ECDIS parte componenta a Sistemelor Integrate de Comanda

ECDIS parte componenta a Sistemelor Integrate de Comanda

1 Conceptul "Integrated Bridge System (IBS)"

1.1 Conceptul operational

Sistemele de comanda integrate au devenit din ce in ce mai comune la bordul navelor. Cu aceste sisteme de navigatie, evitarea coliziunilor si planificarea voiajelor pot fi acum controlate dintr-o singura pozitie. Hartile, radarul si sistemul AIS sunt toate conectate, punand la dispozitia utilizatorului toate functiile si informatiile oferite de aceste echipamente.

Acest lucru s-a dovedit a fi un pas revolutionar cu consecinte importante in dezvoltarea sistemelor electronice de navigatie fiind un nou inceput al navigatiei moderne si in acelasi timp al navigatiei in siguranta.

Un Sistem Integrat de Comanda (fig. 1.) este definit ca o combinatie de sisteme care sunt interconectate in scopul de a permite accesul dintr-un singur punct de comanda la informatiile primite de la senzori sau de a controla aceste informatii in scopul de a creste siguranta si eficienta managementului navei cu un personal calificat corespunzator.

Ofiterii maritimi responsabili de cartul de navigatie au urmatoarele trei principale indatoriri:

Navigatia - ofiterii de cart trebuie sa proceseze informatiile provenite din cateva surse diferite. Acestia iau pozitia de la receptoare GPS sau receptoare hiperbolice, masoara relevmente sau distante cu radarul sau alte echipamente de navigatie corespunzatoare, iar dupa toate aceste analize ei pot pune pe harta de hartie informatia obtinuta. Dupa plotarea informatiei pe harta, ofiterii de cart, evalueaza rezultatul obtinut. Trebuie sa determine daca pozitia navei este in siguranta, luand in considerare si drumul navei pentru a avea o perspectiva a pozitiilor viitoare. Evaluarea este cel mai important pas in procesul de navigatie. Executarea corecta a acestui pas este pe de o parte consecinta a dibaciei ofiterului de cart iar pe de alta parte este cat de bine este reprezentata pe harta situatia actuala a navigatiei. Aceasta reprezentare este in schimb o functie a ambelor parti: a celui care ploteaza si a acuratetei senzorilor de navigatie.

Evitarea coliziunilor - ofiterii de cart evalueaza situatia de contact si calculeaza cel mai apropiat punct de coliziune (CPA) de la diferite tinte. De asemenea toate deciziile care sunt luate trebuie sa fie in concordanta cu COLREG.

Managementul navei - ofiterii de cart conduc activitati care sunt parte rutina individuala a navei. Sistemul Integrat de Comanda este proiectat pentru a reduce timpul petrecut la colectarea informatiilor de navigatie prin eliminarea procesarii manuale prin dispunerea unui display in uzul navigatorului care sa il ajute intr-un timp cat mai scurt in evaluarea situatiei de navigatie. Studii preliminare arata ca timpul petrecut de ofiteri ca procentaj din timp total de cart scade cu valori semnificative atunci cand se folosesc Sisteme Integrate de Comanda. Nu neaparat usureaza in totalitate veghea ofiterilor, insa creste semnificativ timpul dedicat conducerii navei si in special a evitarii coliziunilor.

1.2 Componentele sistemului

Termenul "comanda integrata" cuprinde cateva posibile combinatii de echipament si software destinate special pentru necesitatile fiecarei nave. In consecinta fiecare comanda integrata este diferita. In continuare vor fi enumerati termenii generali care se gasesc in majoritatea acestor sisteme.

Unitate cu procesor si retea - acest subsistem controleaza procesarea informatiilor primite de la senzorii de navigatie ai navei si fluxul de informatie dintre componentele diferitelor sisteme. Aceasta componenta primeste semnal de la senzorii de navigatie. Informatii despre pozitia navei, date de eventuale tinte aflate in apropiere si informatii de la girocompas, care pot fi integrate cu o harta electronica pentru a prezenta informatii complete de navigatie centralizate pe un display ce poate fi accesat direct de catre ofiter. Acest sistem proceseaza informatiile si in acelasi timp ofera posibilitatea de a controla functiile sistemelor integrate.

