ZINTEGROWANE

SYSTEMY

NAWIGACYJNE

I

SYSTEMY MOSTKA

ZINTEGROWANEGO

IBS i INS, wprowadza się w celu

podniesienia poziomu bezpieczeństwa
statku i żeglugi oraz umożliwienia
bardziej efektywnego za-rządzania
jednostką pływającą.
IBS to układ powiązanych ze sobą
urządzeń i systemów, wyposażony w
zintegrowany wskaźnik lub wskaźniki z
konsolami opera-torskimi,
umożliwiający odpowiednio wysz-
kolonemu personelowi znajdującemu
się na stanowiskach roboczych mostka
nawigacyj-nego:

 scentralizowany

dostęp

do

informacji

ze

statkowych

czujników pomiaro-wych

 kierowanie statkiem

 kontrolę sytuacji na statku i na

zew-nątrz niego

 obsługę wszystkich elementów

skła-dowych systemu

IBS

powinien

wspomagać

statkowe urządzenia i systemy
realizujące co najmniej dwie z
niżej wymienionych funkcji:

 kierowanie statkiem

 łączność

 kontrolę układów maszynowych

 kontrolę operacji związanych z
przeła-dunkiem

i

opieką

nad

ładunkiem

 kontrolę bezpieczeństwa i ochronę
statku oraz przewożonych nim ludzi
i towarów

Jednym z podstawowych elementów
składowych IBS jest nawigacyjny
system

zintegrowanej

(INS).

Powinien

on

umożli-wiać

wykonywanie, za pośrednictwem
zintegrowanego wskaźnika i konsoli
ope-ratorskiej, funkcji planowania i
realizacji

podróży.

Celem

wprowadzenia INS jest odciążenie
oficera

wachtowego

z

części

obowiązków, poprzez realizowane
auto-matycznie:

 dostarczanie danych potrzebnych

do planowania i kontroli ruchu
statku

oraz

sterowania

tym

ruchem

 dokonywanie

oceny

danych

pochodzą-cych

ze

wszystkich

załączonych,

nie-zależnych

i

różnych czujników pomia-rowych
oraz łączenie tych danych ce-lem
dostarczenia informacji dającej w
odpowiednim czasie ostrzeżenie o
po-tencjalnym niebezpieczeństwie

 przeciwdziałanie

degradacji

popraw-ności

prezentowanej

informacji

 ułatwienie kompleksowej analizy i

świadomej

oceny

aktualnej

sytuacji nawigacyjnej

Zgodnie z aktualnymi
zaleceniami przepisów
międzynarodowych, są trzy
kategorie INS obejmujące:

Kategoria A

– systemy

zapewniające

minimum

funkcjonalnych potrzeb, łącznie z
akwizycją,

przetwarzaniem,

magazyno-waniem

i

dystrybucją

informacji

dostar-czanych

do

układów wchodzących w skład
systemu. Systemy tej kategorii po-
winny, jako minimum, dostarczać
infor-mację o czasie, kursie, pozycji i
pręd-kości.

Każda

informacja

powinna być dokładnie oznaczona i
prawidłowo wska-zana.

Kategoria B

– systemy, które oprócz

speł-nienia wymagań dla systemu
kategorii A, dostarczają informację
potrzebną dla pod-jęcia odpowiedniej
decyzji

celem

uniknięcia

niebezpieczeństwa.

Powinny

być

zdolne do ciągłego, graficznego i
automatycznego wskazywania pozycji
statku, prędkości i kursu oraz, gdzie
jest to możliwe, głębo-kości wzdłuż
założonej trasy z taką dok-ładnością,
z jaką jest ona określona w sto-sunku
do znanych i wykrytych niebezpie-
czeństw.

Kategoria C

– systemy, które

dodat-kowo

w

stosunku

do

wymagań

wymie-nionych

w

punkcie poprzednim, za-pewniają
automatyczną kontrolę i re-
gulację kursu, drogi lub prędkości
oraz monitorowanie poprawności
pracy uk-ładów realizujących te
funkcje.

Podstawowym

zadaniem

omawianych

systemów

jest

zbieranie, łączenie, prze-twarzanie i
ocena danych pochodzących ze
wszystkich załączonych czujników
po-miarowych oraz wprowadzanych
ręcznie przez obsługę, a także
prezentacja

zbior-cza

informacji

wyjściowej, w sposób gra-ficzny i
cyfrowy na odpowiednich wskaź-
nikach, zwanych zintegrowanymi
wskaź-nikami nawigacyjnymi. W tym
zakresie,

systemy

te

powinny

spełniać wymagania i zalecenia IMO,
IEC i ISO.

