Комплексы судовождения 1 страница

Методические указания

к выполнению лабораторной работы № 2

«Регистратор данных рейса (РДР)»

Утверждено

Ученым советом АМИ ОНМА

протокол № 2 от 30.09.2013

Мариуполь

УДК 656.61.052

А 22

ББК 39.42.05

Автоматизированные комплексы судовождения: методические указания к выполнению лабораторной работы № 2 «Регистратор данных рейса (РДР)» / Сост. Г.И. Сухов. – Мариуполь: АМИ ОНМА, 2013. – 29 с.

Составитель: Г.И. Сухов, ст. преп. кафедры ЭиИТ.

Изложены общие сведения о регистраторе данных рейса (РДР), опреде-лены назначение, записываемые данные, сроки установки. Разработаны для студентов 4 курса специальности «Судовождение» всех форм обучения Азовского морского института Одесской национальной морской академии.

Викладені загальні відомості о регістраторе даних рейсу (РДР), визначені призначення, записувані дані, строки установки. Розроблено для студентів 4 курсу спеціальності «Судноводіння»усіх форм навчання Азовського морського інституту Одеської національної морської академії.

Рецензент: А.А. Ломов,

зав. ЦППКМ, к. д. п., АМИ ОНМА

Рассмотрено и одобрено

на заседании кафедры ЭиИТ

протокол № 1-08/13 от 27.08.2013

Рекомендовано методическим

советом АМИ ОНМА

протокол № 1 от 25.09.2013

© Азовский морской институт ОНМА, 2013

содержание

	Цель лабораторной работы………………………………………
	Общие сведения…………………………………………………..	4 4
	Состав S-VDR/VDR ( производитель Consilium)…………………
	3.1 Конструкция и устройство…………………………………..
	3.2 Сохранение последовательных записей…………………….
	3.3 Привязка к дате и времени…………………………………..
	3.4 Защитная капсула…………………………………………….
	3.5 Интерфейсы…………………………………………………..
	Выбор данных и обеспечение их сохранности …………………
	Технические характеристики РДР……………………………….
	5.1 Привязка к дате и времени ………………………………….
	5.2 Конкретные конструктивные требования к защитной капсуле…………………………………………………………….
	5.3 Гидроакустический маяк (маяки) для защитной капсулы…
	5.4 Сохранность записанных данных…………………………...
	5.5 Информация, которая должна быть включена в документацию производителя…………………………………...
	5.6 Технические требования по звукозаписи на ходовом мостике…………………………………………………………….
	5.7 Звукозапись системы связи………………………………….
	5.8 Радиолакационные данные, выбранные для воспроизведения…………………………………………………..
	Методы и требуемые результаты испытаний………………...
	6.1 Стандартные вводные данные………………………………
	6.2 Длительность записи…………………………………………
	6.3 Резервный источник питания………………………………..
	6.4 Подзарядка резервного источника питания………………...
	6.5 Кратковременное исчезновение электрического питания...
	Контрольные вопросы……………………………………………
	Список рекомендуемой литературы…………………………….

1 Цель лабораторной работы

Получить необходимые знания о регистраторе данных рейса (РДР), его назначении, записываемых данных, сроках установки.

2 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Международная электротехническая комиссия в соответствии с требованиями SOLAS, учитывая Резолюцию А.861(20), разработала и приняла Международный стандарт МЭК 61996, которым устанавливает минимальные требования к рабочим характеристикам, задает технические характеристики и методы испытания, а также требуемые результаты испытаний для установок судового регистратора данных рейса (РДР).

Назначение любого регистратора данных рейса (РДР) – обеспечить запись и безопасное сохранение с возможностью извлечения данных о местоположении, передвижении, физическом состоянии и управлении судном за период времени перед нештатной ситуацией, имевшей нежелательные последствия для судна, во время и после нее. Информация, хранящаяся в регистраторе, должна быть доступна как для административных органов, так и для владельца судна. Эта информация предназначена для любых последующих расследований с целью установления причины нештатной ситуации.

