Journal de vitesse pour enregistreur de données de voyage : pourquoi votre choix de capteur est plus important que vous ne le pensez

Il existe une hypothèse discrète qui traverse la plupart des discussions sur le VDR. Les gens parlent de la capsule de protection, de la mémoire flottante-libre, du logiciel de lecture. Ils s'inquiètent des canaux audio et de la compression des images radar. Mais presque personne ne parle en premier lieu du fait que l’enregistreur de vitesse alimente la boîte noire en données.

C'est une erreur. Et c’est une erreur qui est généralement découverte lors de la première inspection de contrôle par l’État du port après l’échec d’un test de performances du VDR.

Nous concevons et fabriquons des enregistreurs de vitesse-Doppler, électromagnétiques et satellitaires-basés-aux côtés de nos autres équipements de navigation et de détection sous-marine. Nous avons vu suffisamment d'installations VDR pour savoir que l'interface du speed log est l'endroit où de nombreux systèmes par ailleurs solides développent des points faibles. Pas parce que le VDR est défectueux. Parce que l'alimentation du speed log n'a jamais été conçue avec l'intégration VDR à l'esprit.

Ce dont le VDR a réellement besoinun journal de vitesse

Résolution ouverte de l'OMI MSC.333(90), les normes de performance révisées pour les VDR adoptées en mai 2012 et applicables aux installations à compter du 1er juillet 2014. La section 5.5.3 est courte et directe : « Vitesse sur l'eau et vitesse sur le fond, y compris une indication de laquelle il s'agit, dérivées de l'équipement de mesure de la vitesse et de la distance du navire, comme l'exige la réglementation SOLAS ».

C'est tout. Deux numéros. Un indicateur indiquant au système de lecture quel numéro est lequel.

Mais la simplicité de cette exigence cache une réalité plus complexe. Le VDR ne se soucie pas de savoir si votre enregistreur de vitesse utilise les principes Doppler, électromagnétique ou satellite. Il se soucie de trois choses : la précision, le format et la fiabilité en cas de défaillance.

Les exigences de précision remontent à la norme CEI 61023, la norme de performance pour les équipements de mesure de vitesse et de distance. La vitesse doit être précise à 2 pour cent près de la vitesse du navire ou à 0,2 nœuds, selon la valeur la plus élevée. Les mesures de distance doivent rester dans les 2 pour cent de la distance parcourue en une heure ou 0,2 mille marin, selon la valeur la plus élevée. Ces chiffres ne sont pas des suggestions. Ils sont le sol.

L'interface qui établit ou rompt la connexion

C’est ici que les détails techniques commencent à compter. Le VDR reçoit les données de vitesse via des interfaces série définies par la série CEI 61162-la norme internationale qui régit la communication NMEA 0183 pour les équipements de navigation maritime.

Les phrases NMEA spécifiques qui contiennent des informations sur la vitesse sont VBW (Dual Ground/Water Speed) et VLW (Distance parcourue à travers l'eau). VBW transporte des composants de vitesse longitudinaux et transversaux, ainsi que des indicateurs d'état qui indiquent à l'appareil récepteur si les données sont valides. VLW transporte les totaux cumulés et de distance parcourue.

Un journal de vitessequi génère ces phrases dans le format correct au débit en bauds correct-généralement 4 800 bauds pour la norme CEI 61162-1 - communiquera avec le VDR. Un journal de vitesse qui utilise des phrases propriétaires, ou qui n'inclut pas les indicateurs d'état attendus par le VDR, entraînera l'enregistrement de déchets par le VDR, voire rien du tout.

Nous avons vu des installations dans lesquelles la sortie du journal de vitesse fonctionnait parfaitement pour le radar et l'AIS, mais échouait au test de l'interface VDR car le fabricant n'avait jamais testé la structure de phrase VBW par rapport à l'analyseur spécifique du VDR. Les données semblaient exactes sur un oscilloscope. Le VDR l’a néanmoins rejeté.

 

Trois technologies, trois considérations différentes

Le choix de la technologie des speedlogs affecte l’intégration du VDR d’une manière qui n’est pas toujours évidente.

Enregistrements de vitesse Dopplermesurer la vitesse dans l'eau en transmettant des impulsions ultrasoniques à un angle par rapport à la quille et en mesurant le décalage de fréquence du signal de retour réfléchi par les particules dans la colonne d'eau. Ils sont précis jusqu’à des vitesses très faibles, ce qui les rend précieux pour les manœuvres et l’accostage. À des fins VDR, les journaux Doppler génèrent généralement des phrases VBW et VLW via les interfaces CEI 61162-1. La considération clé est de savoir si le journal fournit à la fois les composantes de vitesse longitudinale et transversale-certaines unités à axe unique-ne produisent que la vitesse avant-arrière, ce qui limite la capacité du VDR à reconstruire le mouvement complet du navire lors d'un incident.

