Hastighetslogg for Voyage Data Recorder: Hvorfor ditt valg av sensor betyr mer enn du tror

Det er en stille antagelse som går gjennom de fleste VDR-diskusjoner. Folk snakker om den beskyttende kapselen, det frie-minnet, avspillingsprogramvaren. De bekymrer seg for lydkanaler og radarbildekomprimering. Men nesten ingen snakker om at hastighetsloggen mater data inn i den svarte boksen i utgangspunktet.

Det er en feil. Og det er en feil som vanligvis blir oppdaget under den første inspeksjonen av havnestatskontroll etter at en VDR-ytelsestest mislykkes.

Vi designer og produserer hastighetslogger-doppler, elektromagnetisk og satellitt-basert-sammen med vårt andre navigasjons- og undervannsdeteksjonsutstyr. Vi har sett innsiden av nok VDR-installasjoner til å vite at hastighetslogggrensesnittet er der mange ellers solide systemer utvikler svake punkter. Ikke fordi VDR er defekt. Fordi hastighetsloggmatingen ble aldri designet med VDR-integrasjon i tankene.

Hva VDR faktisk trenger fraen hastighetslogg

Åpen IMO-resolusjon MSC.333(90), de reviderte ytelsesstandardene for VDR-er vedtatt i mai 2012 og gjeldende for installasjoner på eller etter 1. juli 2014. Avsnitt 5.5.3 er kort og direkte: "Hastighet gjennom vannet og hastighet over bakken, inkludert en indikasjon på hvilken den er, avledet fra det avstandsmålende skipets hastighetsutstyr og avstandsmålinger".

Det er det. To tall. En indikator som forteller avspillingssystemet hvilket nummer som er hvilket.

Men enkelheten i det kravet skjuler en mer kompleks virkelighet. VDR bryr seg ikke om hastighetsloggen din bruker Doppler-, elektromagnetiske eller satellittprinsipper. Den bryr seg om tre ting: nøyaktighet, format og pålitelighet under feilforhold.

Nøyaktighetskravene går tilbake til IEC 61023, ytelsesstandarden for utstyr for hastighet og avstandsmåling. Hastigheten må være nøyaktig innenfor 2 prosent av fartøyets hastighet eller 0,2 knop, avhengig av hva som er størst. Avstandsmålinger må holde seg innenfor 2 prosent av løpsdistansen på én time eller 0,2 nautiske mil, avhengig av hva som er størst. Disse tallene er ikke forslag. De er gulvet.

Grensesnittet som lager eller bryter forbindelsen

Her begynner de tekniske detaljene å ha betydning. VDR-en mottar hastighetsdata gjennom serielle grensesnitt definert av IEC 61162-serien-den internasjonale standarden som styrer NMEA 0183-kommunikasjon for marint navigasjonsutstyr.

De spesifikke NMEA-setningene som inneholder hastighetsinformasjon er VBW (Dual Ground/Water Speed) og VLW (Distance Traveled through Water). VBW har både langsgående og tverrgående hastighetskomponenter, sammen med statusindikatorer som forteller mottakerenheten om dataene er gyldige. VLW bærer kumulative totaler og reisedistanser.

En fartsloggsom sender ut disse setningene i riktig format med riktig overføringshastighet-vanligvis 4800 baud for IEC 61162-1 - vil snakke med VDR. En hastighetslogg som bruker proprietære setninger, eller som ikke klarer å inkludere statusflaggene VDR forventer, vil føre til at VDR registrerer søppel eller ingenting i det hele tatt.

Vi har sett installasjoner der hastighetsloggutgangen fungerte perfekt for radaren og AIS, men mislyktes i VDR-grensesnittstesten fordi produsenten aldri hadde testet VBW-setningsstrukturen mot VDRs spesifikke parser. Dataene så rett ut på et omfang. VDR avviste det uansett.

 

Tre teknologier, tre forskjellige hensyn

Valget av hastighetsloggteknologi påvirker VDR-integrasjon på måter som ikke alltid er åpenbare.

Dopplerhastighetsloggermåle hastighet gjennom vann ved å sende ultralydpulser i en vinkel til kjølen og måle frekvensforskyvningen til retursignalet som reflekteres av partikler i vannsøylen. De er nøyaktige ned til svært lave hastigheter, noe som gjør dem verdifulle for manøvrering og dokking. For VDR-formål gir Doppler-logger vanligvis ut VBW- og VLW-setninger over IEC 61162-1-grensesnitt. Nøkkelbetraktningen er om loggen gir både langsgående og tverrgående hastighetskomponenter-noen enkelt-akseenheter bare gir ut for-bak-hastighet, noe som begrenser VDR-ens evne til å rekonstruere fartøyets fulle bevegelse under en hendelse.

