VDR新規(guī)解析及應(yīng)用

陳峰 高麗浚 于智勇

摘 要：本文對VDR新規(guī)MSC333（90）進(jìn)行了詳細(xì)的解析，并對其與舊版本的不同點(diǎn)作了比較，梳理歸納了VDR系統(tǒng)接口及輸入信號(hào)。針對在具體產(chǎn)品VDR系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)過程中船級(jí)社提出的審查意見進(jìn)行了分析和提出整改措施，通過實(shí)船的設(shè)計(jì)過程，闡述了新規(guī)在VDR系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：VDR；MSC333（90）新規(guī)；信號(hào)一覽表

中圖分類號(hào)：U662.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： The new requirement MSC333 （90） for VDR is introduced in detail and is compared with the historical versions. The interface and I/O signal of VDR are summarized. Furthermore， analysis and improvement measures are proposed according to the opinions for VDR from the classification society. Based on the interface design in actual ship， the application of the new requirement is expounded.

Key words： VDR； MSC333 （90）； I/O signal table

1 引言

VDR（航行數(shù)據(jù)記錄儀 ） 俗稱“船舶黑匣子”，是一種記錄與船舶航行及操縱有關(guān)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括安全和可恢復(fù)的方式存儲(chǔ)船舶發(fā)生事故前后一段時(shí)間的船舶外部環(huán)境、內(nèi)部狀態(tài)和操縱命令等相關(guān)信息。VDR主要由數(shù)據(jù)處理和編碼的接口模塊、存儲(chǔ)介質(zhì)、備用蓄電池等設(shè)備組成。由于VDR需要信息量較大、信號(hào)接口較多，為了更好地理解VDR規(guī)范要求，我們整理了VDR信號(hào)一覽表，可供大家設(shè)計(jì)時(shí)參考。

2 VDR系統(tǒng)概述

2.1 VDR系統(tǒng)組成

VDR系統(tǒng)包括：輸入數(shù)據(jù)的接口、數(shù)據(jù)處理和編碼裝置、最終記錄介質(zhì)、信息再現(xiàn)設(shè)備、電源及專用的備用電源。圖1為某船的VDR系統(tǒng)組成框圖。

2.2 VDR系統(tǒng)基本功能

VDR至少要具備兩項(xiàng)基本功能：船舶自有信息的固化；船舶運(yùn)行狀態(tài)和操縱信息的記錄更新。

（1）船舶自有信息固化

指該船的國際編碼、呼號(hào)、種類等信息的設(shè)定。VDR將這類標(biāo)識(shí)船舶身份信息的數(shù)據(jù)固化于存儲(chǔ)體，不能隨意更改；

（2）船舶運(yùn)行狀態(tài)和操縱信息記錄

VDR根據(jù)不同的情況，以定時(shí)采樣和實(shí)時(shí)采樣兩種方式采集信號(hào)和記錄數(shù)據(jù)。在沒有操作動(dòng)作和船舶運(yùn)行狀態(tài)變化時(shí)，VDR根據(jù)設(shè)計(jì)的周期定時(shí)采集數(shù)據(jù)信息；在有操作動(dòng)作或船舶運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化（例 如車鐘指令、油門、轉(zhuǎn)速、舵角的變化）時(shí)，VDR即時(shí)跟蹤監(jiān)測采集并記錄相應(yīng)信息變動(dòng)的數(shù)據(jù)。

3 VDR新規(guī)MSC333（90）介紹

2012年5月22日，海安會(huì)MSC.333（90）決議通過經(jīng)修訂的VDR性能標(biāo)準(zhǔn)，要求2014年7月1日及以后安裝的VDR不得低于MSC.333（90）決議所規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 新規(guī)中關(guān)于記錄介質(zhì)的規(guī)定

（1）固定式記錄介質(zhì)：應(yīng)保護(hù)防止火災(zāi)震動(dòng)貫穿且可在海底長時(shí)間存在、預(yù)期可從沉沒的船舶甲板上行進(jìn)行回收，并具有指示其位置的裝置；

（2）自由上浮記錄介質(zhì)：該介質(zhì)能在入水后自由上浮，并有可指示位置的方法；

（3）長期記錄介質(zhì)：該介質(zhì)能提供最長的記錄數(shù)據(jù)期限，同時(shí)有一個(gè)供下載存儲(chǔ)數(shù)據(jù)用的簡易接口。

