一種船用北斗導(dǎo)航裝置的船橋報警管理(BAM)設(shè)計

王 兵,富玲峰,張群峰

(中電科(寧波)海洋電子研究院有限公司,浙江 寧波 315040)

0 引言

為了執(zhí)行國際海事組織(IMO)的決議MSC. 302(87),根據(jù)船橋報警管理(BAM)的技術(shù)要求,本文提出一套關(guān)于北斗導(dǎo)航裝置的BAM 設(shè)計方案。 BAM 是IMO 定義的報警管理、處理和統(tǒng)一呈現(xiàn)的綜合概念。符合BAM 的設(shè)備要求:(1)統(tǒng)一的報警狀態(tài);(2)統(tǒng)一的報警呈現(xiàn)格式;(3)統(tǒng)一的報警通信規(guī)范,包括與其他設(shè)備(適用的VDR 和其他智能設(shè)備)的通信和與中央報警管理(CAM)系統(tǒng)(如果船上提供)的通信。

1 報警分類

根據(jù)待測設(shè)備(EUT)的功能不同,分為P,Q,R,S,T 5 類,報警分類如表1 所示。

表1 報警分類

IMO 船用北斗導(dǎo)航設(shè)備符合IEC 62923 所要求的符合BAM 的P 類功能的設(shè)備,IEC 61108-5 和IEC 62288 對BAM 功能的測試提出了具體要求。

2 設(shè)計方案

2.1 概述

2.1.1 單個情況下的報警數(shù)量

對于需要引起注意的情況,EUT 發(fā)出功能報警,而根本原因(如技術(shù)狀態(tài)或異常)不提供(額外的)聲音報警。

2.1.2 多個位置的報警呈現(xiàn)

因相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中沒有強制要求,導(dǎo)航設(shè)備無多個位置報警的功能。 導(dǎo)航設(shè)備不是CAM 系統(tǒng),不接收來自其他報警設(shè)備的報警,激活報警列表僅包括EUT 發(fā)出的報警。

2.2 優(yōu)先級與類別

BAM 分為4 個優(yōu)先級:緊急警報(Emergency Alarms)、 警報(Alarms)、 警告(Warnings) 和提醒(Cautions)。 報警處理分為3 類:A 類報警、B 類報警和C 類報警。 根據(jù)報警消息的優(yōu)先級與類別標(biāo)準(zhǔn),并參照IEC 62923-2-2018 附件A—報警標(biāo)識,導(dǎo)航設(shè)備所含報警消息如表2 所示。

表2 報警消息及對應(yīng)的優(yōu)先級、類別與標(biāo)識符

2.3 報警的呈現(xiàn)與狀態(tài)

報警狀態(tài)和相關(guān)條件如表3 所示。

表3 報警狀態(tài)和相關(guān)條件

警告與提醒的狀態(tài)及其呈現(xiàn)如表4—5 所示。

表4 警告的呈現(xiàn)和報警狀態(tài)

2.3.1 警告

(1)未應(yīng)答警告的呈現(xiàn)。 當(dāng)檢測到警告條件時,顯示為未應(yīng)答的警告:①啟動一個短暫的聲音信號,并伴有視覺警告通告;②提供足夠詳細(xì)的信息,使船橋小組能夠識別和處理警告條件。

(2)警告的靜音。 EUT-HMI 提供靜音功能或收到來自CAM 的靜音命令以消除EUT 發(fā)出的報警,該功能適用于HMI 上顯示的所有EUT“激活-未應(yīng)答”報警,無論優(yōu)先級和類別如何。 該靜音功能的操作使EUT 將這些報警的狀態(tài)從“激活-未應(yīng)答”更改為“激活-靜音”。 報警條件未糾正且報警未得到應(yīng)答,聲音信號在30 s 后再次啟動。 臨時靜音命令的長時間激活超過30 s 不會阻止聲音信號在初始激活臨時靜音30 s 后開始。 重復(fù)激活臨時靜音命令不會阻止聲音信號在初始激活臨時靜音30 s 后開始。 通過激活新報警,激活臨時靜音命令不會阻止啟動新報警的聲音信號。

表5 提醒的呈現(xiàn)和報警狀態(tài)

(3)持續(xù)警告。 未應(yīng)答警告的視覺顯示應(yīng)持續(xù)到報警被應(yīng)答為止。 在糾正報警條件時,視覺指示停止。

如果一個功能不再使用但沒有出現(xiàn)故障,報警源應(yīng)將其相關(guān)報警的狀態(tài)設(shè)置回“正?！?。 當(dāng)報警生成功能被停用,而該功能的報警報告部分仍在運行時,與激活功能相關(guān)的報警狀態(tài)以及ALF 和ALC 消息中報告的狀態(tài)應(yīng)設(shè)置為“正?！?。

(4)已應(yīng)答的或責(zé)任轉(zhuǎn)移的警告。 已應(yīng)答的或責(zé)任轉(zhuǎn)移的警告通過穩(wěn)定的視覺指示來表示。 已應(yīng)答的或責(zé)任轉(zhuǎn)移的警告的視覺指示應(yīng)持續(xù)到警告條件得到糾正為止。