Baza de harti electronice - in mijlocul oricarui Sistem Integrat de Comanda este situata harta electronica. Dupa cum am vazut in capitolul anterior sistemul de afisare a hartilor electronice trebuie sa indeplineasca specificatiile Organizatiei Maritime Internationale (IMO) pentru a indeplini functia de Electronic Chart Display and Information System (ECDIS), toate celelalte sisteme sunt cunoscute ca Electronic Chart Systems (ECS). Sistemul Integrat de Comanda poate receptiona hartile electronice de la producator echipamentului sau de la agentiile autorizate. Hartile electronice pot afisa categorii de date intr-un mod mult mai avansat decat hartile conventionale. Hartile de hartie sunt de obicei limitate la patru culori iar acestea contin tot timpul aceleasi informatii. O harta electronica poate afisa cateva culori si pot afisa doar date de care utilizatorul are nevoie. Chiar daca hartile electronice sunt parte a echipamentelor ECDIS, acestea trebuie intotdeauna sa afiseze minimul de date impuse de catre IMO/IHO. Baza de date pentru o harta de navigatie este constituita din componente hidrografice, indicatoare de navigatie, obstructii, facilitati al porturilor, linii ale tarmurilor, limite permanente si elemente topografice. Alte elemente cum ar fi retele de comunicatii, retele de tensiune, linii batimetrice detaliate si dispozitive de reflectare radar pot fi de asemenea disponibile. Acestea toate permit utilizatorului sa personalizeze harta in functie de nevoile ce apar in diverse situatii de navigatie, lucru pe care hartile tiparite nu il pot face.

Sistemul de afisare - aceasta componenta afiseaza pozitia navei pe harta electronica si valori ale senzorilor conectati la acest sistem. Afiseaza cursul si viteza navei, se pot introduce date care sa emita mesaje de avertizare cum ar fi adancimi minime sub chila sau abaterea de la drum. Ploteaza pozitia navei in relatie cu un curs predeterminat. Ofera posibilitatea afisarii miscarii in doua moduri: relativa sau adevarata. In miscarea relativa  nava ramane fixa in centru ecranului iar harta este cea care se misca. Acest lucru necesita o unitate hardware destul de puternica, astfel incat toate datele afisate pe ecran sa poata fi actualizate si afisate la fiecare plotare. In miscarea adevarata, harta ramane iar nava se misca peste aceasta. De fiecare data cand nava se apropie de marginea ecranului, acesta se va reimprospata cu nava centrata pe marginea din partea opusa. O fereastra separata poate fi folosita pentru afisarea informatiilor alfanumerice cum ar fi: cursul, viteza si abaterea de la drum. Poate fi de asemenea folosit pentru a afisa harti la scara mica pentru zona in care urmeaza a se naviga, sau pentru a vedea alte zone in timp ce in fereastra principala se urmareste pozitia curenta a navei.

Post de planificare - navigatorii intocmesc planul de voiaj la aceasta statie. Se calculeaza rutele pe ortodrome, loxodrome, drumuri de parcurs, distante, timp de mars si way point-uri. Dupa ce ruta a fost efectuata si verificata este salvata pentru ca ulterior sa poata fi deschisa si folosita cand se incepe voiajul propriu-zis.

Post de control - unele Sisteme Integrate de Comanda sunt prevazute cu un subsistem care ajusteaza automat cursul si viteza pentru a urmari ruta planificata. Daca exista un astfel de sistem la bordul navei, procesul de navigatie se reduce doar la monitorizarea acestuia si doar in cazul unor situatii de coliziune sau alte situatii ce implica siguranta navei, se va actiona asupra sistemului.

2 ECDIS componenta principala a Sistemelor Integrate de Comanda

Transferul de date digitale - IMO in performantele standard pentru echipamentele ECDIS a hotarat ca Oficiile Hidrografice Nationale sa distribuie harti electronice oficiale pentru a fi utilizate pe ECDIS. Un standard preliminar pentru transferul de date, cunoscut sub numele de DX 90, a fost propus de catre IHO, care a si dezbatut utilitatea acestui standard. Cu privire la transferul de date standard recomandat, fiecare oficiu hidrografic care produce astfel de date va decide ce standard va folosi. Pentru a asigura siguranta datelor, echipamentele ECDIS nu trebuie sa permita baze de date provenite din surse neoficiale sa stearga, sa inlocuiasca sau sa modifice datele scrise de catre oficiile hidrografice autorizate.

ECDIS avertismente si alarme - din moment ce ECDIS-ul este un sistem inteligent, care combina cateva functii diferite intr-un sistem computerizat, ofera posibilitatea de a fi programat sa emita alarme sonore sau sa afiseze avertismente atunci cand unii parametri ating limitele stabilite. Acest lucru il ajuta pe navigator sa monitorizeze pericolele de navigatie. Standardele IMO cer ca urmatoarele alarme sa fie disponibile pe ECDIS:

abaterea de la ruta stabilita;

utilizarea unui sistem de pozitionare ce foloseste un alt sistem de referinta geodezic decat cel al sistemului;

apropierea de un way point sau alt punct critic;

depasirea limitelor de drum stabilite;

afisarea hartilor la o scara prea mare;

avaria sistemului de pozitionare;

nave ce intersecteaza conturul de siguranta;

avaria sau functionarea incorecta a sistemului.