Lochs de vitesse électromagnétiquesmesurer la vitesse en générant un champ magnétique dans l'eau et en détectant la tension induite par le mouvement de l'eau à travers ce champ. Ils ne comportent aucune pièce mobile et nécessitent un entretien minimal. Des unités telles que le Wärtsilä SAM 4642 fournissent des mesures sur deux axes-et transmettent des informations sur la vitesse au radar, à l'AIS et au VDR via des connexions au format NMEA-conformes aux spécifications CEI 61162. Le principe électromagnétique donne des lectures stables mais peut être affecté par l'encrassement ou les changements de conductivité de l'eau. Pour l'intégration du VDR, le facteur critique est de savoir si la sortie NMEA du journal inclut les indicateurs d'état qui indiquent au VDR lorsque les données sont suspectes.

Journaux de vitesse des satellitesmesurer la vitesse au sol à l’aide des signaux GNSS. Ils fournissent une vitesse sur le fond (SOG) plutôt que une vitesse sur l'eau (STW), ce qui constitue la distinction clé. SOLAS exige la vitesse dans l'eau pour le journal de vitesse principal sur la plupart des navires. Les journaux satellite sont utiles comme sources secondaires ou pour les navires de plus de 50 000 GT qui nécessitent une mesure SOG distincte. Ils produisent des phrases NMEA standard telles que VTG (Course Over Ground and Ground Speed). Le défi d'intégration avec les journaux satellite est qu'ils dépendent de la disponibilité du GNSS-si le signal satellite chute, le VDR perd entièrement les données de vitesse.

 

Ce que fait le VDR avec les données de vitesse

Le VDR ne stocke pas seulement les numéros de vitesse de manière isolée. Il met en corrélation les données de vitesse avec la position, le cap, les images radar, les signaux d'affichage ECDIS, l'audio et l'état des alarmes pour reconstruire l'image complète de ce qui s'est passé avant, pendant et après un incident.

La vitesse sur l'eau indique aux enquêteurs comment le navire se déplaçait par rapport à la masse d'eau.-critique pour comprendre les performances de propulsion et de manœuvre. La vitesse sur le fond leur indique comment le navire se déplaçait par rapport à la terre -critique pour comprendre la dérive, les effets du courant et la précision de la position.

Si l'historique de vitesse alimentant le VDR tombe en panne, ou s'il fournit STW lorsque le VDR attend SOG, ou si les indicateurs d'état sont manquants, la lecture perd en résolution. L'enquête devient plus difficile. Les questions deviennent sans réponse.

La liste de contrôle pratique pour les journaux de vitesse prêts pour VDR -

Lorsque vous sélectionnez un journal de vitesse pour un navire doté d'un VDR-et cela signifie pratiquement tout navire à passagers ou cargo de 3 000 GT et plus-voici ce que vous devez vérifier :

Tout d'abord, confirmez que le loch est homologué selon la norme CEI 61023 et les résolutions pertinentes de l'OMI, notamment A.824(19) et A.694(17). C’est la base de la précision et de la performance environnementale.

Deuxièmement, vérifiez la sortie NMEA. Le journal doit produire des phrases VBW et VLW au format CEI 61162-1 ou CEI 61162-2. Vérifiez que les indicateurs d'état dans la phrase VBW sont correctement renseignés. Certains journaux affichent les phrases mais laissent les champs d'état vides, ce qui amène le VDR à traiter les données comme non valides.

Troisièmement, confirmez que le journal indique à la fois la vitesse sur l’eau et, si nécessaire, la vitesse sur le fond. Pour les navires d'une jauge supérieure à 50 000 GT construits après le 1er juillet 2014, des appareils distincts sont requis pour chaque mesure.

Quatrièmement, testez l'interface dans des conditions réelles. Nous avons vu des enregistreurs de vitesse qui ont réussi le test au banc, mais qui ont échoué lorsqu'ils sont connectés au VDR réel en raison de problèmes de mise à la terre, de décalages de débit en bauds ou de bruit électrique sur la ligne série. La norme d’interface ne représente que la moitié de l’histoire. La mise en œuvre est l’autre moitié.

 

Pourquoi nous construisons le nôtre

Nous concevons des enregistrements Doppler, des enregistrements électromagnétiques et des équipements de mesure de vitesse par satellite-car nous avons vu trop de navires sur lesquels l'enregistrement de vitesse et le VDR ne s'entendent tout simplement pas. Non pas parce que l’un ou l’autre des appareils est défectueux. Parce que personne ne les a jamais testés ensemble avant l'installation.

Lorsque nous construisons un journal de vitesse, nous le testons par rapport aux interfaces VDR. Nous vérifions les phrases VBW et VLW. Nous vérifions les indicateurs d'état. Nous soumettons l'unité aux tests environnementaux requis par les normes CEI 61023 et CEI 60945. Nous le faisons parce que nos clients n'ont pas le temps de découvrir des problèmes d'intégration une fois que le navire est déjà en mer.

La qualité du VDR dépend des données qu’il enregistre. Et le journal de vitesse est l’une des sources de données les plus critiques de cette liste. Choisissez en conséquence. L’enquête après un incident en dépendra.