2.3.2 提醒

(1)呈現(xiàn)。 應(yīng)以穩(wěn)定的視覺指示來顯示提醒。 對于提醒,無須應(yīng)答;提醒應(yīng)保持靜音,不允許有聲音信號。 應(yīng)提供足夠詳細(xì)的信息,讓駕駛團(tuán)隊能夠識別和解決這種情況。

(2)提醒的解除。 故障排除后,應(yīng)自動解除提醒報警。 瞬時事件可能會導(dǎo)致提醒,在操作員能夠讀取提醒之前,該提醒已糾正。 在這種情況下,可以實施一種措施,例如通過使用制造商定義的超時來將呈現(xiàn)時間增加到有限的程度,以便用戶可以讀取。

2.3.3 報警升級

未應(yīng)答的警告在經(jīng)過不超過5 min 的限定時間內(nèi),重復(fù)為警告。 “已糾正-未應(yīng)答”的警告不應(yīng)升級,因為情況不再危險。 將“激活-未應(yīng)答”警告升級為警告時,增加ALF 消息的升級計數(shù)器,并更新ALF 消息的時間戳,用以反映上次狀態(tài)更改的(UTC)時間。 “激活-未應(yīng)答”警告的升級計時器應(yīng)在其處于“激活-靜音”狀態(tài)期間應(yīng)維持原狀,但升級只能在恢復(fù)到“激活-未應(yīng)答”狀態(tài)之后才會發(fā)生。

2.4 報警的呈現(xiàn)與狀態(tài)

2.4.1 優(yōu)先級

EUT 應(yīng)便于識別報警的存在。 無論現(xiàn)有報警和新報警的顯示優(yōu)先級如何,應(yīng)至少連續(xù)顯示EUT 中任何新報警的出現(xiàn)指示,以便識別報警的存在。

在EUT 中的激活報警列表或在HMI 的專用區(qū)域:(1)激活的報警列表中,應(yīng)顯示最高優(yōu)先級報警的優(yōu)先級與應(yīng)答狀態(tài),或應(yīng)指示EUT 中沒有激活的報警;(2)提供快捷訪問激活報警列表的方式,并應(yīng)保證可永久訪問,操作員能通過單步操作訪問EUT 的活動報警列表。

當(dāng)顯示報警時,比如在激活報警全部列表或有限選擇列表中,報警應(yīng)至少顯示與該報警有關(guān)的基本信息。 報警的基本信息包括優(yōu)先級、狀態(tài)和報警標(biāo)題和/或報警描述文本。 如果激活的報警多于有限選擇報警列表中顯示的報警,則EUT 中有額外報警的明確指示。至少應(yīng)在操作員要求時,能顯示狀態(tài)為“激活-責(zé)任轉(zhuǎn)移”的報警。

當(dāng)在單個報警顯示器上顯示多個報警時,默認(rèn)情況下,報警應(yīng)按顯示優(yōu)先級(最高顯示優(yōu)先級在頂部)分組列出。 在每個顯示優(yōu)先級內(nèi),報警應(yīng)按“上次狀態(tài)更改時間”的順序顯示(最新狀態(tài)更改的報警在頂部)?！吧洗螤顟B(tài)更改時間”是指最近報警狀態(tài)發(fā)生變化的時間。 例外的情況是與激活靜音相關(guān)的狀態(tài)變化以及與從靜音狀態(tài)返回相關(guān)的狀態(tài)變化。 這些狀態(tài)變化不應(yīng)更新“上次狀態(tài)更改時間”。

顯示優(yōu)先級的順序時,在每個顯示優(yōu)先級中,最新報警位于最上面,順序如下:(1)“激活-未應(yīng)答”和“激活靜音”警告;(2)“已糾正-未應(yīng)答”警告;(3)“激活-應(yīng)答”警告;(4)“激活-責(zé)任轉(zhuǎn)移”警告;(5)“激活”提醒。

顯示激活報警列表時:(1)如果HMI 無法同時顯示所有需要駕駛團(tuán)隊注意的報警,則應(yīng)清楚明確地顯示需要注意的這些報警;(2)應(yīng)能通過單步操作顯示另外的報警;(3)應(yīng)能通過單步操作選擇隨后的頁面;(4)應(yīng)能通過單步操作返回包含最高顯示優(yōu)先級報警的顯示頁面。

2.4.2 輔助決策

報警信息應(yīng)盡可能用于輔助決策。 報警消息通常由兩個ALF 語句組成。 第一個ALF 語句提供了“報警標(biāo)題”,第二個ALF 語句提供了“報警描述文本”,以幫助決策。

2.4.3 聲音信號

如果出現(xiàn)多個報警,EUT 應(yīng)確定最高優(yōu)先級的聲音報警,并將其作為最高優(yōu)先級報警的集體報警。 如果最高優(yōu)先級的聲音報警是一個警告,則每次出現(xiàn)新警告或警告升級時,EUT 都會發(fā)出聲音,同時在應(yīng)用靜音時,應(yīng)確保警告通知開始之間至少保留15 s[1]。 聲音報警行為:(1)在臨時靜音期間,將警告升級為警告;(2)出現(xiàn)多個警告。 EUT 中的聲音指示應(yīng)與EUT 發(fā)出報警的聲音信號明顯區(qū)分。