Требования к живучести судового "черного ящика", как и авиационного, очень жесткие. Капсула должна быть спроектирована так, чтобы гарантировать сохранность записанных данных после воздействия следующих факторов:

· удар – ударная нагрузка 50 g с длительностью импульса 11 мс;

· проникновение - масса 250 кг со стержнем диаметром 100 мм при падении с высоты в 3 м;

· пожар – при температуре 260° в течение 10 часов, при температуре 1000° в течение 1 часа;

· глубоководное давление и погружение – давление 60 МПа, что эквивалентно погружению в морскую воду до глубины 6000 м, пребывание на глубине 3 м в течение 30 суток.

Процесс записи на конечный носитель не должен прерываться более чем на 10 минут в течение процесса сохранения. Время, в течение которого все записанные элементы данных сохраняются, должны составлять как минимум 12 часов. Новые данные могут быть записаны поверх элементов данных, которые старше этого срока. В случае выхода из строя аварийного источника электроэнергии РДР должен записывать звуковые сигналы на мостике от специализированного резервного источника питания в течение 2 часов. И только по истечении этого 2-х часового периода вся запись должна прекращаться.

Согласно нормативным документам Регистратором данных рейса фиксируются 15 основных параметров (МЭК 61996, приложение 1):

1. Дата и время – относительно Всемирного скоординированного времени, определяемом от внешнего (не установленного на судне) источника, либо от встроенных в регистратор часов

2. Широта и долгота местоположения судна, и используемая система координат – широта и долгота, а также система координат, используемая в технических средствах навигации, режим работы этих приборов. Разрешающая способность при записи координат до 0,0001 мин. дуги.

3. Скорость относительно воды и/или грунта с указанием способа измерения. Данные должны записываться с разрешающей способностью до 0,1 узла.

4. Курс (истинный/магнитный). Курс судна согласно показаниям судового гирокомпаса или магнитного компаса должен записываться с разрешающей способностью до 0,1 град.

5. Речевые переговоры, команды и звуковые сигналы на ходовом мостике. Звуковые сигналы на всех рабочих местах (управление судном по осевой линии; крыло (крылья) мостика; главный радар; прокладочный стол; рулевой; связь), а также, по возможности, объявления через командное трансляционное устройство.

6. Переговоры с другими судами или объектами. Переговоры с использованием радиооборудования УКВ диапазона записываются непрерывно.

7. Радиолокационная и вспомогательная навигационная информация, отображаемая на индикаторе радиолокационной станции. Метод регистрации должен обеспечивать возможность воспроизведения изображения в том виде, в каком оно было в момент записи, с учетом возможных искажений, связанных со сжатием информации при записи.

8. Глубина под килем судна с указанием установленной шкалы измерения и режима работы эхолота.

9. Аварийно-предупредительные сигналы – записывается состояние всех предписанных ИМО сигналов тревоги, поступающих на ходовой мостик. Записываются также параметры этих сигналов там, где это осуществимо.

10. Команды, поступающие в рулевую машину, и их выполнение, а также режим работы системы управления курсом и траекторией. Записываются углы перекладки руля, как для команды, так и для ее выполнения с разрешением, насколько это допустимо на судне.

11. Команды, поступающие в машинное отделение, и их выполнение, а также режим работы подруливающих устройств (при их наличии). Сюда относятся положения машинных телеграфов или органов прямого управления двигателем/гребным винтом, включая число оборотов в минуту вала, и показания обратной связи. Сюда также относится состояние носового и кормового подруливающих устройств, если таковые предусмотрены.

12. Состояние забортных отверстий в корпусе судна. Включает всю обязательную информацию, поступающую на ходовой мостик, о статусе забортных отверстий.

13. Состояние водонепроницаемых и противопожарных дверей. Включает всю обязательную информацию, поступающую на ходовой мостик, о статусе дверей.

14. Ускорения и напряжения в корпусе судна. Если судно оборудовано приборами контроля напряжений в корпусе и реакции на внешнее воздействие, то все элементы данных, которые были предварительно отобраны оператором, должны регистрироваться.

15. Скорость и направление ветра. Это применимо, если судно оборудовано соответствующим датчиком. Регистрируются относительные, или истинные направления и скорость ветра, с указанием на их вид.

На 79-й сессии КБМ, которая состоялась в период с 1 по 10 декабря 2004 г., были приняты поправки к правилу 29 Главы V (V/20) Конвенции СОЛАС – "Регистраторы данных рейса", касающиеся оснащения грузовых судов, находящихся в эксплуатации, Упрощенными регистраторами данных о рейсе (S-VDR). Поправки вступают в силу 1 июля 2006 г.

