ELEKTRONIČKA NAVIGACIJA

AIS SUSTAV

ECDIS SUSTAV

VDR

AIS sustav

• AIS – Automatski identifikacijski sustav ( engl. Automatic Identification System ) je samostalni primopredajnik za neprekidno automatsko emitiranje i razmjenu identifikacijskih podataka između brodova kao i razmjenu podataka s VTS centrima na kopnu putem dogovorenih VHF kanala, a prvenstveno služi za identifikaciju i lociranje plovila.

• AIS omogućuje elektroničku razmjenu brodskih navigacijskih podataka koji obavezno uključuju identifikaciju broda, položaj broda te kurs i brzinu broda.

• Podaci se mogu prikazati na ekranu, radaru, ECDIS-su, itd.

• Koncept današnjeg AIS sustava bazira se na komunikacijskim tehnikama koje velikom broju primopredajnika omogućavaju istovremeno slanje niza podataka preko samo jednog radio kanala, sinkroniziranjem emitiranja podataka pomoću vrlo preciznog standarda vremenskog odmjeravanja odaslanih poruka

AIS sustav

• U konačnom definiranju standarda današnjeg AIS sustava sudjelovale su sljedeće međunarodne organizacije:

• IMO (engl. International Maritime Organisation)

• IALA (engl. International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouse Authorities)

• ITU (engl. International telecommunication Union )

• IEC ( engl. International Electrotechnical Commission

• AIS sustav mora udovoljavati načinu rada brod-brod i načinu rada brod-kopno uz zahtijevanu točnost, pouzdanost i učestalost. Pored navedenog AIS sustav mora imati sljedeće mogućnosti operativnog djelovanja:

• autonoman, samostalan i trajan način rada u svim područjima uz mogućnost uključivanja jednog od alternativnih načina rada zahtijevanog od nadležne državne vlasti

• dodijeljeni način rada u području koje podliježe nadležnim državnim vlastima odgovornim za nadzor i kontrolu pomorskog prometa, tako da se interval davanja podataka može daljinski podesiti od tih vlasti

• oglašavanje ili upravljani način rada u kojem se davanje podataka javlja kao odgovor na pitanja s broda ili od nadležnih državnih vlasti

AIS sustav

• Rad AIS-a temelji se na neprekidnoj autonomnoj razmjeni podataka između brodova u pomorskom prometu. U tom načinu rada svaki brod emitira svoje podatke ostalim brodovima opremljenim AIS sustavom unutar VHF dometa. Na taj način omogućen je neprekidni protok podataka neovisan o bilo kakvoj kontrolnoj postaji. Podaci s AIS-a se mogu proslijediti i spremiti u uređaju zapisa podataka o pomorskom putovanju (VDR-u). Također postoji mogućnost da peljar može priključiti svoje prijenosno peljarsko računalo izravno na brodski AIS

• AIS sustav se može inkorporirati u rad DGPS-a odnosno diferencijalnog globalnog pozicijskog sustava, a također obalne stanice mogu koristiti kanal AIS-a za vezu kopno-brod te emitirati podatke o morskim mijenama, lokalnim vremenskim prognozama, navigacijskim opasnostima i upozorenjima itd.

AIS sustav

• VTS stanice u nadzoru pomorskog prometa mogu putem AIS-a izravno komunicirati s određenim brodovima i zahtijevati dodatne informacije vezane uz sigurnost pomorskog prometa, a također je značajno istaknuti da AIS sustav omogućuje konstantno praćenje kretanja brodova u slučajevima kada je radarska slika opterećena jakim smetnjama, kada su brodovi u radarskoj sjeni, itd. s tim da VTS centar može odrediti raspodjelu vremenskih jedinica za AIS komunikaciju u svrhu optimizacije prijenosa podataka u određenom lokalnom geografskom području. S obzirom na područje primjene AIS sustav predstavlja sofisticirani napredak pomorske komunikacijske tehnologije donoseći značajne prednosti u radu kako časnicima na brodovima tako i časnicima u VTS centrima

AIS sustav

• Časnicima na brodovima AIS sustav omogućuje nedvosmislenu identifikaciju radarskih odraza, smanjenje govornih VHF komunikacija jer se podaci izmjenjuju automatski, dobivanje informacija o kretanjima okolnih brodova u realnom vremenu, uočavanje brodova skrivenih u radarskoj sjeni, eliminaciju problema razlikovanja objekata po azimutu i udaljenosti na radarskim ekranima i mogućnost arhiviranja podataka okolnih brodova u proteklom vremenu.

• Časnicima u VTS centrima AIS sustav omogućuje nedvosmislenu identifikaciju radarskih odraza, neprekidan pregled razvoja situacije kretanja brodova u svim vremenskim uvjetima, izbjegavanje problema radarskih smetnji, rješenje problema zamjene radarskih odraza, smanjenje potrebnog ručnog unašanja podataka, automatsko slanje sigurnosnih poruka brodovima u području dometa, arhiviranje podataka u proteklom vremenu, itd.

AIS sustav

• AIS se u pomorskoj navigaciji prvenstveno koristi u svrhu izbjegavanja sudara plovila u skladu s međunarodnim pravilima za izbjegavanje sudara na moru jer se podaci s AIS sustava integriraju u ECDIS odnosno elektroničku kartu kao i u radar. U područjima gdje je uspostavljena kontrola i nadzor pomorskog prometa (VTS sustav) AIS omogućuje stalni dotok informacija o kretanju svih brodova u realnom vremenu.