Przepisy opisują każde urządzenie
od-dzielnie,

przedstawiając

kompleksowo całość stawianych
przez nim wymagań w zakresie
sposobu

pozyskiwania

danych

weściowych, dopuszczalnych metod
po-miarowych, zasady działania,
wymaga-nych

rozdzielczości

i

dokładności

pomia-rów

oraz

prezentacji informacji wyjścio-wej.
Ta szczegółowość i indywidualność
przepisów

uchwalanych

na

przestrzeni wielu lat, utrudnia
wprowadzanie

syste-mów

i

wskaźników zintegrowanych.

Konieczność

nowelizacji

wielu

wymagań szczegółowych sprzyja
zmianie sposobu podejścia do
przepisów

techniczno-eks-

ploatacyjnych.

Rozwój

techniki

sprawił,

ze

nie

ma

sensu

nowelizacja,

względnie

opracowywanie

nowych,

szczegółowych

przepisów

dotyczących

oddzielnie

posz-

czególnych urządzeń lub systemów.
Bar-dziej

celowym

jest

przygotowanie trzech wymagań i
zaleceń:

Dla

metod

prezentacji

informacji

nawigacyjnie użytecznej na zintegrowanych

wskaźnikach nawigacyjnych.

Dla

systemów

zbierających

i

przetwarzających informację.

Dla

źródeł

(sensorów)

informacji

nawigacyjnie

użytecznej:

radarowych

bloków

nadawczo-od-biorczych,

przetworników

echosond,

odbiorni-ków

GNSS, itp.

Tylko takie kompleksowe podejście do

tematu rozwiąże problemy związane z

instalacją i eks-ploatacją zintegrowanych

statkowych syste-mów i wskaźników.

ECS jako „integrator” informacji

nawigacyjnej

RADA

R/ARP

A

E

C

D

I

S

ECDIS z nakładką

radarową

Radar

GPS / DGPS

AIS

ENC

Log

Żyrokompas

Radar jako „integrator” informacji

nawigacyjnej

REVISED

REVISED

PERFORMANCE STANDARDS

PERFORMANCE STANDARDS

FOR

FOR

INTEGRATED

INTEGRATED

N

N

AVIGATION

AVIGATION

SYSTEM

SYSTEM

Draft performance standard

Draft performance standard

for INS

for INS

consist

consist

s

s

of four main parts:

of four main parts:

-   Part A - Integration of information;
-   Part B - Task related requirements for

Integrated Navigation System;

-   Part C - Alert management; and
- Part D - Documentation requirements.

Integration of information

Integration of information

Main task of the INS - to provide

“added value” for the officer of watch,

ship’s captain and pilot to plan,

monitor or control safety of navigation

and progress of the ship.

INS should support safety of

navigation by combining, processing

and evaluating inputs from connected

different sensors and sources to

provide information giving timely

warnings of dangerous situations and

system failures and degradation of

integrity of delivered and presented

information.

Main recommendations

The

integrity

of information should be

verified automatically before it is

displayed or issued by comparison of

data derived independently from two

or more sensors or sources, if

available.

The system shall be capable of

manual or automatic selection of

sensors and sources for integrity

monitoring and provide capabilities to

select the most accurate method of

this monitoring.

Information with doubtful integrity

shall not be used for automatic control

systems.

Received or delivered data that is

issued or distributed by the INS

should be checked for

plausible

magnitudes of values and validity

.

Data failing plausibility and/or validity

checks should not be used by the

system and should not affect functions

not dependent on these data.

The INS should not degrade the

accuracy of data provided by

connected sensors and sources.

Data latency

within the system should

be consistent with the data

requirements of the individual parts.

Consistent common reference system

(CCRS)

shall be used to ensure that all

parts of the INS are provided with the

same type of data from the same

sources or sensors.

Task related requirements for

Task related requirements for

INS

INS

The system may have possibilities to
perform following tasks:
-  Route planning and route
monitoring;
-  Traffic situation awareness including
ha-
zard detection and collision
avoidance;
-  Operational mode awareness;
-  Work in abnormal conditions; and
-  Alert management.
In route planning geometrical,
geographical and dynamic checks are
to be included. INS providing this
function shall fulfil the require-ments
of ECDIS st

andards.

In

traffic situation awareness

INS shall

provi-de functions to avoid at least

geographic, traf-fic and environmental

hazards. System provi-ding this

function should present at least ra-dar

targets, tracked radar target and AIS

tar-get information and fulfil the

requirements of the sensor and

operational module for the ra-dar

equipment and AIS performance stan-

dards.

Data may commonly be presented at a

separ-ate display known as

conning

display

.

In such situation information such as:

-  Heading and speed;
-  Rate of turn;
-  Rudder angle; and
-  Propulsion data

should be presented together with
their set values in analogue form.
It is recommended that INS provides

predefi-ned or operator defined
display modes

that are

optimally

suitable to the navigational task

.

It

should be possible to select on the
route monitoring display a predefined
display mo-des

for a search and

rescue operation and for a person
overboard situation

.