Alarmele constau in semnale sonore sau vizibile. Navigatorii pot seta unele valori, cum ar fi de exemplu distanta de abatere de la drum. Detalii operationale difera de la un sistem la altul, insa toate echipamentele ECDIS vor fi capabile sa emita alarmele de baza. Navigatorii sunt responsabile de familiarizarea cu aceste sisteme efectuand instructaj in acest scop la bordul navelor folosit echipamentul in sine.

Unitati de masura - urmatoarele unitati de masura vor fi afisate pe ecranul unui echipament ECDIS:

pozitia: Latitudinea si Longitudinea vor fi aratate in grade, minute si zecimi de minut, bazat pe sistemul de referinta WGS-84;

adancimea: va fi indicata in metri si zecimi de metru. Bratele si picioarele pot fi folosite doar ca unitate temporara atunci cand sunt folosite harti ce contin date in aceste unitati sau atunci cand timpul nu permite conversia imediata din sistemul Englez in sistemul metric;

inaltime: metri (de preferat) sau picioare;

distante: mile marine si zecimi de mile sau metri;

viteza: noduri si zecimi de noduri.

Prioritatea informatiilor - ECDIS necesita selectarea informatiilor afisate. Numarul minim de categorii de informatii necesar si prioritatea lor in ordine descrescatoare a prioritatii este dupa cum urmeaza.

avertismente si mesaje;

datele oficiilor hidrografice;

informatii despre avize catre navigatori;

avertizari ale oficiilor hidrografice;

informatii radar;

informatii despre utilizator;

informatii despre producator.

Standardele IMO pentru echipamentele ECDIS cer ca operatorul sa aiba posibilitatea deselecteze imaginea radar de pe harta electronica printr-un minim de operatii din partea acestuia.

Cerinte de calcul - un echipament ECDIS trebuie sa fie capabil de urmatoarele calcule minime:

coordonatele geografice si afisarea acestora;

transformarea datum-ului in WGS-84, dintr-un datum local;

distanta si azimut adevarat intre doua pozitii geografice;

pozitia geografica, distanta si azimut intr-un punct dat.

calculul proiectiei ortodromei si drumul si distanta loxodromei.

3 Performante standard pentru IBS

Performantele standard pentru Integrated Bridge Systems (IBS) au fost adoptate de catre IMO in 1996 (Rezolutia MSC.64(67)). Capitolul V SOLAS adoptat in decembrie 2000 si intrat in forta in iulie 2002 enumara in regula 19 cerinte impuse noului sistem de navigatie, iar in paragraful 6 se vorbeste despre Integrated Bridge Systems. Se subliniaza faptul ca atunci cand un subsistem se defecteaza trebuie adus imediat la cunostinta ofiterului insarcinat cu cartul de navigatie prin alarme sonore sau vizuale, si sa nu produca avaria oricarui alt subsistem. In cazul unei avarii al unei componente din IBS, trebuie sa permita operarea celorlalte componente individual.

Recomandarile performantelor standard conform rezolutiei MSC.64(67) pentru Integrated Bridge System (IBS) sunt dupa cum urmeaza:

1 Introducere

Un IBS este definit ca o combinatie de sisteme care sunt interconectate in scopul de a permite centralizarea accesului la informatiile senzorilor sau controlul statiei de comanda pentru a creste siguranta si managementul navei de catre un personal calificat.

IBS in plus pentru a indeplini cerintele functionale impuse de catre IMO, cerintele generale incluse in rezolutia A.694(17), trebuie sa se conformeze performantelor standard.

2 Cerintele sistemului

IBS trebuie sa suporte executarea a doua sau mai multe din urmatoarele operatii:

planificarea voiajului;

comunicatii;

controlul sistemului;

incarcarea, descarcarea si controlul marfii;

siguranta si securitate.

3 Cerinte generale

Generalitati

IBS trebuie sa se conformeze cu toate cerintele si recomandarile IMO. Partile componente care executa operatii multiple trebuie sa indeplineasca cerintele specifice pentru fiecare functie in parte.

Fiecare parte componenta a IBS trebuie sa indeplineasca cerintele rezolutie A.694(17) si toate testele tehnice standard asociate acesteia. In consecinta, IBS trebuie sa corespunda acestor cerinte fara teste viitoare. Nota: termenul "componenta" este folosit pentru a defini - de exemplu - un modul individual, echipament sau subsistem.