• AIS sustav omogućuje emitiranje položaja i imena drugih objekata osim vlastitog broda, odnosno može emitirati kao navigacijsko pomagalo i služiti kao položajni marker. AIS u tom obliku može biti lociran na kopnu , primjerice na svjetioniku , na platformi ili na plutači. Također američka obalna straža (engl. US Coast Guard ) sugerira da AIS sustav može zamijeniti klasični radarski far odgovarač (engl. racon) koji se standardno koristi kao pomagalo u elektroničkoj navigaciji

AIS sustav

• Koncept tzv. virtualnog AIS sustava / Sintetičkog AIS sustava / umjetni AIS sustav ( engl. virtual AIS/Sybthentic AIS/Artificial AIS ).

• Navedeni termin koristi se pojmovno u dva smisla: u prvom smislu odnosi se na opis konkretnog položaja fizičkog markera ,ali se signal generira i emitira iz odašiljača koji je lociran na nekom drugom položaju ( primjerice on-shore bazna stanica može emitirati položaj dvanaest plutajućih kanalskih markera, a svaki od 12 plutajućih kanalskih markera je previše malen da bi se u njega ugradio odašiljač, …). U drugom smislu odnosi se na AIS emitiranje koje definira marker koji stvarno fizički ne postoji ili nije optički vidljiv (primjerice podvodna stijena, potopljeni brod, …). Koncept virtualnog AIS-a se može koristiti samo od strane brodova koji su opremljeni AIS sustavom.

• Za potrebe traganja i spašavanja na moru AIS sustav osigurava dodatne informacije korisne za uspjeh akcije uz napomenu da se AIS standard može koristiti i u SAR zrakoplovu .

• Kanal Saint Lawrence Seaways koristi AIS binarnu poruku koja sadrži informacije o razini mora , stanje ustava na kanalu te vremenske uvjete u kanalskom sustavu

Princip rada AIS sustava

• AIS transponder automatski emitira podatke o položaju broda, brzini broda, navigacijskom statusu broda itd., u pravilnim vremenskim razmacima putem VHF odašiljača koji je ugrađen u transponderu. Podaci se dobivaju iz brodskih navigacijskih senzora GPS, žirokompas,…), a ostale informacije kao ime broda, pozivni znak, itd. upisuju se ručno i također se emitiraju u pravilnim vremenskim razmacima. Emitirani signali se primaju putem AIS transpondera kojima su opremljeni brodovi ili kopneni VTS sustavi. Primljeni podaci se prikazuju na display-u radara, ECDIS-a, elektroničkih karata,…

• AIS standard podrazumijeva dvije osnovne klase AIS jedinica : • klasa A – namijenjena je za uporabu na brodovima SOLAS konvencije poglavlje V

• klasa B – namijenjena je za uporabu na ne-SOLAS brodovima

AIS sustav – klasa A

• Svaki AIS transponder klase A se sastoji od jednog VHF odašiljača, dva VHF TDMA (engl . VHF TDMA – very high frequency time division multiple access – vrlo visoka frekvencija/vremenski podijeljen višestruki pristup) prijemnika, jednog DSC (engl. VHF DSC – very high frequency digital selective calling – vrlo visoka frekvencija/digitalno selektivno pozivanje) prijemnika, veza sa brodskim uređajima i senzorima putem standardnih pomorskih elektroničkih komunikacija NMEA 0183 poznatih kao IEC 61162.Klasa A AIS sustava ima ugrađen GPS prijemnik zbog sinkronizacije vremena dok se položaj broda dobiva iz vanjskog odnosno brodskog GPS prijemnika, Loran-C prijemnika, sustava inercijalne navigacije itd. Ostali navigacijski parametri dobivaju se iz navigacijskih senzora broda (kurs, brzina, kut nagiba broda, …). AIS transponder uobičajeno emitira u autonomnom i neprekidnom načinu rada bez obzira da li se brod nalazi blizu obale ili na otvorenom moru. Emitiranje se odvija na dvjema frekvencijama VHF pomorskih kanala 87B (161,975 MHz) i 88B (162,025 MHz). Iako je dovoljan samo jedan radio kanal , svaka AIS stanica emitira i prima preko dva radio kanala da se izbjegnu problemi interferencije i da se onemogući gubitak komunikacije .Sustav je projektiran tako da i u slučaju preopterećenja uspješno radi

AIS sustav – klasa A

• AIS sustav klase A koristi jedinstveni protokol za razmjenu podataka preko jednog uskopojasnog kanala. Protokol koji je u upotrebi naziva se samoorganizirajući vremenski podijeljen višestruki pristup odnosno SOTDMA protokol ( engl. Self Organizing Time Division Multiple Acess ). AIS sustav kontinuirano sinkronizira međusobni izbor vremenskih jedinica. Vremenske jedinice i vremensko trajanje emitiranja odabiru se na bazi slučajnih brojeva. Kada AIS sustav promijeni svoju dodijeljenu jedinicu , tada svim ostalim AIS sustavima na tom kanalu objavljuje svoju novu poziciju i vrijeme emitiranja za tu poziciju. Svaki AIS sustav kontinuirano ažurira svoje vremenske jedinice. Najznačajniji element SOTDMA protokola je dostupnost preciznog standarda referentnog vremena prema kojem se svi AIS sustavi mogu sinkronizirati u svojim dodijeljenim jedinicama kako bi se izbjeglo miješanje komunikacijskih elemenata. Vremenska referenca se uzima od preciznog vremenskog signala sadržanog u GPS satelitskoj poruci. Prijenos podataka AIS sustava temelji se na odgovarajućim modulacijskim tehnikama određenim u ITU preporukama.

AIS sustav – klasa A

.

• Vremenska referenca se uzima od preciznog vremenskog signala sadržanog u GPS satelitskoj poruci. Prijenos podataka AIS sustava temelji se na odgovarajućim modulacijskim tehnikama određenim u ITU preporukama.

• Emitiranje jedne AIS stanice se uklapa u jednu od 2250 vremenskih informacijskih ćelija koje se odašilju svakih 60 sekundi na dvjema frekvencijama.