Indications of failure modes shall be

sufficien-tly clear that the bridge team

and pilot can un-derstand the nature

of the failure and its con-sequences. It

should be always possible to display

the complete system configuration,

the available configuration and the

configura-tion in use.

INS shall indicate any abnormal
condition and provide sufficient

redundancy and fallback ar-

rangement.

Alert management

Alert management

is defined as a

common term for indication of
abnormal situations with three
different categories of priority of
alerts:

-  Alarms;
-  Warnings; and
-  Cautions.

It should harmonize the operation,
prioritisa-tion, classification, handling,
distribution and presentation of
alarms on the navigational bridge, to
enable the bridge team and pilot to
devote full attention to the safe
navigation and to immediately identify
any abnormal si-tuation requiring
action.

The

INS alert management system

should be a part of the bridge alert

management system

and as minimum

comply with the relevant IMO

requirements

Alarms

should announce conditions

requiring immediate attention or

action by the bridge team (e.g.

steering gear failure).

Warnings

should announce changed

condi-tions and shall be presented for

precautionary reasons which are not

immediately hazardous but which may

become so, if no action is ta-ken (e.g.

exceeded cross track error).

Cautions

should be generated to

aware the bridge team of a situation

which does not war-rant an alarm or

warning condition, but still required

attention and out of the ordinary con-

sideration of the situation or of given

informa-tion (e.g. new radar target,

lost target).

Each type of alert should be clearly
distingu-ishable from each other. The
alert manage-ment system shall:
-  Divide alerts into two groups:
navigational
alerts and technical alerts
(indicating sys-
tem and/or sensor failure);
-  Distinguish between two different
status of
alarms and warnings:
unacknowledged
alarm (warning) and acknowledged
alarm
(warning);
-  Allow to identify all alarms and
warnings
and enable the immediate
identification of
the alert sources; and

-  Offer the possibility to present all
alerts in
order of predefined priority and/or
sequ-
ence.
Alarm management system shall
incorporate following equipment and
systems, when installed:
-  Heading information and
heading/track con-
trol systems;
-  Position fixing systems, ECDIS and
AIS;
-  Radar equipment with target
tracking fun-
ctions;
-  Echo sounder equipment; and
-  Bridge navigational watch alarm.

Interim structure of performance standards (requirements)

Operational requirements
to fulfill parts of SOLAS
V/19

Part A INS

PS

under

development

Integration of

navigational

information

• Interfacing and

data exchange

• Accuracy

• Validity,

plausibility,
latency

• Consistency of

Data –CCRS

• Integrity

monitoring

• Marking of data

• Data fusion

• …

Collision Avoidance

Track control,

Heading control

Route monitoring,

planning

Conning

Alert management

…

Operational

requirements

Collision

Avoidance

Track control,

Heading control

Route monitoring,

planning

…

Speed

Radar

Chart

AIS

Heading

Position

...

Requirements
specific to sensor
performance

Task related requirements for INS and the
operational/functional system and additional
sensor requirements attached as annexes, to
provide all requirements to fulfill parts of SOLAS
V/19 inside INS based on an “one equipment
concept”

Additional
requirements + ref. to
operational PS

• Add.

Requirements for
sensors to
provide data as
required for INS

Global standards, e.g. Navigational Display PS, Alert management PS

Global standards, e.g. Navigational Display PS, Alert management PS

Requirements to fulfill parts of SOLAS V/19 as

standalone equipment/system

INS PS Part B

under development

INS PS

under

development

Existing Equipment PS

Sensor/sourc

e

requirements

Future structure of performance standards (requirements)

Operational requirements
to fulfill parts of SOLAS
V/19

Part A INS

PS

under

development

Integration of

navigational

information

• Interfacing and

data exchange

• Accuracy

• Validity,

plausibility,
latency

• Consistency of

Data –CCRS

• Integrity

monitoring

• Marking of data

• Data fusion

• …

Collision Avoidance

Track control,

Heading control

Route monitoring,

planning

Conning

Alert management

…

Operational

system

modules

future structure

Collision

Avoidance

Track control,

Heading control

Route monitoring,

planning

Conning

…

Equipment

(Sensor/Sourc

es) modules

future structure

Speed

Radar

Chart

AIS

Heading

Position

...

Requirements
specific to sensor
performance

Task related requirements for INS with
reference on: equipment (sensor) PS, and
operational system PS

Additional
requirements + ref. to
operational PS

• Add.

Requirements for
sensors to
provide data as
required for INS

Global standards, e.g. Nav. Display PS, Alert management PS, Interfacing

Global standards, e.g. Nav. Display PS, Alert management PS, Interfacing

Requirements to fulfill parts of SOLAS V/19 as standalone

equipment/system

INS PS Part B

under development

INS PS

under

development

DZIĘKUJĘ

DZIĘKUJĘ

ZA

ZA

UWAGĘ

UWAGĘ