В соответствии с новым правилом все грузовые суда, находящиеся в эксплуатации, должны быть оснащены регистратором данных о рейсе, который может быть упрощенным регистратором данных о рейсе, в следующем порядке:

- грузовые суда валовой вместимостью 20000 рт и более, построенные до 1 июля 2002 г., – во время первого планового докования после 1 июля 2006 г., но не позднее 1 июля 2009 г.

- грузовые суда валовой вместимостью 3000 рт и более, но менее 20000 рт, построенные до 1 июля 2002 г., – во время первого планового докования после 1 июля 2007 г., но не позднее 1 июля 2010 г.

Администрации могут предоставлять грузовым судам изъятия из вышеуказанных правил, в случае если суда будут постоянно выведены из эксплуатации в течение двух лет с момента применения требований.

3 Состав S-VDR/VDR ( производитель Consilium)

• Основной блок S-VDR

Система полностью пассивна и записывает все данные, поступающие в основной блок. Она не влияет на другие системы и на поступление прочих данных. Регистратор постоянно сохраняет данные за последние 12 часов, стирая устаревшие данные и заменяя их обновленными.

§ Блок видео захвата

Двухканальный блок видео захвата (VGU) записывает сжатое изображение в формате JPEG. Блок поставляется в отдельно корпусе, возможна также поставка конфигурации с 4-мя каналами.

§ Блок аудио захвата

Блок аудио захвата (AMU) имеет 8 микрофонных входов и 2 входа с УКВ радиостанции с индивидуальной настройкой. Все входы микшируются по 4-м аудиоканалам. Аудио сигнал сжимается для снижения объема записываемой информации. Блок поставляется в отдельно корпусе.

§ Микрофоны

Могут быть консольного или настенного исполнения. Имеют встроенные динамики для автоматической проверки. Конструкция предусматривает также установку на открытых крыльях мостика.

§ Серийный интерфейс

Серийный или NMEA интерфейс состоит из 1, 2 или 3 модулей. Каждый модуль имеет 6 отдельных NMEA входов. Интерфейс устанавливается в основном блоке.

§ Аналого-цифровой конвертер

Аналого-цифровой конвертер сигналов состоит из IO модулей, преобразующих аналоговые и цифровые сигналы от различных датчиков на судне в формат NMEA.

§ Капсула

Фиксированная или свободно всплывающая капсула постоянно сохраняет данные за 12 часов, поступающие от основного блока. Емкость встроенной памяти составляет 4 Гб или 8 Гб. Соответствует требованиям стандарта IEC 61996.

3.1 Конструкция и устройство

В конструкции и устройстве регистратора, которые должны отвечать требованиям международных стандартов, применяющихся для Международной Морской Организации (ИМО), должны быть особым образом учтены требования по защите данных и непрерывности работы.

3.2 Сохранение последовательных записей

Регистратор должен обеспечить длительное сохранение последовательных записей предварительно отобранных элементов данных, характеризующих состояние и выходные параметры оборудования судна, а также команд по управлению судном.

.

Рис. 3.1 – Структурная схема РДР.

3.3 Привязка к дате и времени

Для последующего анализа факторов, сопутствующих нештатной ситуации, применяющийся метод записи должен обеспечивать, чтобы различные элементы данных были привязаны к дате и времени при воспроизведении на соответствующем оборудовании.

Метод записи должен быть таким, чтобы привязка по времени всех записанных элементов данных могла быть получена при воспроизведении с разрешением, достаточным для подробного восстановления предыстории нештатной ситуации.

3.4 Защитная капсула

3.4.1 Тип защитной капсулы

Конечный носитель записи должен быть помещен в специальную защитную капсулу. Эта капсула должна быть сконструирована так, чтобы она оставалась на судне при любых обстоятельствах. Альтернативный вариант конструкции - ее можно сделать автоматически всплывающей в месте затопления судна, если это произошло.

3.4.2 Оценка состояния конечного носителя записи

На случай, когда носитель записи не может быть быстро и достоверно обследован после нештатной ситуации, необходимо предусмотреть средства, позволяющие расследующему нештатную ситуацию специалисту, прежде чем пытаться воспроизвести записанные данные, определить, не подвергался ли носитель записи чрезмерному тепловому воздействию, так что сохранность записанных данных может быть поставлена под сомнение.