• Podaci koji se emitiraju AIS sustavom su komprimirani i emitiraju se u malim podatkovnim paketima na udaljenosti od najmanje 20 nautičkih milja što ovisi o visini AIS antene iznad razine mora. AIS sustav emitira podatke u vremenskim ćelijama koje traju 26,67 tisućinki sekunde što omogućuje da se unutar jedne minute emitira 2250 vremenskih informacijskih ćelija.

• AIS predajnik kada je brod u plovidbi emitira podatke svake dvije do deset sekundi što ovisi o brzini kretanja broda , dok u slučaju da je brod usidren podaci se emitiraju svake tri minute. Emitiraju se sljedeći podaci : MMSI (engl. Maritime Mobile Service Identity – jedinstveni devet brojčani identifikacijski broj), navigacijski status – na sidru, u plovidbi itd., stopa okreta broda – od 0 do 720 stupnjeva po minuti , brzina preko dna – od 0 do 102 čvora uz razlučivost od 1/10 čvora , položaj broda ( φ , λ ), kurs preko dna uz razlučivost od 0,1 stupnja , kurs kroz vodu, UT vrijeme. U dodatku svakih šest minuta emitiraju se sljedeći podaci : IMO broj – sedmeroznamenkasti broja koji uvijek ostaje pridružen brodu bez obzira na promjenu vlasništva, radio pozivni znak , ime broda, vrsta broda/tereta , osnovne dimenzije broda, položaj antena pozicijskih sustava, vrsta pozicijskih sustava (GPS, DGPS , Loran-C , itd), gaz broda luka odredišta, ETA (fngl. Estimated time of arrival – očekivano vrijeme dolaska broda).

• Potrebno je još napomenuti da je uspostavljen kopneni AIS mrežni sustav , primjerice u Kini je uspostavljeno oko 200 obalnih baznih stanica. Također oko 25 VTS centara je spojeno u mrežu i može se na displayu kompjutera dobiti trenutna situacija u svijetu ali se i može komunicirati s brodovima u realnom vremenu putem SRM-a (engl. safety Related Messages – sigurnosno povezane poruke). Početkom 2007 godine za kopnene AIS stanice je prihvaćen novi standard IEC 62320-1.

Podaci AIS sustava

• AIS sustav odnosno sve komponente sustava napajaju se iz glavnog brodskog izvora električne energije, s mogućnošću napajanja iz alternativnih brodskih izvora električne energije. Sustav mora biti sposoban za rad unutar dvije minute nakon uključivanja. Tehničke performanse AIS sustava definirane su odgovarajućim ITU preporukama. Svi podaci koje AIS obrađuje mogu se uvjetno podijeliti u tri osnovne grupe, s tim da svaka grupa ima svoj zahtjev za ažuriranjem ovisno o učestalosti promjene tih podataka. Osnovne grupe podataka su :

• statički podaci

• dinamički podaci

• podaci o putovanju.

Podaci AIS sustava

• Statički podaci unose se u AIS uređaj ručno a uključuju MMSI broj, pozivni znak i ime broda, IMO broj, dužinu i širinu broda, vrstu broda te položaj antene AIS sustava.

• Dinamički podaci se unose neovisno o navigatoru odnosno unose se automatski. Ova grupa podataka uključuje položaj broda, UT vrijeme, kurs broda preko dna, brzinu broda preko dna, kurs kroz vodu, navigacijski status broda (usidren, privezan, plovi na vlastiti pogon,…), kut nagiba broda, stopa okreta broda, posrtanje i valjanje broda.

• Podaci o putovanju unose se ručno. Ova grupa podataka uključuje gaz broda, opasan teret na brodu, luku odredišta i očekivano vrijeme dolaska broda, plan putovanja.

• Relevantne publikacije koje se odnose na AIS sustav: IMO Rezolucija MSC. 74(69) Anex 3, IMO Rezolucija A 917(22), IMO Safety Navigational Circular 227, IALA Guidelines on the Automatic Identification System (AIS) Vol. I, ITU Reccomendation M 1373-1, IEC 61993-2, IEC 62287-1, IEC 62320-1

Specifična navigacijska oprema

• Povećanjem međunarodne robne razmjene povećava se i obim pomorskog prometa. Budući da je transportni ekvivalent odnosno količina tereta koja se može prevesti na udaljenost od 1 km uz utrošak l litre goriva najviši u pomorskom prometu u odnosu na sve ostale grane prometa, to se morem transportira količinski oko 80% tereta svjetske trgovine odnosno oko 70% po vrijednosti tereta. Zbog navedenog razloga u pomorskom prometu se stalno unapređuje postojeća navigacijska oprema , ali se i stalno razvija nova ukorak s novim zahtjevima sigurnosti i pouzdanosti pomorskog prometa. U ovom predavanju prikazat će se specifična navigacijska oprema koja se danas koristi u pomorskom prometu.

ECDIS sustav

• Međunarodni i nacionalni napori ljudi koji se bave problematikom pomorske navigacije usredotočeni su na stalno poboljšanje sigurnosti, pouzdanosti i učinkovitosti pomorske plovidbe. S druge strane rastuća pomorska industrija postavlja stroge zahtjeve ekonomičnosti poslovanja broda koji sve više dovode do potrebe da se reducira broj osoblja koje je uključeno u navigacijske poslove upravljanja brodom. Takav razvoj moguć je uz uvjet znatnog povećanja sigurnosti u navigaciji, što ima za posljedicu da časnik palubne straže ima u navigaciji na raspolaganju sofisticirani sustav dinamičkog prikazivanja situacije oko broda ispod i iznad morske površine

• Današnje moderne elektroničke tehnologije koje se primjenjuju u pomorstvu već su bitno poboljšale mogućnosti za vođenje sigurne navigacije. Satelitski navigacijski sustavi (GPS, Glonass,…) koji omogućuju kontinuirano određivanje položaja broda u malim vremenskim intervalima u velikoj mjeri doprinose sigurnosti navigacije uz relativno niske troškove

ECDIS sustav

• Današnja kompjuterska tehnologija omogućuje da se konvencionalne papirnate pomorske karte zamijene s mnogo sofisticiranijim elektroničkim proizvodom ,a to je elektronička navigacijska karta (engl. ENC- electronic navigational chart) , nastala pojavom GIS-a (engl. Geographic Information system). Sjedinjenjem ovih dviju tehnologija, GIS-a i GPS-a ostvarena je revolucija u pomorstvu, odnosno stvoren je novi sustav u pomorstvu poznat pod imenom ECDIS (engl. Electronic Chart Display and Information System) odnosno elektronički kartografski i informacijski sustav.

