Registro de velocidade para gravador de dados Voyage: Por que sua escolha de sensor é mais importante do que você pensa

Há uma suposição silenciosa que permeia a maioria das discussões sobre VDR. As pessoas falam sobre a cápsula protetora, a memória livre-flutuante, o software de reprodução. Eles se preocupam com canais de áudio e compressão de imagens de radar. Mas, em primeiro lugar, quase ninguém fala sobre o registro de velocidade que alimenta dados na caixa preta.

Isso é um erro. E é um erro que geralmente é descoberto durante a primeira inspeção de controle do estado da porta, após a falha no teste de desempenho do VDR.

Projetamos e fabricamos registros de velocidade-com base em Doppler, eletromagnético e satélite--juntamente com nossos outros equipamentos de navegação e detecção subaquática. Vimos o interior de instalações de VDR suficientes para saber que a interface de registro de velocidade é onde muitos sistemas sólidos desenvolvem pontos fracos. Não porque o VDR esteja com defeito. Porque a velocidade de alimentação do log nunca foi projetada com a integração do VDR em mente.

O que o VDR realmente precisaum registro de velocidade

Abra a Resolução MSC.333(90) da IMO, os padrões de desempenho revisados ​​para VDRs adotados em maio de 2012 e aplicáveis ​​a instalações em ou após 1º de julho de 2014. A seção 5.5.3 é curta e direta: "Velocidade na água e velocidade no solo, incluindo uma indicação de qual é, derivada do equipamento de medição de velocidade e distância do navio, conforme exigido pelos regulamentos SOLAS".

É isso. Dois números. Um indicador informando ao sistema de reprodução qual número é qual.

Mas a simplicidade desta exigência esconde uma realidade mais complexa. O VDR não se importa se o seu registro de velocidade usa princípios Doppler, eletromagnéticos ou de satélite. Ele se preocupa com três coisas: precisão, formato e confiabilidade sob condições de falha.

Os requisitos de precisão remontam à IEC 61023, o padrão de desempenho para equipamentos de medição de velocidade e distância. A velocidade deve ter uma precisão de 2% da velocidade da embarcação ou 0,2 nós, o que for maior. As medições de distância devem permanecer dentro de 2% da distância percorrida em uma hora ou 0,2 milhas náuticas, o que for maior. Esses números não são sugestões. Eles são o chão.

A interface que estabelece ou interrompe a conexão

É aqui que os detalhes técnicos começam a importar. O VDR recebe dados de velocidade por meio de interfaces seriais definidas pela série IEC 61162-o padrão internacional que rege a comunicação NMEA 0183 para equipamentos de navegação marítima.

As sentenças NMEA específicas que transportam informações de velocidade são VBW (Dual Ground/Water Speed) e VLW (Distance Traveled Through Water). O VBW carrega componentes de velocidade longitudinal e transversal, juntamente com indicadores de status que informam ao dispositivo receptor se os dados são válidos. O VLW carrega totais de distâncias cumulativas e de viagem.

Um registro de velocidadeque gera essas sentenças no formato correto e na taxa de transmissão correta-normalmente 4.800 bauds para IEC 61162-1 - se comunicará com o VDR. Um registro de velocidade que usa frases proprietárias ou que não inclui os sinalizadores de status esperados pelo VDR fará com que o VDR registre lixo ou nada.

Vimos instalações onde a saída do registro de velocidade funcionou perfeitamente para o radar e o AIS, mas falhou no teste de interface do VDR porque o fabricante nunca havia testado a estrutura da frase VBW em relação ao analisador específico do VDR. Os dados pareciam corretos em um osciloscópio. O VDR rejeitou de qualquer maneira.

 

Três tecnologias, três considerações diferentes

A escolha da tecnologia de registro de velocidade afeta a integração do VDR de maneiras que nem sempre são óbvias.

Registros de velocidade Dopplermedir a velocidade através da água transmitindo pulsos ultrassônicos em um ângulo em relação à quilha e medindo a mudança de frequência do sinal de retorno refletido nas partículas na coluna de água. Eles são precisos até velocidades muito baixas, o que os torna valiosos para manobras e atracações. Para fins de VDR, os registros Doppler normalmente geram sentenças VBW e VLW por meio de interfaces IEC 61162-1. A principal consideração é se o registro fornece componentes de velocidade longitudinal e transversal-algumas unidades de-eixo único geram apenas velocidade de avanço para trás, o que limita a capacidade do VDR de reconstruir o movimento completo da embarcação durante um incidente.