3.4.3 Доступ к капсуле

Капсула должна позволять доступ к себе после нештатной ситуации, но быть защищенной от несанкционированного проникновения внутрь нее.

Капсула должна заключать в себе конечный носитель записи. Конечный носитель записи не должен быть доступен в ходе выполнения обычных операций в ходе эксплуатации судна.

Необходимо предусмотреть средства для извлечения записанной информации с помощью внешнего устройства без открытия защитной капсулы.

3.4.4 Извлечение данных

Капсула должна обеспечивать максимальную вероятность сохранения и извлечения данных с конечного носителя после любой нештатной ситуации.

3.4.5 Конструкция капсулы

Конструкция капсулы, содержащей конечный носитель записи, должна предусматривать установку ее на открытой палубе судна. Капсула может быть сконструирована так, чтобы ни при каких обстоятельствах не отделяться от судна, либо ее можно сделать автоматически всплывающей в месте затопления судна, если это произошло.

Конструкция капсулы должна обеспечивать защиту записанных данных от следующих воздействий:

- ударной нагрузки;

- проникновения внутрь (пробой);

- огня;

- давления на глубине при погружении.

3.4.6 Видимость и маркировка

Капсула, а также любая ее наружная оболочка должны быть окрашены в хорошо видимый флуоресцентный оранжевый цвет и иметь маркировку светоотражающими материалами, отвечающую соответствующим требованиям Резолюции ИМО A.658, а также иметь следующую надпись:

"VOYAGE DATA RECORDER – DO NOT OPEN – REPORT TO AUTHORITIES"

(РЕГИСТРАТОР ДАННЫХ РЕЙСА – НЕ ОТКРЫВАТЬ – СООБЩИТЕ ОРГАНАМ ВЛАСТИ).

3.4.7 Средства обнаружения (A.861/5.1.3.4)

Капсула должна быть оснащена устройством, помогающим определить ее местоположение.

Как зафиксированная, так и свободно всплывающая конструкция должна включать в себя акустический подводный маяк. В случае защитной капсулы, предназначенной для свободно всплывающего режима работы, она также должна иметь соответствующий радиопередатчик и источник света.

3.5 Интерфейсы

3.5.1 Соответствие серии МЭК 61162

Сопряжение с различными используемыми датчиками должно выполняться согласно соответствующему международному стандарту по устройствам сопряжения серии МЭК 61162, если это возможно.

Интерфейсы для аудиосистемы ходового мостика, системы аудио связи и радиолокатора определяются соответственно.

Любые устройства сопряжения, которые могут понадобиться для преобразования сигналов, не отвечающие МЭК 61162, должны соответствовать требованиям МЭК 60945.

В любом случае все соединения всех единиц судового оборудования должны быть выполнены так, чтобы это не влияло на работу этого оборудования даже в случае сбоев в системе регистратора.

Примечание. Не допускается потеря управления и ходовых характеристик судна.

3.5.2 Информационный интерфейс

Регистратор должен обеспечивать интерфейс и извлечение сохраненных данных на внешний компьютер.

4 Выбор данных и обеспечение их сохранности

Защита от несанкционированного доступа

Насколько это практически осуществимо, конструкция оборудования регистратора не должна позволять подавать на его вход "подстроенную" информацию, а также корректировать уже записанные данные. Каждая попытка нарушить целостность записанных данных должна фиксироваться.

Целостность записи

Метод записи должен быть таким, чтобы каждый записанный элемент данных проверялся на целостность, т.е. был идентичен самому себе на момент приема; в случае обнаружения неисправимой ошибки должен выдаваться аварийный сигнал, соответствующий ИМО A.830, но с уровнем слышимого звука в диапазоне 55-65 дБА.

В автоматическом режиме регистратор должен непрерывно отслеживать следующие параметры:

a) энергоснабжение;

b) функции записи;

c) частоту ошибочных битов;

d) функционирование микрофона.