• Prema IMO rezoluciji A..187(19) ECDIS je navigacijsko informacijski sustav koji se uz prikladnu potporu može prihvatiti da udovoljava zahtjevima pravila V/20 SOLAS Konvencije (ažurirane karte i publikacije), koji prikazuje selektirane informacije sa sistemske elektroničke navigacijske karte (SENC) zajedno sa položajnim informacijama sa lokacijskih navigacijskih senzora, s ciljem da omogućuje navigatoru planiranje putovanja i nadzor provedbe putovanja kao i prikaz relevantnih navigacijskih parametara u plovidbi

ECDIS sustav

• Elektronička navigacijska karta (engl. ENC) prema IMO rezoluciji A.187(19) znači bazu podataka standardiziranu po sadržaju, strukturi i formatu te napravljenu za upotrebu u ECDIS sustavu ovlaštenu od strane odgovarajućeg državnog hidrografskog ureda. ENC mora sadržavati sve kartografske informacije neophodne za sigurnu navigaciju ,ali može sadržavati i određene dopunske informacije korisne za vođenje navigacije.

• Sistemska elektronička navigacijska karta (engl. SENC) prema IMO rezoluciji A .187(19) znači bazu podataka koja je nastala transformacijom ENC-a za potrebe ECDIS-a. Ova baza podataka pristupačna je samo preko ECDIS sustava i ekvivalent je ispravljenim papirnatim navigacijskim kartama. SENC može sadržavati informacije dobivene iz drugih izvora

• Pojedini nacionalni kartografski instituti već su razvili digitalnu produkciju i usluge da bi podržali razvoj sustava elektroničkih karata u skladu s najvišim standardima sigurnosti i zaštite morskog okoliša

ECDIS sustav

• U skladu s razvojem IMO standarda za ECDIS sustav, Međunarodna Hidrografska organizacija (IHO) razvila je tehničke standarde vezane uz format digitalnih podataka i specifikacije ECDIS sadržaja i prikaza podataka:

- IHO Special Publication 52 (S 52) – uključuje dopune koje opisuju načine i procese za ažuriranje ECDIS-a, specifikacije za boje i simbole, te rječnik termina vezanih uz ECDIS sustav, - IHO Special Publication 57 (S 57) – uključuje opis formata podataka, proizvodne specifikacije za produkciju ENC podataka kao i način ažuriranja.

• Standard S 57 sastoji se od modela podataka, kataloga objekata , kataloga oznaka i opisa izmjenjivog formata znanog kao DX90.

• Model podataka opisuje uvjetne odnose između različitih vrsta objekata i između objekata i znakova.

• Katalog objekata opisuje sve dopuštene objekte, definicije kao i oznake koje odnosni objekt može imati. Primjerice objekt može biti: svjetleća plutača, zgrada , itd.

• Katalog objekata opisuje sve dopuštene oznake i daje njihove definicije. Oznaka predstavlja opis objekta: primjerice za svjetleću plutaču – oblik, boja i ime, za zgradu - vrsta zgrade, boja i ime.

• Opis formata u standardu S 57 objašnjava sam format podataka, odnosno kako su objekti, oznake i ostale informacije organizirane u datotekama.

Temeljne karakteristike ECDIS sustava

• Sustav ECDIS prikazuje na display-u računala elektroničku navigacijsku kartu i neprekidno trenutni položaj broda odnosno plovila uz niz ostalih navigacijskih podataka koji su jednostavno dostupni navigatoru koji vodi plovilo. ECDIS sustav objedinjuje sve informacije dobivene od postojećih senzora koji su priključeni u sustav te prikazuje podatke dobivene od njih. Opće značajke sustava ECDIS su:

• u odnosu na konvencionalni način vođenja pomorske navigacije sustav ECDIS omogućuje postizanje znatno veće sigurnosti

• udovoljava zahtjevima V poglavlja, članka 20 SOLAS Konvencije • prikazuje sve informacije potrebne za vođenje navigacije na displey-u računala • omogućuje jednostavno i pouzdano ispravljanje odnosno ažuriranje pomorskih karata i ostalih

podataka koji su inkorporirani u sustavu ECDIS • ima mogućnost i pouzdanost prezentacije kao i konvencionalna papirnata pomorska karta • mogućnost prikaza manevarskih karakteristika odnosnog broda • mogućnost radarskog prikaza na elektroničkoj karti • mogućnost uvida u izvješća o vremenskim prilikama ( engl. Weather Wizard),

• mogućnost planiranja putovanja, • mogućnost vođenja elektroničkog brodskog dnevnika, • ispunjavati IMO zahtjeve za brodsku elektroničku opremu, • omogućuje znatno brže izvođenje svih radova na karti u odnosu na klasičnu papirnatu pomorsku

kartu • trenutni položaj broda (kontura ili krug s vektorom) prikazuje se neprekidno na ekranu računala

zajedno s kartografskim informacijama. Položaj broda u ECDIS sustavu se definira u presjeku uzdužne simetrale broda i poprečne simetrale broda koja prolazi kroz glavno rebro. Moguće je prikazati prošlu trajektoriju kretanja broda kao i buduću trajektoriju kretanja zajedno s radijusima kružnice okretanja kod promjene kursa ,

