Registro de velocidad para el registrador de datos de viaje: por qué la elección del sensor es más importante de lo que cree

Hay una suposición silenciosa que recorre la mayoría de las discusiones sobre VDR. La gente habla de la cápsula protectora, de la memoria libre-de flotador, del software de reproducción. Se preocupan por los canales de audio y la compresión de imágenes de radar. Pero, en primer lugar, casi nadie habla del registro de velocidad que introduce datos en la caja negra.

Eso es un error. Y es un error que normalmente se descubre durante la primera inspección de control del Estado rector del puerto después de que falla una prueba de rendimiento del VDR.

Diseñamos y fabricamos registros de velocidad-Doppler, electromagnéticos y satelitales-basados-junto con nuestros otros equipos de navegación y detección submarina. Hemos visto el interior de suficientes instalaciones de VDR para saber que la interfaz de registro de velocidad es donde muchos sistemas que de otro modo serían sólidos desarrollan puntos débiles. No porque el VDR esté defectuoso. Porque la alimentación del registro de velocidad nunca se diseñó teniendo en cuenta la integración de VDR.

Lo que realmente necesita el VDRun registro de velocidad

Abrir la Resolución de la OMI MSC.333(90), las normas de funcionamiento revisadas para los VDR adoptadas en mayo de 2012 y aplicables a las instalaciones a partir del 1 de julio de 2014. La sección 5.5.3 es breve y directa: "Velocidad en el agua y velocidad en tierra, incluida una indicación de cuál es, derivada del equipo de medición de velocidad y distancia del barco, según lo exigen las normas SOLAS".

Eso es todo. Dos números. Un indicador que le indica al sistema de reproducción qué número es cuál.

Pero la simplicidad de ese requisito esconde una realidad más compleja. Al VDR no le importa si su registro de velocidad utiliza principios Doppler, electromagnéticos o satelitales. Se preocupa por tres cosas: precisión, formato y confiabilidad en condiciones de falla.

Los requisitos de precisión se remontan a IEC 61023, el estándar de rendimiento para equipos de medición de velocidad y distancia. La velocidad debe tener una precisión del 2 por ciento de la velocidad del barco o 0,2 nudos, lo que sea mayor. Las mediciones de distancia deben permanecer dentro del 2 por ciento de la distancia recorrida en una hora o 0,2 millas náuticas, lo que sea mayor. Esos números no son sugerencias. Ellos son el piso.

La interfaz que establece o interrumpe la conexión

Aquí es donde los detalles técnicos empiezan a importar. El VDR recibe datos de velocidad a través de interfaces seriales definidas por la serie IEC 61162-el estándar internacional que rige la comunicación NMEA 0183 para equipos de navegación marina.

Las sentencias NMEA específicas que transportan información de velocidad son VBW (velocidad dual en tierra/agua) y VLW (distancia recorrida a través del agua). VBW lleva componentes de velocidad longitudinales y transversales, junto con indicadores de estado que indican al dispositivo receptor si los datos son válidos. VLW lleva totales de distancia acumulada y de viaje.

un registro de velocidadque genera estas oraciones en el formato correcto a la velocidad de baudios correcta-normalmente 4800 baudios para IEC 61162-1, se comunicará con el VDR. Un registro de velocidad que utiliza sentencias propietarias, o que no incluye los indicadores de estado que espera el VDR, hará que el VDR registre basura o nada en absoluto.

Hemos visto instalaciones donde la salida del registro de velocidad funcionó perfectamente para el radar y el AIS pero no pasó la prueba de interfaz VDR porque el fabricante nunca había probado la estructura de la oración VBW con el analizador específico del VDR. Los datos parecían correctos en un osciloscopio. El VDR lo rechazó de todos modos.

 

Tres tecnologías, tres consideraciones diferentes

La elección de la tecnología de registro de velocidad afecta la integración del VDR de maneras que no siempre son obvias.

Registros de velocidad Dopplermedir la velocidad a través del agua transmitiendo pulsos ultrasónicos en ángulo con la quilla y midiendo el cambio de frecuencia de la señal de retorno reflejada en las partículas en la columna de agua. Son precisos hasta velocidades muy bajas, lo que los hace valiosos para maniobrar y atracar. Para fines de VDR, los registros Doppler normalmente generan sentencias VBW y VLW a través de interfaces IEC 61162-1. La consideración clave es si el registro proporciona componentes de velocidad longitudinal y transversal-algunas unidades de un solo-eje solo generan velocidad de proa a popa, lo que limita la capacidad del VDR para reconstruir el movimiento completo de la embarcación durante un incidente.