При сбое для любого из вышеуказанных параметров должен генерироваться сигнал тревоги в соответствии с требованиями ИМО А.830 в месте, откуда ведется нормальное управление судном. Должна быть обеспечена возможность отключения этого сигнала, но визуальная индикация должна оставаться включенной, пока регистратор работает. Аварийное состояние должно также обозначаться через контакты реле (или эквивалентного устройства), на которое подается питание в обычном (неаварийном) состоянии.

Эксплуатация

Запись и сохранение данных

В нормальном рабочем режиме регистратор должен функционировать полностью автоматически. Необходимо предусмотреть средства для того, чтобы каким-либо методом сохранить записанные данные после нештатной ситуации при минимальном прерывании процесса записи, причем не должно быть необходимости в открытии защитной капсулы.

a) Средства управления, применяемые для этого процесса сохранения, должны быть простыми в использовании.

b) В процессе сохранения запись на конечный носитель не должна прерываться более чем на 10 мин. Данные, записанные на конечный носитель записи, не должны быть стерты.

c) Сохраненные данные должны автоматически проверяться на предмет их идентичности данным, записанным на конечном носителе записи. Каждый сбой должен обозначаться.

d) Когда процесс сохранения завершен, необходимо с помощью специального средства перенести записанный набор данных на другое запоминающее устройство, чтобы получить возможность сохранять данные, относящиеся к последующим нештатным ситуациям.

Примечание. Под "процессом сохранения" понимается извлечение данных, записанных на конечном носителе записи. Сохраненный набор данных должен быть защищен от несанкционированного или непреднамеренного переписывания.

Источник питания.

Чтобы гарантировать, что регистратор будет продолжать фиксировать информацию и во время самой нештатной ситуации, должна быть предусмотрена возможность его работы от судового аварийного источника электропитания..

Специализированный резервный источник питания.

В случае отказа судового аварийного источника электропитания регистратор должен продолжать запись сигнала аудиосистемы ходового мостика в течение 2 ч, работая от специализированного резервного источника питания. По истечении этих 2ч вся запись должна быть автоматически остановлена.

Период и длительность записи.

Запись должна производиться непрерывно, если не будет прервана ненадолго. Промежуток времени, за который должны быть сохранены все элементы данных, должен быть не менее 12 ч. Элементы данных, которые зарегистрированы после этого периода, могут затираться более новыми данными.

Необходимо предусмотреть возможность прекращения записи с помощью специальной кнопки или иным подобным надежным способом.

Примечание. Это можно производить при следующих обстоятельствах:

a) при выполнении процедур технического обслуживания, когда судно находится в порту;

b) когда судно поставлено на прикол;

c) по запросу следственного органа, например, если судно было вовлечено в аварийную ситуацию на море.

Записываемые элементы данных.

Дата и время.

Эталонные дата и время (по универсальному всемирному координированному времени – UTC) должны получаться от источника, внешнего по отношению к судну (например, от электронной системы определения местонахождения (EPFS) или радиосигналов точного времени), если таковой доступен, или от внутренних часов, по меньшей мере, один раз в час. В записи должно быть обозначено, какой источник используется. Метод записи должен быть таким, чтобы при воспроизведении можно было получить отметки времени всех записанных элементов данных с разрешением, достаточным для подробного воспроизведения предыстории нештатной ситуации, – не меньше 1 с.

Местоположение судна.

Широта и долгота, а также используемая точка отсчета должны получаться от заданной электронной системы определения местонахождения или интегрированной навигационной системы судна (при наличии). Способ записи должен обеспечивать, чтобы идентичность и состояние этого источника всегда можно было определить при воспроизведении. Насколько это возможно для данного судна, местоположение должно записываться с разрешением до 0,0001 угловой минуты.

Скорость.

Скорость относительно воды или грунта (в обоих случаях - поперечная и продольная, если это возможно для данного судна) с указанием, от какого судового оборудования для измерения скорости и расстояния она поступает. Скорость должна фиксироваться, насколько это возможно для данного судна, с разрешением до 0,1 узла.

Курс.

В том виде, в каком он выдается судовым компасом. Насколько это возможно для данного судна, его курс должен записываться с разрешением до 0,1°.

Звукозапись на ходовом мостике.