• sustav ECDIS sadržava brojne dodatne informacije pored onih koje se uobičajeno nalaze na papirnatoj pomorskoj karti , a koje navigator inače mora tražiti u raznim navigacijskim publikacijama (primjerice podaci o svjetlima, svjetionicima, morskim mijenama, …),

• sustav ECDIS ima mogućnost prikazivanja dinamičkih informacija iz okoline u funkciji vremena , • kako bi imao jasan i pregledan uvid u situaciju oko sebe navigator može izabrati samo one

informacije koje su mu stvarno potrebne u postojećoj situaciji , s tim da se kartografske informacije koje su neophodne za sigurnu navigaciju stalno prikazuju i ne mogu se poništavati ( obalna linija, kružni tijek plovidbe, plovni putovi , zone odvojene plovidbe , zone usmjerenog prometa , …),

• sustav ECDIS ima navigacijske alarme i upozorenja (zvučne i vizualne) koji se aktiviraju u slučaju kada se prekorači limit koji je prethodno postavljen ( primjerice određena izobata, CPA, TCPA, UKC na ekranu ECDIS sustava moguće je izvesti prekrivanje elektroničke karte radarskom slikom iz radara (engl. radar overlay), moguće je prikazati podatke s ARPA radara kao i izvođenje probnog manevra izbjegavanja sudara (engl. Trial monoeuvre),

• ažuriranje podataka u ECDIS sustavu može se vršiti automatski putem satelita, pomoću CD-a ili manualno.

Temeljne karakteristike ECDIS sustava

• ECDIS i sva povezana navigacijska oprema koristi standardizirani protokol NMEA 0187 za međusobnu komunikaciju. ECDIS sustav uz glavni izvor napajanja električne energije mora biti povezan i s pomoćnim izvorom električne energije. Unutar samog sustava mora postojati uređaj za neprekidno napajanje strujom koji služi za prebacivanje sustava s jednog izvora napajanja na drugi izvor napajanja bez poremećaja rada samog sustava.

• ECDIS sustav na brodu povezan je sa senzorima koji omogućuju kontinuirano određivanje položaja broda, kursa i brzine broda , mjerenje smjera i brzine vjetra, radarom, dubinomjerom, autopilotom, AIS-om, VDR-om,Navtex-om, itd.

• Budući da veliki dio svijeta nije pokriven vektorskim kartama alternativno se u navigaciji može koristiti rasterski sustav odnosno RCDS sustav ( engl. Raster Chart Display System).Ovaj sustav je predložen kao i alternativni način rada ECDIS sustava. Preporučeno za primjenu kao Dodatak 7 IMO performanse standardi za ECDIS, rasterski podaci mogu se koristiti u ECDIS sustavima koji udovoljavaju IMO standardima kao privremeno rješenje dok IHO S-57 ENC podaci ne postanu šire dostupni. U svakom slučaju kada ECDIS sustav radi u RCDS načinu , tada se mora koristiti zajedno s odgovarajućim ažuriranim papirnatim navigacijskim kartama

Temeljne karakteristike ECDIS sustava

• Iako RCDS način rada ima dosta funkcija ECDIS sustava (planiranje rute, nadgledanje rute, trenutni položaj broda ) , ipak taj način rada nema potpunu funkcionalnost pravog ECDIS sustava. Navest će se neka značajnija ograničenja koja se tada pojavljuju:

• informacije na karti se ne mogu pojednostaviti ili ukloniti iako to zahtijevaju trenutne navigacijske okolnosti ili zadaci ,

• ukoliko se ne koriste karte različitih mjerila mogućnost „pogleda unaprijed“ (engl. look ahead) je ograničena,

• promjena orijentacije slike RCDS sustava ( primjerice course-up, route-up) može smanjiti čitljivost teksta i simbola na karti,

• nije moguće koristiti RCDS funkcije za dobivanje dodatnih informacija o objektima na karti,

• kod uporabe u ograničenim vodama, položajna točnost rasterskih karata odnosno granica razlučivosti čitanja karte može biti manja od položajne točnosti sustava za određivanje položaja broda ( primjerice diferencijalni GPS) pa je takav položaj netočno prikazan na rasterskoj karti.

ECDIS podaci

• Standard S-57 modela podataka koristi objektno orijentirani pristup pri izradi hidrografskih podataka. Svaki stvarni entitet opisan je kao objekt koji pripada određenoj klasi. Svaki objekt ima skup atributa vezanih uz njega, a razlikuju se dva osnovna tipa objekata pojavni objekti i prostorni objekti. Pojavni objekti se koriste za opis svjetionika , plutača, kopnenih područja, morskih područja, itd. Prostorni objekti se koriste za definirane položaja na Zemlji kao točaka ( poznatih kao izdvojeni čvorovi u S 57 modelu) definiranih pomoću geografskih koordinata. Pojavni objekti koriste prostorne objekte za definiranje njihovih položaja. Prostorni objekt kao izolirani čvor ima atribute kao primjerice položajna točnost Navedene dvije osnovne vrste objekata su konceptualna osnova baze podatak. Koriste se četiri osnovne vrste prostornih objekata. To su izdvojeni čvorovi, vezni čvorovi, rubovi i lica. U standardu S-57 data set se naziva EN ćelija.