Elektromagnetiske hastighetsloggermåle hastighet ved å generere et magnetisk felt gjennom vannet og registrere spenningen indusert av vannets bevegelse gjennom det feltet. De har ingen bevegelige deler og krever minimalt med vedlikehold. Enheter som Wärtsilä SAM 4642 gir dobbel-aksemåling og reléhastighetsinformasjon til radar, AIS og VDR via NMEA-formattilkoblinger som er i samsvar med IEC 61162-spesifikasjonene. Det elektromagnetiske prinsippet gir stabile avlesninger, men kan påvirkes av begroing eller endringer i vannledningsevne. For VDR-integrasjon er den kritiske faktoren om loggens NMEA-utgang inkluderer statusflaggene som forteller VDRen når dataene er mistenkelige.

Satellitthastighetsloggermåle hastighet over bakken ved hjelp av GNSS-signaler. De gir hastighet over bakken (SOG) i stedet for hastighet gjennom vann (STW), som er den viktigste forskjellen. SOLAS krever hastighet gjennom vann for den primære fartsloggen på de fleste fartøyer. Satellittlogger er nyttige som sekundære kilder eller for fartøy over 50 000 GT som krever separat SOG-måling. De sender ut standard NMEA-setninger som VTG (Course Over Ground og Ground Speed). Integreringsutfordringen med satellittlogger er at de er avhengige av GNSS-tilgjengelighet-hvis satellittsignalet faller, mister VDR-en hastighetsdata fullstendig.

 

Hva VDR gjør med hastighetsdataene

VDR lagrer ikke bare hastighetstall isolert. Den korrelerer hastighetsdata med posisjon, kurs, radarbilder, ECDIS-displaysignaler, lyd og alarmstatus for å rekonstruere det komplette bildet av hva som skjedde før, under og etter en hendelse.

Hastighet gjennom vannet forteller etterforskerne hvordan fartøyet beveget seg i forhold til vannmassen-som er avgjørende for å forstå fremdrift og manøvreringsytelse. Hastighet over bakken forteller dem hvordan fartøyet beveget seg i forhold til jorden -kritisk for å forstå drift, strømeffekter og posisjonsnøyaktighet.

Hvis hastighetsloggen som mater VDR-en faller ut, eller hvis den gir STW når VDR-en forventer SOG, eller hvis statusflaggene mangler, mister avspillingen oppløsning. Etterforskningen blir vanskeligere. Spørsmålene blir ubesvarte.

Den praktiske sjekklisten for VDR-klare hastighetslogger

Når du velger en fartslogg for et fartøy med en VDR-og det betyr praktisk talt alle passasjerskip eller lasteskip på 3000 GT og over-er dette det du trenger for å bekrefte:

Bekreft først at fartsloggen har typegodkjenning i henhold til IEC 61023 og de relevante IMO-resolusjonene, inkludert A.824(19) og A.694(17). Dette er grunnlaget for nøyaktighet og miljøytelse.

For det andre, verifiser NMEA-utgangen. Loggen må produsere VBW- og VLW-setninger i IEC 61162-1- eller IEC 61162-2-format. Sjekk at statusflaggene i VBW-setningen er riktig fylt ut. Noen logger sender ut setningene, men lar statusfeltene stå tomme, noe som fører til at VDR-en behandler dataene som ugyldige.

For det tredje, bekreft at loggen gir både hastighet gjennom vann og, der det er nødvendig, hastighet over bakken. For fartøy over 50 000 GT bygget etter 1. juli 2014 kreves det separate enheter for hver måling.

For det fjerde, test grensesnittet under reelle forhold. Vi har sett hastighetslogger som besto benktesten, men som mislyktes når de ble koblet til den faktiske VDR-en på grunn av jordingsproblemer, overføringshastighetsfeil eller elektrisk støy på serielinjen. Grensesnittstandarden er bare halve historien. Gjennomføringen er den andre halvparten.

 

Hvorfor vi bygger vår egen

Vi designer Doppler-logger, elektromagnetiske logger og satellitt-basert hastighetsmålingsutstyr fordi vi har sett for mange fartøyer hvor fartsloggen og VDR-en rett og slett ikke kommer overens. Ikke fordi noen av enhetene er defekte. Fordi ingen har testet dem sammen før installasjon.

Når vi bygger en hastighetslogg, tester vi den mot VDR-grensesnitt. Vi verifiserer VBW- og VLW-setningene. Vi sjekker statusflaggene. Vi kjører enheten gjennom miljøtestene som kreves av IEC 61023 og IEC 60945. Dette gjør vi fordi kundene våre ikke har tid til å oppdage integrasjonsproblemer etter at fartøyet allerede er på sjøen.

VDR-en er bare så god som dataene den registrerer. Og hastighetsloggen er en av de mest kritiske datakildene på den listen. Velg deretter. Etterforskningen etter en hendelse vil avhenge av den.