Defectarea unei componente nu trebuie sa afecteze functionalitatea celorlalte componente cu exceptia acelor parti ce depind direct de partea defecta.

Integrare

IBS trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte ale functiilor de integrare:

Functionalitatea IBS trebuie sa asigure operarea efectiva asemenea modului de operare al unui singur echipament.

Afisarea informatiilor in mod continuu trebuie redusa la minimul necesar sigurantei navei. Informatii suplimentare trebuie sa fie disponibile si accesibile imediat.

Atunci cand sunt utilizate functii multiple sau comenzi necesare pentru siguranta navigatiei navei, acestea trebuie dublate si neschimbate intre ele.

Fiecare parte integrata trebuie sa fie prevazuta cu detalii despre statutul functional, potentialul si valabilitatea informatiilor esentiale. Acest lucru inseamna ca IBS trebuie sa poata folosi aceste informatii.

O sursa alternativa de informatii esentiale trebuie sa fie disponibila in cazul in care sursa principala este pierduta.

Sursa de informatie (senzori, rezultatul calculelor, ajustari manuale) trebuie sa fie afisate continuu sau cand acest lucru este cerut.

Schimbul de date

interfatarea unui IBS trebuie sa corespunda cu interfata standard internationala maritima;

schimbul de date trebuie sa fie compatibil cu operatiile executate pe nava;

integritatea fluxului de date din retea trebuie sa fie asigurat;

o defectiune in conectivitate nu trebuie sa afecteze functionarea independenta a echipamentelor din cadrul unui IBS;

analiza in cazul unei defectiuni;

analiza unei defectiuni trebuie sa fie executata imediat dupa producerea ei.

4 Cerinte operationale

Factorul uman

IBS trebuie sa fie permita o operare usoara de catre personalul care detine un certificat corespunzator;

interfata pentru accesul operatorului trebuie sa fie astfel proiectata pentru a fi usor de inteles intr-un stil compatibil pentru toate echipamentele integrate;

atunci cand sunt folosite display-uri multifunctionale, trebuie sa fie color si sa afiseze continuu informatii despre ariile urmarite, ex. meniul trebuie sa fie prezentat intr-o maniera potrivita;

pentru actiunile ce pot produce actiuni neasteptate, IBS trebuie sa ceara confirmarea din partea operatorului;

Functionalitate

trebuie sa fie intotdeauna clar locul de unde functiile esentiale pot fi accesate;

managementul sistemului trebuie sa asigure ca doar un singur utilizator poate accesa functiile unui IBS intr-u timp dat, mai mult de atat ceilalti operatori trebuie sa fie informati despre acest lucru.

5 Cerinte tehnice

Senzori - in scopul de a asigura o functionare adecvata a sistemului, angajatii trebuie sa se asigure de compatibilitatea comunicatiilor in concordanta interfata standard maritima internationala si sa prevada cu informatii despre statutul operational, potentialul si valabilitatea informatiilor esentiale.

Managementul alarmelor minimul de cerinte in acest sens se gaseste in "Code on Alarms and Indicators" 1995 (rezolutia A.830(19)). Managementul alarmelor specifice ca prioritate si grupuri functionale trebuie prevazute pe IBS. Numarul tipurilor de alarme cat si alarmarea acestora trebuie pastrata ca o prioritate scazuta, prevazandu-se indicatori in acest sens. Alarmele trebuie afisate pentru ca motivul si rezultatul restrictiilor functionale sa fie usor inteleasa. Indicatorii trebuie sa fie explicativi.

Intreruperea alimentarii si inchiderea - daca se executa o inchidere normala a sistemului, IBS trebuie sa revina la starea normala atunci cand este repornit. Dupa o intrerupere a alimentarii cu energie electrica, IBS trebuie sa fie capabil de functionare in totalitate chiar daca nu toate subsistemele au fost recuperate. IBS nu trebuie sa mareasca timpul de recuperare individuala a subsistemelor dupa realimentarea cu energie. Daca se opreste alimentarea cu energie, IBS trebuie ca pana la restaurare sa pastreze configuratia ce era in uz si sa continue operarea automata, pe cat posibil.

Alimentarea cu energie a tuturor subsistemelor IBS trebuie sa respecte cerintele IMO. IBS trebuie sa fie alimentat

de la sursa de energie electrica de avarie cu schimbare automata cu sistemul permanent de alimentare fara a produce intreruperea accidentala a IBS;

de la o sursa intermediara de energie electrica pentru o perioada mai mare de 1 minut;

unde este necesar, parti ale IBS trebuie alimentate de la surse de rezerva de energie electrica.