Važnije značajke ECDIS podataka

• ENC podatak (engl. ENC data) – da bi se informacija na karti koristila u ECDIS sustavu mora biti uvedena u najnovijem izdanju od strane ovlaštenog hidrografskog instituta, te mora udovoljavati IHO standradima,

• Ažuriranje podataka (engl. Updating) – ECDIS mora biti u stanju da prihvati službene ispravke podataka koji udovoljavaju IHO standardima. ECDIS mora memorirati ispravke uključujući vrijeme ispravljanja te imati mogućnost da navigator pregleda ispravke.

• Boje i simboli (engl. Colours and Symbols) – koji se koriste na ECDIS prikazu podataka moraju udovoljavati IHO specifikacijama.

• Standardni prikaz podataka (engl. Standard Display) – čini niz informacija koje se trebaju prikazati kada se elektroničlka karta prikaže, uz obvezan prikaz trenutnog položaja broda.Opseg prikazanih informacija se prema potrebama navigatora može promijeniti za planiranje i nadgledanje rute .

• Osnovni prikaz podataka (engl. Display base) – čini niz informacija koje se ne mogu poništiti sa prikaza a uključuju informacije koje su neophodno potrebne u svim područjima.

• Promjena mjerila (engl. Change Scale) – ovisno o trenutnim potrebama navigatora informacije nakarti , odnosno pomorske karte se mogu prikazati u različitim mjerilima uz mogućnost zoomiranja dijela karte.

• Položaj broda (engl. Own Ship Position) – ECDIS mora u svim uvjetima omogućiti prikaz trenutnog položaja broda na karti. Položaj se dobiva sa navigacijskih senzora (GPS, DGPS, ARPA radar, Loran-C, itd) koji imaju antene locirane na raznim pozicijama broda te ih je potrebno pomoću x, y korekcija svesti na jedinstveni položaj odnosno presjek uzdužne simetrale broda i poprečne simetrale broda kroz glavno rebro (os x je uzdužna simetrala broda, pozitivan (+) predznak je prema pramcu; os y je poprečna simetrala broda, (+) pozitivan predznak je prema desnom boku broda). Brod može biti prikazan u tlocrtu u pravom mjerilu kao kontura ili kao simbol kada se nalazi na otvorenom moru.

• Orijentacija prikaza / načina rada (engl. Display orientation / Mode) – na ECDIS sustavu navigator može odabrati orijentaciju slike kao „course up“, „north up“ ili „head up“, a tim da prikaz kretanja objekata može biti pravi ili relativni uz uporabu pravih ili relativnih vektora.

• Druge informacije (engl. Other information) – radar, dubinomjer , AIS, sonar , i ostali navigacijski uređaji mogu biti pridodani display-u ECDIS-a , ali ne smiju poremetiti prikaz karte i ostalih informacija na karti (Primjerice prenesena radarska slika može sadržavati radarsku sliku postavljenu preko elektroničke karte ali ne smije poremetiti osnovne informacije na karti, itd).

• ECDIS sustav sadrži veliki broj podataka koji služe povećanju sigurnosti plovidbe broda. Prikazat će se nekoliko važnijih funkcija ECDIS podataka u navigaciji

• Planiranje putovanja (engl. Voyage Planning) – pomoću kursora na ECDIS-u navigator može jednostavno izvršiti planiranje putovanja odnosno određivanje ruta po kojima će brod ploviti. Prije svakog putovanja obveza je predstojeće putovanje detaljno isplanirati, s tim da se putovanje planira tako da brod uvijek bude u sigurnim vodama (engl. safe water) kako bi se smanjila mogućnost nasukanja broda u slučaju kvara stroja. Časnik prilikom planiranja putovanja i vođenja navigacije može odabrati različite prikaze na zaslonu računala (osnovni prikaz, Standardni prikaz,…). Časnik nakon što je odabrao odgovarajuću kartu i prikaz prije planiranja putovanja na ECDIS-u podešava sljedeće parametre: model broda (tip i vrsta), vrijednost otklona kormila pri promjeni kursa (ili promjena kursa u vremenskom periodu od jedne minute), minimalna udaljenost prolaska od navigacijske opasnosti, radijus sigurnosne kružnice, CPA, TCPA. Nakon ubacivanja navedenih parametara željena ruta kretanja broda može se ucrtati na generalnu kartu te prebaciti na kursne karte. Ruta se ucrtava pomicanjem kursora po karti, a po završetku ucrtavanja vrši se provjera da li je ucrtana ruta unutar zadanih parametara. Korekcija se može izvršiti postavljanjem točke okreta broda na novi odgovarajući položaj ili izmjenom geografskih koordinata točke okreta. Osim prikazanog načina ucrtavanja ruta ista se može ucrtati i pomoću ručnog digitalizatora kojim se povlačeći po papirnatoj pomorskoj karti istu prebacuje na elektroničku kartu .Po završetku provjere kreirana ruta se pohranjuje u listu ruta te se po potrebi može uvijek pozvati i prikazati na ekranu.

• Relevantne parametre ucrtane rute kao položaj, kurs, udaljenosti između točaka okreta, ukupan broj točaka okreta, te ukupna udaljenost puta može se direktno provjeriti i očitati u tablici planirane i pohranjene. ECDIS sustav omogućuje kako prilikom planiranja plovidbe tako i prilikom vođenja navigacije mogućnost simuliranja. Može se izvoditi statička simulaciju pri kojoj je brzina vlastitog broda nepromijenjena , a također i dinamička simulacija pri kojoj se mijenja brzina kretanja vlastitog broda. Simulacija se može izvoditi pri različlitim kutovima otklona kormila i pri različitim režimima rada glavnog pogonskog stroja. Prilikom planiranja putovanja kao i prilikom vođenja navigacije časnik može na zaslonu računala izabrati nekoliko načina prikaza informacija : informacije s podacima o uvjetima plovidbe, informacije s podacima o planu putovanja, informacije s podacima potrebnim za dovođenje broda na sljedeću točku okreta , te informacije s podacima o vremenskim prilikama.