Registros de velocidade eletromagnéticameça a velocidade gerando um campo magnético através da água e sentindo a voltagem induzida pelo movimento da água através desse campo. Eles não possuem peças móveis e requerem manutenção mínima. Unidades como o Wärtsilä SAM 4642 fornecem medição de eixo duplo-e informações de velocidade de retransmissão para radar, AIS e VDR por meio de conexões de formato-NMEA que atendem às especificações IEC 61162. O princípio eletromagnético fornece leituras estáveis, mas pode ser afetado por incrustações ou alterações na condutividade da água. Para a integração do VDR, o fator crítico é se a saída NMEA do log inclui os sinalizadores de status que informam ao VDR quando os dados são suspeitos.

Registros de velocidade do satélitemedir a velocidade no solo usando sinais GNSS. Eles fornecem velocidade sobre o solo (SOG) em vez de velocidade na água (STW), que é a principal distinção. A SOLAS exige velocidade na água para o registro de velocidade primário na maioria das embarcações. Os registros de satélite são úteis como fontes secundárias ou para embarcações acima de 50.000 GT que exigem medição SOG separada. Eles produzem sentenças NMEA padrão como VTG (Course Over Ground e Ground Speed). O desafio da integração com os registros de satélite é que eles dependem da disponibilidade do GNSS-se o sinal do satélite cair, o VDR perderá totalmente os dados de velocidade.

 

O que o VDR faz com os dados de velocidade

O VDR não armazena apenas números de velocidade isoladamente. Ele correlaciona dados de velocidade com posição, rumo, imagens de radar, sinais de exibição do ECDIS, áudio e status de alarme para reconstruir o quadro completo do que aconteceu antes, durante e depois de um incidente.

A velocidade na água informa aos investigadores como a embarcação estava se movendo em relação à massa de água-crítica para a compreensão da propulsão e do desempenho de manobras. A velocidade no solo informa como a embarcação estava se movendo em relação à Terra,-crítica para entender a deriva, os efeitos da corrente e a precisão da posição.

Se o registro de velocidade que alimenta o VDR cair, ou se fornecer STW quando o VDR espera SOG, ou se os sinalizadores de status estiverem faltando, a reprodução perderá resolução. A investigação fica mais difícil. As perguntas tornam-se irrespondíveis.

A lista de verificação prática para registros de velocidade prontos para VDR-

Ao selecionar um registro de velocidade para uma embarcação com VDR-e isso significa praticamente qualquer navio de passageiros ou de carga de 3.000 GT e superior-aqui está o que você precisa verificar:

Primeiro, confirme se o registro de velocidade possui aprovação de tipo de acordo com a IEC 61023 e as resoluções relevantes da IMO, incluindo A.824(19) e A.694(17). Esta é a base para a precisão e o desempenho ambiental.

Segundo, verifique a saída NMEA. O log deve produzir sentenças VBW e VLW no formato IEC 61162-1 ou IEC 61162-2. Verifique se os sinalizadores de status na frase VBW estão preenchidos corretamente. Alguns logs geram as sentenças, mas deixam os campos de status em branco, o que faz com que o VDR trate os dados como inválidos.

Terceiro, confirme se o registro fornece velocidade na água e, quando necessário, velocidade no solo. Para embarcações com arqueação superior a 50.000 GT construídas após 1º de julho de 2014, são necessários dispositivos separados para cada medição.

Quarto, teste a interface em condições reais. Vimos registros de velocidade que passaram no teste de bancada, mas falharam quando conectados ao VDR real devido a problemas de aterramento, incompatibilidades de taxa de transmissão ou ruído elétrico na linha serial. O padrão de interface é apenas metade da história. A implementação é a outra metade.

 

Por que construímos o nosso próprio

Projetamos registros Doppler, registros eletromagnéticos e equipamentos de medição de velocidade baseados em satélite-porque vimos muitas embarcações onde o registro de velocidade e o VDR simplesmente não se dão bem. Não porque algum dos dispositivos esteja com defeito. Porque ninguém os testou juntos antes da instalação.

Quando construímos um registro de velocidade, nós o testamos em interfaces VDR. Verificamos as sentenças VBW e VLW. Verificamos os sinalizadores de status. Executamos a unidade através dos testes ambientais exigidos pela IEC 61023 e IEC 60945. Fazemos isso porque nossos clientes não têm tempo para descobrir problemas de integração depois que a embarcação já está no mar.

O VDR é tão bom quanto os dados que registra. E o registro de velocidade é uma das fontes de dados mais críticas dessa lista. Escolha de acordo. A investigação após um incidente dependerá disso.