2.4.4 圖標(biāo)的顯示

如果圖標(biāo)用于幫助易于識別和/或指示報警和/或聚集和/或功能報警分組的狀態(tài)和/或優(yōu)先級和/或類別,則它們應(yīng)符合IEC 62923-1-2018 附錄F 的要求。 如果EUT 的HMI 中使用了報警管理以外的圖標(biāo),則這些圖標(biāo)應(yīng)確保不會輕易被誤認(rèn)為是附錄F 中的圖標(biāo)[2]。

2.5 報警的接口

2.5.1 報警相關(guān)通信的接口要求

(1)通信協(xié)議。

通信協(xié)議應(yīng)允許實現(xiàn)這些標(biāo)準(zhǔn)中描述的功能。 報警信息,包括優(yōu)先級、狀態(tài),應(yīng)發(fā)送給進(jìn)一步處理或顯示的設(shè)備。

(2)報警優(yōu)先級、狀態(tài)和文本。

報警相關(guān)通信應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化概念,以提供報警的分發(fā)及其優(yōu)先級、狀態(tài)和文本信息[3]。

(3)上次狀態(tài)更改時間。

當(dāng)EUT 已同步UTC 時間可用時,應(yīng)在報警消息上加上UTC“上次更改時間”的時間戳。 否則,應(yīng)發(fā)送無時間戳的報警消息。

(4)應(yīng)答和靜音。

報警相關(guān)通信應(yīng)遵循一個標(biāo)準(zhǔn)化概念,為來自不同位置的報警提供應(yīng)答、靜音和其他命令,包括操作員輸入和系統(tǒng)處理結(jié)果。 如果EUT 是一個報警源,當(dāng)收到帶有靜音命令的ACN 語句、制造商助記碼的空白字段、報警標(biāo)識符的值0(通配符)和報警實例的空字段時,EUT 應(yīng)使其所有報警靜音。 如果EUT 是一個報警源,當(dāng)它收到一個帶有重傳命令的ACN 語句、制造商助記碼為空字段、報警標(biāo)識符值為0、報警實例為空字段時,它應(yīng)重新傳輸其所有報警。 在每個正常操作模式下,此命令只涉及激活報警(即不包括處于“正?！睜顟B(tài)的報警)。 在非操作模式下(例如服務(wù)、調(diào)試、測試),此命令包括所有報警(即包括“正?！睜顟B(tài)下的報警)。如果EUT 收到一個ACN 語句,其中包含責(zé)任轉(zhuǎn)移命令、制造商助記符代碼為空字段、報警標(biāo)識符為0 值、報警實例為空字段,則EUT 應(yīng)忽略該命令,并對其拒絕命令的每個報警發(fā)送一個ARC 語句,以通知ACN 命令的拒絕。 如果EUT 接收到ACN 語句,其中包含應(yīng)答命令、制造商助記符代碼為空字段、報警標(biāo)識符為0、報警實例為空字段,則EUT 應(yīng)忽略該命令,并對其拒絕命令的每個報警發(fā)送一個ARC 語句進(jìn)行響應(yīng),以通知ACN命令的拒絕。

2.5.2 未在運行中使用的功能

當(dāng)EUT 內(nèi)的某個功能未在運行中使用(例如在備用狀態(tài)下),其相關(guān)輸出接口應(yīng)繼續(xù)報告周期性報警列表(ALC)消息,不在運行中的功能相關(guān)的激活報警以及(如果由于責(zé)任轉(zhuǎn)移能力)心跳(HBT)語句。

2.5.3 用于交換報警信息的警告語句

ALF,ALC 消息以及ACN,ARC 語句是BAM 兼容設(shè)備用于管理和交換報警信息的報警通信語句。 HBT語句用于監(jiān)督接口的操作,為具有額外應(yīng)答功能的BAM 兼容設(shè)備所使用,以請求將責(zé)任轉(zhuǎn)移到BAM 兼容設(shè)備,該設(shè)備可以批準(zhǔn)報警的責(zé)任轉(zhuǎn)移請求。 在HBT語句故障的情況下,或者如果它表明狀態(tài)無效(V),接收器需要恢復(fù)對報警的責(zé)任,并將其責(zé)任轉(zhuǎn)移到其他符合BAM 的設(shè)備上。

3 結(jié)語

針對目前船舶設(shè)備集成化程度越來越高、操作人員數(shù)量越來越少的趨勢,本文通過研究船橋報警管理的性能標(biāo)準(zhǔn)要求,依據(jù)現(xiàn)行有關(guān)船橋報警管理的測試方法,提出了一套針對北斗導(dǎo)航設(shè)備的BAM 設(shè)計方案。 依據(jù)該設(shè)計方案,可將導(dǎo)航設(shè)備的報警信息有效接入綜合船橋系統(tǒng),這對于現(xiàn)行導(dǎo)航類相關(guān)產(chǎn)品的BAM 設(shè)計具有積極的借鑒作用和指導(dǎo)意義。