• nadziranje provedbe putovanja (engl. Voyage monitoring) – koristi se u navigaciji za nadziranje izabrane rute .Informacije koje se koriste prilikom nadgledanja rute su : trenutni položaj broda, trenutni kurs broda kroz vodu/preko dna, trenutna brzina broda kroz vodu/preko dna, XTE – odstupanje položaja broda desno-lijevo od ucrtane rute, vrijeme dolaska na točku okreta, udaljenost do sljedeće točke okreta, dubina ispod kobilice, …

• Snimanje putovanja (engl. Voyage recording) – ECDIS sustav mora omogućiti rekonstrukciju cjelokupne navigacije tijekom posljednjih 12 sati putovanja i mogućnost provjere službene baze podataka koja je korištena u tom periodu.Snimaju se podaci u intervalu od 1 sekunde do 1 minute.

Važnije značajke ECDIS podataka

• Očitavanje ECDIS podataka vrši se na zaslonu računala . Uobičajeno je da je ekran računala na kojem se prikazuju ECDIS podaci podijeljen u tri glavna dijela : dio na kojem je prikazana elektronička navigacijska karta, dio sa navigacijskim informacijama i dio u kojem je smješten izbornik (engl. Menu).

• Najveći dio ekrana zauzima elektronička navigacijska karta. Ona može biti prikazana kao jednokratna (engl.single) ili kao dualna (engl. dual) položena horizontalno ili vertikalno. Na ekranu se istovremeno može prikazati do 6 karata, prikazuju se identifikacijski brojevi svih dostupnih karata u brodskoj zbirci, numerirana mreža izbornika, grafički kursor, dodatne informacije (točke okreta, radarsko prekrivanje,…), plan putovanja, marker, ERBL, položaj vlastitog broda , vektor kretanja vlastitog broda kroz vodu i preko dna, vektori kretanja objekata otkrivenih pomoću ARPA radara, Trial simulacija , itd.

• U dijelu ekrana gdje je smješten izbornik prikazuju se sve funkcije glavnog izbornika. Glavni izbornik se sastoji od više podizbornika. Za kretanje kroz izbornik koristi se kugla ili kursor tipke na tipkovnici. Neke funkcije se ne koriste za određenu radnju nego služe za omogućavanje pristupa grupi funkcija .Kada se odaberu takve funkcije , pojavi se podizbornik odabrane funkcije. Dio funkcija ima indikator statusa koji se prikazuje desno od imena funkcije. Indikatori statusa mogu imati određeno značenje primjerice „on/off „ ili vrijednost primjerice 2,25 NM.

VDR uređaj

• Stalnim napretkom znanosti i tehnologije povećavaju se mogućnosti i sposobnosti ljudi na modernim brodovima da se zaštite od većine opasnosti koje se mogu pojaviti prilikom plovidbe broda na moru, no činjenica je da nisu anulirane sve moguće opasnosti i opasne situacije koje se pojavljuju prilikom obavljanja plovidbenog pothvata. Bez obzira na napredak znanosti i tehnologije i dan danas zbog ljudskih propusta u obavljanju poslova vezanih uz navigaciju i rukovanje brodom u gotovo 80% slučajeva odgovornost za nesreće na moru snosi navigator.

• Niz nesreća na moru koje su se desile u zadnjih petnaestak godina i čiji je uzrok ostao nerazjašnjen potakle su zamisao o instaliranju uređaja za bilježenje podataka pomorskog putovanja (engl. voyage data recorder ili skraćeno VDR) po uzoru na slični uređaj („crna kutija“) koji se standardno koristi u zrakoplovstvu.

VDR uređaj

• Prevrtanje i konačno potonuće velikog Ro-Ro putničkog broda „Estonija“ u Baltičkom moru prethodilo je međunarodnoj konferenciji o izmjenama i dopunama Konvencije o zaštiti ljudskih života na moru (SOLAS Konvencija). Na toj konferenciji usvojena je rezolucija u kojoj se navodi potreba da brodovi, posebice Ro-Ro putnički budu opremljeni uređajima za bilježenje podataka o pomorskom putovanju.

• Glavna funkcija uređaja zapisa podataka o pomorskom putovanju je da na osnovu snimljenih podataka u realnom vremenu omogući utvrđivanje uzroka pomorske nesreće. Na taj način temeljem reprodukcije snimljenog materijala s VDR uređaja dobiju se neosporne činjenice koje predstavljaju nepobitan dokaz o stvarnom uzroku pomorske nesreće.

Strukturalne komponente i osnovne karakteristike VDR uređaja

• Konceptualno VDR uređaj se sastoji od tri strukturna dijela koji se mogu povezati u jednu cjelinu. Prikupljanje podataka i njihovo pohranjivanje vrši se u dijelu pod nazivom jedinica za skupljanje podataka DCU ( engl. Data Collection Unit) koji je spojen na sve uređaje za rukovanje brodom te kontinuirano prikuplja podatke posljednjih 12 sati i prosljeđuje ih u dio pod nazivom zaštićena jedinica za pohranjivanje podataka PSU (engl. Protected Storage Unit). Podaci se pohranjuju unutar zaštitnog spremnika koji je obično smješten na najvišoj vanjskoj palubi , dostupan u svim prilikama i slobodan od zapreka. Treći strukturni dio pod nazivom jedinica za reprodukciju i procjenu podataka REU (engl. Reply and Evaluation Unit ) koristi se za reprodukciju odnosno pregled svih pohranjenih podataka i rekonstrukciju pomorskog udesa. Podaci iz tog dijela se mogu prebacivati na osobna računala te koristiti u izobrazbi pomoraca kao „case study“.