Registros de velocidad electromagnéticosMide la velocidad generando un campo magnético a través del agua y detectando el voltaje inducido por el movimiento del agua a través de ese campo. No tienen partes móviles y requieren un mantenimiento mínimo. Unidades como Wärtsilä SAM 4642 proporcionan medición de doble-eje e información de velocidad de transmisión al radar, AIS y VDR a través de conexiones de formato NMEA-que cumplen con las especificaciones IEC 61162. El principio electromagnético proporciona lecturas estables, pero puede verse afectado por incrustaciones o cambios en la conductividad del agua. Para la integración de VDR, el factor crítico es si la salida NMEA del registro incluye los indicadores de estado que indican al VDR cuando los datos son sospechosos.

Registros de velocidad por satélitemedir la velocidad sobre el suelo utilizando señales GNSS. Proporcionan velocidad sobre el suelo (SOG) en lugar de velocidad sobre el agua (STW), que es la distinción clave. SOLAS exige velocidad en el agua como registro de velocidad principal en la mayoría de los buques. Los registros satelitales son útiles como fuentes secundarias o para embarcaciones de más de 50.000 GT que requieren mediciones SOG por separado. Producen frases NMEA estándar como VTG (rumbo sobre el terreno y velocidad respecto al terreno). El desafío de la integración con los registros satelitales es que dependen de la disponibilidad del GNSS.-Si la señal del satélite cae, el VDR pierde los datos de velocidad por completo.

 

Qué hace el VDR con los datos de velocidad

El VDR no sólo almacena números de velocidad de forma aislada. Correlaciona los datos de velocidad con la posición, el rumbo, las imágenes de radar, las señales de visualización del ECDIS, el audio y el estado de las alarmas para reconstruir la imagen completa de lo que sucedió antes, durante y después de un incidente.

La velocidad a través del agua indica a los investigadores cómo se movía la embarcación en relación con la masa de agua-crítica para comprender la propulsión y el rendimiento de las maniobras. La velocidad sobre el fondo les indica cómo se movía la embarcación en relación con la Tierra.-es fundamental para comprender la deriva, los efectos de las corrientes y la precisión de la posición.

Si el registro de velocidad que alimenta el VDR se interrumpe, o si proporciona STW cuando el VDR espera SOG, o si faltan los indicadores de estado, la reproducción pierde resolución. La investigación se vuelve más difícil. Las preguntas se vuelven sin respuesta.

La lista de verificación práctica para los registros de velocidad VDR-Ready

Cuando seleccionas un registro de velocidad para una embarcación con un VDR-y eso significa prácticamente cualquier barco de pasajeros o de carga de 3000 GT o más-esto es lo que debes verificar:

Primero, confirme que el registro de velocidad cuenta con la aprobación de tipo según IEC 61023 y las resoluciones pertinentes de la OMI, incluidas A.824(19) y A.694(17). Esta es la base para la precisión y el desempeño ambiental.

En segundo lugar, verifique la salida NMEA. El registro debe producir sentencias VBW y VLW en formato IEC 61162-1 o IEC 61162-2. Verifique que los indicadores de estado en la oración VBW estén correctamente completados. Algunos registros generan las oraciones pero dejan los campos de estado en blanco, lo que hace que el VDR trate los datos como no válidos.

En tercer lugar, confirme que el registro proporcione velocidad en el agua y, cuando sea necesario, velocidad en el suelo. Para los buques de más de 50.000 GT construidos después del 1 de julio de 2014, se requieren dispositivos separados para cada medición.

Cuarto, pruebe la interfaz en condiciones reales. Hemos visto registros de velocidad que pasaron la prueba de banco pero fallaron cuando se conectaron al VDR real debido a problemas de conexión a tierra, discrepancias en la velocidad de baudios o ruido eléctrico en la línea serie. El estándar de interfaz es sólo la mitad de la historia. La implementación es la otra mitad.

 

Por qué construimos el nuestro

Diseñamos registros Doppler, registros electromagnéticos y equipos de medición de velocidad basados ​​en satélites-porque hemos visto demasiadas embarcaciones en las que el registro de velocidad y el VDR simplemente no se llevan bien. No porque alguno de los dispositivos esté defectuoso. Porque nadie los probó juntos antes de la instalación.

Cuando creamos un registro de velocidad, lo probamos con interfaces VDR. Verificamos las sentencias VBW y VLW. Comprobamos las banderas de estado. Pasamos la unidad por las pruebas ambientales requeridas por IEC 61023 e IEC 60945. Hacemos esto porque nuestros clientes no tienen tiempo para descubrir problemas de integración una vez que el barco ya está en el mar.

El VDR es tan bueno como los datos que registra. Y el registro de velocidad es una de las fuentes de datos más importantes de esa lista. Elija en consecuencia. De ello dependerá la investigación tras un incidente.