规则
表 33(续)
大浪预警编码应符合表34的规定。
表34 大浪预警编码规则
大雾预警编码应符合表35的规定。
表35 大雾预警编码规则
风暴潮预警编码应符合表36的规定。
表36 风暴潮预警编码规则
表 36(续)
冰况预警编码应符合表37的规定。
表37 冰况预警编码规则
寒潮预警编码应符合表38的规定。
表38 寒潮预警编码规则
5.17 水文气象预报
水文气象预报主要包括潮汐、水文信息，潮汐信息提供了高潮、低潮时间的预报，水文信息提供了水位信息的预报。水文气象预报编码应符合表39的规定。
本数据类型通过岸端发送，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表39 水文气象预报编码规则
表 39(续)
5.18 日常航行计划组织信息
日常航行计划的组织信息用于实现通常情况下船舶智能航行计划信息的交换，包括船名、靠泊低点、进出港时间、乘潮水位及是否有拖船协助等信息。日常航行计划组织信息编码应符合表40的规定。
本数据类型通过岸端发送，适用于辅助驾驶航行、遥控驾驶航行和自主驾驶航行的船舶。
表40 日常航行计划组织信息编码规则
表 40(续)
附 录 A (规范性)海上资源名(MRN)使用说明
A.1 概述
智能航行航海保障数据产品以及各种技术服务的实例标识符应使用海上资源名(MRN)概念和名称空间。MRN名称空间由IALA管理，注册网址为http://mrnregistry.org ，该网址也包含了针对MRN概念的所有规则集的说明。
最顶层名称空间urn:mrn是固定的，后面的名称空间使用冒号隔开，用户需要在网站上进行申请。任何想要发布MRN标识符的组织都应向IALA提起申请，或向已有名称空间的其他组织申请。
A.2 MRN名称空间的规则
所有使用“mrn”标识的URN的名称空间专用字符串(NSS)结构见表A. 1，基本范式见表A.2。
表A.1 URN 的名称空间专用字符串(NSS)结构
表A.2 基本范式
URN不区分大小写，但通常用小写，如RFC2141所定义。 IALA负责管理组织ID的授予流程，更多详细信息可查看上述网站。
附 录 B (规范性)数据格式定义
本附录定义了XML数据格式中可出现元素的结构、子元素、属性及子元素的类型、限定值，并对元素内容、数据单位进行了补充说明。
B.1 助航标志
助航标志元素相关信息见表B.1-B.20。
表B.1 元素 AtoN
表B.2 元素 AtoN_condition
表B.3 元素 AtoN_dynamic
表B.4 元素 AtoN_position
表B.5 元素 dynamic_instead
表B.6 元素 dynamic_temporary-instead
表B.7 元素 Truncated_Date
表B.8 元素 messageid
表B.9 元素 shifting
表B.10 元素 AtoN_type
表B.11 元素 AtoN_types
表B.12
元素 desc_condition
表B.13 元素 Dynamic
表B.14 元素 light_characteristics_color
表B.15 元素 light_characteristics_cycle
表B.16 元素 MRN
表B.17 元素 rhythm_name
表B.18 元素 rhythm_parameter
表B.19 元素 supplementary_information_1
表B.20 元素
supplementary_information_2
B.2 碍航物
碍航物元素相关信息见表B.21-B.28。
表B.21 元素 central_coordinate
表B.22 元素 Truncated_Date
表B.23 元素 main_content
表B.24 元素 messageid
表B.25
元素
obstruction_type
表B.26 元素 obstructions
表 B.26(续)
表B.27
元素 supplement
表B.28
元素
MRN
B.3 水上水下活动
水上水下活动元素相关信息见表 B.29-B.45。
表B.29 元素 aquatic_and_underwater_activities
表B.30 元素 area
表B.32 元素 construction_operation
表B.33 元素 construction_property
表B.34 元素 Truncated_Date
表B.35 元素 large-scale_mass_activities_and_competitions
表B.36 元素 messageid
表B.38 元素 towing
表B.39
元素 activity_announcements
表B.40
元素
activity_type
表B.41 元素 construction_type
表B.42
元素 Judgement_field
表B.43
元素
MRN
表B.44
元素 supplementary_information
表B.45 元素 towing_announcements
B.4 军事活动及演习
军事活动及演习元素相关信息见表 B.46-B.54。
表B.46 元素 area
表B.48 元素 Truncated_Date
表B.49 元素 messageid
表B.50 元素 military_activities_and_exercises
表 B.50(续)
表B.51 元素 subject
表B.52 元素 supplement
表B.53 元素 Duration_type
表B.54 元素 MRN
B.5 船舶遇险与救助
船舶遇险与救助元素相关信息见表 B.55-B.64。
表B.55 元素 area_coordinate
表B.57 元素 distress_and_help
表B.58 元素 Truncated_Date
表 B.58(续)
表B.59
元素 messageid
表B.60 元素 desc_condition
表B.61 元素 distress_type
表B.62
元素 Judgement_field
表B.63
元素
MRN
表B.64 元素 supplementary_information
B.6 划定区域
划定区域元素相关信息见表B.65-B.72。
表B.65 元素 area
表B.66 元素 area_coordinate
表B.67 元素 demarcated_area
表B.68 元素 Truncated_Date
表 B.68(续)
表B.69 元素 messageid
表B.70 元素 supplementary_information
表B.71 元素 area_type
表B.72
元素
MRN
B.7 渔船密集区
渔船密集区元素相关信息见表B.73-B.77。
表B.73 元素 area
表B.74 元素 area_coordinate
表B.75 元素 Fishing-boat-concentration_area
表B.76 元素 messageid
表B.77 元素 MRN
B.8 船舶通航密集区
船舶通航密集区元素相关信息见表B.78-B.82。
表B.78 元素 area
表B.79 元素 area_coordinate
表B.80 元素 messageid
表B.81 元素 Ships-meet-frequent_area
表B.82 元素 MRN
B.9 事故险情易发区
事故险情易发区元素相关信息见表B.83-B.87。
表B.83 元素 Accident-prone_area
表B.84 元素 area
表 B.85(续)
表B.86 元素 messageid
表B.87 元素 MRN
B.10 泊位状态
泊位状态元素相关信息见表B.88-B.92。
表B.88 元素 area
表B.89 元素 area_coordinate
表 B.89(续)
表B.90
元素 messageid
表B.91 元素 State_berth
表 B.91(续)
表B.92 元素 MRN
B.11 锚地状态
锚地状态元素相关信息见表B.93-B.97。
表B.93 元素 anchorage_state
表 B.93(续)
表B.94
元素 area
表B.95 元素 area_coordinate
表B.97 元素 MRN
B.12 报告线
报告线元素相关信息见表 B.98-B.103。
表B.98 元素 anchorage_state
表 B.98(续)
表B.99 元素 area
表B.101 元素 azimuth
表B.102 元素 messageid
表B.103 元素 MRN
B.13 海上安保
海上安保元素相关信息见表 B.104-B.114。
表B.104 元素 area_coordinate
表B.105 元素 area_information
表B.106 元素 Truncated_Date
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