其中，自由上浮記錄介質(zhì)的要求更加明確：

（1） 具備便于打撈和恢復(fù)的方法；

（2） 應(yīng)能在停止記錄之后保存記錄數(shù)據(jù)至少6個(gè)月；

（3） 在結(jié)構(gòu)上滿足A.810（19）決議中的特殊要求，并可以最低限度地降低恢復(fù)操作中造成損壞的風(fēng)險(xiǎn)；

（4） 應(yīng)能在不少于7天/168小時(shí)的期限內(nèi)連續(xù)發(fā)射一個(gè)初始定位信號(hào)和進(jìn)一步的至少48小時(shí)的回歸定位信號(hào)；

（5） 應(yīng)能在事故后可以帶走并能防止物理或電子的沖擊對記錄數(shù)據(jù)發(fā)生改變或刪除。

3.2 新規(guī)中修訂的VDR性能要求

（1）VDR 應(yīng)能在船舶主電源、應(yīng)急電源供電下運(yùn)行（修訂前的原文為：為保證VDR能夠連續(xù)記錄在事故發(fā)生期間的有關(guān)活動(dòng)，船舶應(yīng)急電源應(yīng)能向VDR供電并使其工作）；

（2）所有存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)項(xiàng)目，在長期記錄介質(zhì)中應(yīng)至少保留30天/720小時(shí)；在固定記錄介質(zhì)和自由上浮記錄介質(zhì)中應(yīng)至少保留48小時(shí)。超過這個(gè)期限的數(shù)據(jù)項(xiàng)目可以由新的數(shù)據(jù)覆蓋（修訂前為12小時(shí)）；

（3） 位于駕駛室內(nèi)的麥克風(fēng)應(yīng)布置成能充分地記錄所有MSC/Circ.982描述的工作站位置的談話（MSC982所述覆蓋的工作站主要是指：航行操作工作站、監(jiān)測工作站、兩翼工作站，并未提及海圖區(qū)和報(bào)務(wù)區(qū)）。當(dāng)船舶在執(zhí)行各種正常操作時(shí)，這些談話在回放時(shí)應(yīng)具備足夠的可聽懂度，即使在駕駛臺(tái)的任何位置有獨(dú)立的聲音報(bào)警或某種設(shè)備故障產(chǎn)生的噪聲，在所有工作站的聲音記錄性能應(yīng)不受影響。該性能可通過使用至少兩路聲音記錄的通道來實(shí)現(xiàn)，駕駛室兩翼的麥克風(fēng)應(yīng)至少記錄在一個(gè)附加的單獨(dú)的專用通道內(nèi)。應(yīng)在一個(gè)單獨(dú)的通道內(nèi)，記錄有關(guān)船舶操縱的VHF通信聲音，并與上條所要求記錄的駕駛室聲音的記錄通道分開（修訂前的原文為：位于駕駛室內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)應(yīng)布置成能充分地記錄下在駕駛位置、雷達(dá)顯示屏、海圖桌等位置或附近的談話。麥克風(fēng)的布置還應(yīng)盡量捕捉到駕駛室內(nèi)的內(nèi)部通信、船令廣播系統(tǒng)和聲響報(bào)警）；

（4） 雷達(dá)：應(yīng)記錄根據(jù)SOLAS要求安裝的所有船舶導(dǎo)航雷達(dá)的主顯示器的電子信號(hào)信息；

（5）電子海圖：如果船舶安裝了電子海圖ECDIS，VDR應(yīng)記錄ECDIS顯示器作為導(dǎo)航的基本手段使用時(shí)的電子信號(hào)信息（以前沒有強(qiáng)制要求）；

（6）自動(dòng)識(shí)別儀：所有自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的信息應(yīng)被記錄；

（7） 搖擺運(yùn)動(dòng)：若船舶安裝了電子傾斜儀，則應(yīng)記錄其信息；

（8）電子日志：若船舶安裝了電子日志，則應(yīng)記錄其信息。

3.3 新規(guī)范要求的VDR輸入信號(hào)

3.3.1 VDR信號(hào)采集

（1）A.861（20） VDR性能標(biāo)準(zhǔn)建議案5.4應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)；

（2）CCS-船載航行數(shù)據(jù)記錄儀檢驗(yàn)指南IEC 61169附錄A IEC61162 語句格式、附錄B 強(qiáng)制要求的報(bào)警；