На ходовом мостике необходимо разместить один или несколько микрофонов так, чтобы обеспечить возможность достаточно четкой записи разговоров на посту управления судном, у экранов радиолокаторов, штурманских столов и т.п. (т.е. рабочих местах, указанных в 3.1.9). Насколько это практически осуществимо, положение микрофонов должно также охватывать входы и выходы систем внутренней связи и местного оповещения, а также звуковую аварийную сигнализацию оборудования, установленного на ходовом мостике.

Звуковые сигналы на всех рабочих местах должны записываться непрерывно. Дополнительно можно предусмотреть средства идентификации рабочих мест в сигналах, которые записываются у этих мест, чтобы это можно было видеть при анализе записанной информации.

Звукозапись системы связи.

Передачи в метровом (ОВЧ) диапазоне, имеющие отношение к операциям управления судном, должны записываться независимо от записи аудиосистемы ходового мостика. Записываться должны как передаваемые, так и принимаемые звуковые сигналы; запись должна вестись непрерывно с помощью подсоединенного напрямую приемника метрового диапазона, определенного при установке системы.

Данные радиолокатора, выбранные для воспроизведения.

Сюда включаются данные электронных сигналов одной из судовых радиолокационных установок; записывается информация, которая реально отображается на основном экране этого радиолокатора в момент записи. Сюда должны включаться любые кольца дальности или маркеры, электронные символы прокладки, радиолокационные карты, любые части выбранной системной электронной навигационной карты (SENC) или другой электронной схемы или карты, план рейса, навигационные данные, навигационные аварийные сигналы и данные о состоянии радиолокатора, которые видимы на экране. Метод записи должен быть таким, чтобы при воспроизведении была возможность представить точную копию всего экрана радиолокатора, как он отображается в момент записи, хотя и с ограничениями, накладываемыми технологиями сжатия полосы частот, которые существенны для работы регистратора.

Эхолот

Сюда должна включаться глубина под килем с разрешением до 0,1 м, насколько это возможно для данного судна. При наличии должна записываться шкала глубин, выводимая на экран в текущий момент, и другая информация о состоянии оборудования.

Основные аварийные сигналы.

Сюда относится состояние всех аварийных сигналов ходового мостика, обязательных согласно требованиям ИМО. Обязательные аварийные сигналы должны записываться через аудиосистему ходового мостика и как информационный параметр, если это практически осуществимо.

Команды, выдаваемые на руль, и реакции руля.

Командное значение угла перекладки руля и реакция руля должны записываться с разрешением до 1°, насколько это реализуемо и разрешено для данного судна. Также должны фиксироваться состояние и настройки устройства управления судном по курсу или траектории, если таковой установлен.

Команды, выдаваемые на двигатель, и реакции двигателя

Сюда относятся положения всех машинных телеграфов или устройств прямого управления двигателем/гребным винтом, включая обороты вала (валов) (или эквивалентный параметр) и сигналы обратной связи (при наличии), включая индикаторы "передний/задний ход". Сюда также относится состояние вспомогательных винтов на носу и корме судна, если они установлены. Обороты должны записываться с разрешением до 1 об/мин, а шаг винта – с разрешением до 1°.

Состояние проемов (дверей) в корпусе).

Сюда включается вся обязательная, согласно требованиям ИМО, информация состояния, отображаемая на ходовом мостике.

Состояние водонепроницаемых и противопожарных дверей.

Сюда включается вся обязательная, согласно требованиям ИМО, информация состояния, отображаемая на ходовом мостике.

Ускорения и нагрузка на корпус судна

Если судно оснащено обязательным, согласно требованиям ИМО, оборудованием контроля напряжений и реакции корпуса, то подлежат записи все элементы данных, которые были предварительно выбраны для этого оборудования и имеются в наличии.

Скорость и направление ветра.

Эти данные записываются, если судно оснащено соответствующим датчиком. Могут фиксироваться либо относительные, либо истинные скорости и направления ветра с указанием, какой из этих вариантов записывается.

5 Технические характеристики РДР

5.1 Привязка к дате и времени

Чтобы гарантировать, что промежутки времени между событиями смогут определяться с разрешением 0,1 с, все элементы данных в моменты их отбора для записи регистратором должны иметь отметки времени, полученные от часов системы регистратора с разрешением 0,05 с. Уход этих системных часов не должен превышать 1 секунду за 1 час.

Дата добавления: 2017-01-14