Strukturalne komponente i osnovne karakteristike VDR uređaja

• Zahtjevi kojima mora udovoljavati VDR uređaj definirani su u SOLAS Konvenciji glava V, IMO Rezolucija A.186 , te u izvedbenim standardima međunarodnog elektrotehničkog odbora IEC 61996. VDR uređaj se smješta u zaštitni spremnik otporan na temperature do + 260°C, vodonepropustan do dubine od 6000 metara , te se postavlja na vanjsku palubu kod zapovjedničkog mosta. Zaštitni spremnik mora biti obojen u fluorescentno narančastu boju te imati vlastiti uzgon i hidrostatsku kopču kojom se veže za fiksnu brodsku konstrukciju. U slučaju udesa broda , nakon što uređaj dođe na određenu dubinu, hidrostatska kopča otpušta uređaj i on ispliva na morsku površinu. Opremljen je sustavom za označavanje položaja uređaja , što ujedno može biti i položaj pomorske nezgode.

• Konceptualno VDR uređaj se sastoji od tri osnovna dijela dok tehnički VDR sustav sačinjava niz osnovnih komponenti konstruiranih sa svrhom prikupljanja relevantnih podataka i njihovu sigurnu pohranu u teškim morskim uvjetima. Osnovne tehničke komponente VDR sustava na brodu su :

• jedinica za prikupljanje podataka DAU ( engl. Data Acquisition Unit) • jedinica senzorskog sučelja SIU (engl. Sensor Interface Unit ) • središnja procesorska jedinica CPU ( engl. Central Processor Unit) • podatkovna kapsula DCU ( engl. Data Capsule Unit ) • jedinica za uzbunu na zapovjedničkom mostu BAU (engl. Bridge Alarm Unit)

Strukturalne komponente i osnovne karakteristike VDR uređaja

• U VDR sustavu snimaju se i pohranjuju sljedeći podaci: datum, položaj broda, UT i lokalno vrijeme, brzina kretanja broda kroz vodu i preko dna, kurs broda kroz vodu i preko dna, zvukovi na zapovjedničkom mostu, podaci s korištenih radara (radarske panorame), izmjerene dubine, stanje otvora na brodskoj oplati, stanje vodonepropusnih i vatronepropusnih vrata, brodski alarmi, smjer i brzina vjetra, zapovjedi stroju te njihov odziv, VHF radio zvuk, okretaji stroja i propelera, zapovjedi kormilu i njihov odziv, ubrzanja broda i strukturni stres trupa broda, zvučni zapisi korištenih komunikacijskih sredstava, itd.

• Jezgra VDR uređaja je jedinica za prikupljanje podataka DAU koja se sastoji od spremnika u kojem se nalazi središnja procesorska jedinica CPU sa integriranim audio i vizualnim karticama, UPS –om i mrežnom karticom. Svi kartični podaci pohranjeni su u podatkovnu memoriju jedinice, te u udaljenije postavljenu fiksnu podatkovnu kapsulu DCU

Strukturalne komponente i osnovne karakteristike VDR uređaja

• Omogućeno je snimanje podataka na prenosiv medij tj. osiguran je CD-RW drive u svrhu arhive za pregled i rekonstrukciju podataka nakon manjih udesa koji ne zahtijevaju izvlačenje podatkovne kapsule. Mikrofon , audio , VHF i radar video ulazi povezani su direktno s DAU kompjuterom ( obično je moguće 16 serijskih i 16 digitalnih ulaza u DAU jedinicu). Elementi uključeni u DAU jedinicu su : audio PCB (process-control-block) , radar video PBC (play-back-control) regulator energije ( neprekidna opskrba energijom – zahtijeva se da glavni procesor, audio mikser, mikrofoni i podatkovna kapsula moraju raditi neprekidno najmanje dva sata nakon prekida opskrbe energijom), te mrežna kartica. Elementi izvan DAU jedinice su područje pokriveno mikrofonima i podatkovna kapsula. U podatkovnoj kapsuli nalaze se krajnje snimljeni podaci tj. VDR podatkovna kapsula sadrži zadnji snimljeni medij sačinjen od nekoliko fiksnih memorijskih sklopova kartica, ugrađenih unutar zaštitnog oklopa. Podaci o putovanju smješteni su u jedinstvene memorijske particije koje su podijeljene za svaku pojedinu vrstu i skupinu podataka. Standard je da se minimalno 12 sati podataka o putovanju ima pohranjeno u svakoj memorijskoj stanici prije brisanja starih podataka. Snimljeni podaci uključuju: audio snimak sa zapovjedničkog mosta i VHF-a, serijski, analogni i digitalni podaci, radarske slike, podaci o konfiguraciji sustava, itd. Softver VDR sustava ovisi o proizvođaču, no većina koristi Windows C2 security sustav koji osigurava da svi podaci pohranjeni u DAU jedinici, prenosnim medijima i podatkovnoj kapsuli se ne mogu mijenjati od strane nikoga i ni u koje vrijeme

Korištenje VDR uređaja

• VDR uređaj je koncipiran tako da omogući rekonstrukciju pomorske nezgode na osnovu snimljenih relevantnih podataka i on prvenstveno služi toj svrsi. S druge strane snimljeni podaci s VDR uređaja se mogu koristiti za izobrazbu i uvježbavanje pomoraca iz razloga što snimljeni podaci sa uređaja zapisa podataka pomorskog putovanja daju stvarni hodogram događaja sa pravim položajima broda i relevantnim stanjima pomoću kojih se može kreirati odgovarajući scenarij vježbe na navigacijskom simulatoru koji ima sve funkcije zapovjedničkog mosta (engl. full mission bridge) čime se navigacijski časnici obrazuju u incidentnim situacijama čime se povećava razina sigurnosti pomorskog prometa i zaštita morskog okoliša.

• VDR uređaj na posredan način omogućuje povećanje učinkovitosti pomorskog brodara naročito u slučaju najma broda , a značajno je i sa stajališta održavanja broda