（3）IACS Recommendations on VDR ，7.9 Main alarms；

（4） MSC.333（90） VDR性能標(biāo)準(zhǔn)修改生效章節(jié)5.5要求應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)。

3.3.2 VDR輸入信號(hào)整理

（1）串口信號(hào)：NMEA0183信號(hào)/IEC 61162/RS422 & 485；

（2）非標(biāo)信號(hào)：電壓信號(hào)/電流信號(hào)/其它；

（3）音頻視頻信號(hào)：駕駛室聲音/通信聲音/雷達(dá)數(shù)據(jù)/電子海圖數(shù)據(jù)。

為了讓航海和無線電通信設(shè)備及系統(tǒng)數(shù)字接口滿足海事產(chǎn)品的通用性要求，國際電工聯(lián)合會(huì)（IEC）制定了IEC61162標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)信號(hào)內(nèi)容，VDR輸入信號(hào)主要包括IEC61162標(biāo)準(zhǔn)要求、強(qiáng)制要求報(bào)警及其它報(bào)警。設(shè)備廠商一般是根據(jù)接入模塊類別數(shù)字量、模擬量、EC61162進(jìn)行接口分類以方便技術(shù)談判。

4 VDR新規(guī)MSC333（90）應(yīng)用

某船VDR系統(tǒng)中駕駛室麥克風(fēng)的布置如圖2所示。

在船級(jí)社送審中，根據(jù)新規(guī)要求有以下退審意見：

（1）本船VDR系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有專門備用電源，當(dāng)船舶應(yīng)急電源供電中斷能連續(xù)記錄駕駛室聲音長達(dá)2 h；

（2）駕駛室位于船舶中線附近的指揮位置應(yīng)設(shè)有VDR麥克風(fēng)，能有效記錄駕駛室內(nèi)實(shí)時(shí)聲響。如在圖2中MIC1、MIC2能同時(shí)充分記錄船舶中線附近的指揮位置的聲音則可以免設(shè)麥克風(fēng)，否則船舶中線附近的指揮位置應(yīng)增設(shè)1個(gè)麥克風(fēng)；

（3）從圖2駕駛室兩翼各有一個(gè)VDR麥克風(fēng)，但需確認(rèn)其是否安裝于兩翼控制臺(tái)上方。如果駕駛室另設(shè)有相關(guān)報(bào)警控制臺(tái)，則需在附近增設(shè)VDR麥克風(fēng)。

經(jīng)過核對，VDR系統(tǒng)需內(nèi)置蓄電池以滿足供電要求；此外，根據(jù)駕駛室的布置圖MIC1、MIC2距離船中線距離為3 m，VDR麥克風(fēng)可以記錄5 m內(nèi)的聲音，不需要增加中線附近的一個(gè)麥克風(fēng)；由于駕駛室兩翼未設(shè)控制臺(tái)，所以對麥克風(fēng)位置并無嚴(yán)格要求。經(jīng)過退審意見回復(fù)，系統(tǒng)滿足新規(guī)要求。

5 VDR新規(guī)下接口信號(hào)一覽表

為了在VDR系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加方便地與設(shè)備廠溝通以及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和認(rèn)可，作者結(jié)合工作實(shí)踐按VDR新規(guī)要求整理了VDR信號(hào)一覽表（因篇幅所限，略），以方便設(shè)計(jì)參考。

6 結(jié)語

VDR系統(tǒng)一直是備受船東和船檢重視的系統(tǒng)。由于VDR的使用能有效提高航海安全性、降低事故發(fā)生率、減少生命和財(cái)產(chǎn)的損失，在人工智能引領(lǐng)技術(shù)迭代更新的當(dāng)下，促進(jìn)VDR規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的不斷更新完善，促進(jìn)設(shè)備科技含量提升更新?lián)Q代，VDR的發(fā)展必將隨著時(shí)代的進(jìn)擊而步入一個(gè)新的階段。希望本文能為相關(guān)船舶VDR系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供一定的參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] VDR性能標(biāo)準(zhǔn) IMO A.861（20）號(hào)決議（ 1997年11月27日通過）.

[2] IMO A 1021（26）決議 （2009年12月2日通過）.

[3] MSC.333（90） （2012年5月22日通過）.

[4]CCS船載航行數(shù)據(jù)記錄儀檢驗(yàn)指南.