一種船用北斗導航裝置的船橋報警管理(BAM)設計

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

為了執行國際海事組織(IMO)的決議MSC. 302(87),根據船橋報警管理(BAM)的技術要求,本文提出一套關于北斗導航裝置的BAM 設計方案。 BAM 是IMO 定義的報警管理、處理和統一呈現的綜合概念。符合BAM 的設備要求:(1)統一的報警狀態;(2)統一的報警呈現格式;(3)統一的報警通信規范,包括與其他設備(適用的VDR 和其他智能設備)的通信和與中央報警管理(CAM)系統(如果船上提供)的通信。

1 報警分類

根據待測設備(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 船用北斗導航設備符合IEC 62923 所要求的符合BAM 的P 類功能的設備,IEC 61108-5 和IEC 62288 對BAM 功能的測試提出了具體要求。

2 設計方案

2.1 概述

2.1.1 單個情況下的報警數量

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

2.1.2 多個位置的報警呈現

因相關標準中沒有強制要求,導航設備無多個位置報警的功能。 導航設備不是CAM 系統,不接收來自其他報警設備的報警,激活報警列表僅包括EUT 發出的報警。

2.2 優先級與類別

BAM 分為4 個優先級: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。 根據報警消息的優先級與類別標準,并參照IEC 62923-2-2018 附件A—報警標識,導航設備所含報警消息如表2 所示。

表2 報警消息及對應的優先級、類別與標識符

2.3 報警的呈現與狀態

報警狀態和相關條件如表3 所示。

表3 報警狀態和相關條件

警告與提醒的狀態及其呈現如表4—5 所示。

表4 警告的呈現和報警狀態

2.3.1 警告

(1)未應答警告的呈現。 當檢測到警告條件時,顯示為未應答的警告: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 發出的報警,該功能適用于HMI 上顯示的所有EUT“激活-未應答”報警,無論優先級和類別如何。 該靜音功能的操作使EUT 將這些報警的狀態從“激活-未應答”更改為“激活-靜音”。 報警條件未糾正且報警未得到應答,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 提醒的呈現和報警狀態

(3)持續警告。 未應答警告的視覺顯示應持續到報警被應答為止。 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故障,報警源應將其相關報警的狀態設置回“正常”。 當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,與激活功能相關的報警狀態以及ALF 和ALC 消息中報告的狀態應設置為“正常”。

(4)已應答的或責任轉移的警告。 已應答的或責任轉移的警告通過穩定的視覺指示來表示。 已應答的或責任轉移的警告的視覺指示應持續到警告條件得到糾正為止。

2.3.2 提醒

(1)呈現。 應以穩定的視覺指示來顯示提醒。 對于提醒,無須應答;提醒應保持靜音,不允許有聲音信號。 應提供足夠詳細的信息,讓駕駛團隊能夠識別和解決這種情況。

(2)提醒的解除。 故障排除后,應自動解除提醒報警。 瞬時事件可能會導致提醒,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

未應答的警告在經過不超過5 min 的限定時間內,重復為警告。 “已糾正-未應答”的警告不應升級,因為情況不再危險。 將“激活-未應答”警告升級為警告時,增加ALF 消息的升級計數器,并更新ALF 消息的時間戳,用以反映上次狀態更改的(UTC)時間。 “激活-未應答”警告的升級計時器應在其處于“激活-靜音”狀態期間應維持原狀,但升級只能在恢復到“激活-未應答”狀態之后才會發生。

2.4 報警的呈現與狀態

2.4.1 優先級

EUT 應便于識別報警的存在。 無論現有報警和新報警的顯示優先級如何,應至少連續顯示EUT 中任何新報警的出現指示,以便識別報警的存在。

在EUT 中的激活報警列表或在HMI 的專用區域:(1)激活的報警列表中,應顯示最高優先級報警的優先級與應答狀態,或應指示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,報警應至少顯示與該報警有關的基本信息。 報警的基本信息包括優先級、狀態和報警標題和/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。至少應在操作員要求時,能顯示狀態為“激活-責任轉移”的報警。

當在單個報警顯示器上顯示多個報警時,默認情況下,報警應按顯示優先級(最高顯示優先級在頂部)分組列出。 在每個顯示優先級內,報警應按“上次狀態更改時間”的順序顯示(最新狀態更改的報警在頂部)。“上次狀態更改時間”是指最近報警狀態發生變化的時間。 例外的情況是與激活靜音相關的狀態變化以及與從靜音狀態返回相關的狀態變化。 這些狀態變化不應更新“上次狀態更改時間”。

顯示優先級的順序時,在每個顯示優先級中,最新報警位于最上面,順序如下:(1)“激活-未應答”和“激活靜音”警告;(2)“已糾正-未應答”警告;(3)“激活-應答”警告;(4)“激活-責任轉移”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隊注意的報警,則應清楚明確地顯示需要注意的這些報警;(2)應能通過單步操作顯示另外的報警;(3)應能通過單步操作選擇隨后的頁面;(4)應能通過單步操作返回包含最高顯示優先級報警的顯示頁面。

2.4.2 輔助決策

報警信息應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

如果出現多個報警,EUT 應確定最高優先級的聲音報警,并將其作為最高優先級報警的集體報警。 如果最高優先級的聲音報警是一個警告,則每次出現新警告或警告升級時,EUT 都會發出聲音,同時在應用靜音時,應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)出現多個警告。 EUT 中的聲音指示應與EUT 發出報警的聲音信號明顯區分。

2.4.4 圖標的顯示

如果圖標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和/或優先級和/或類別,則它們應符合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,則這些圖標應確保不會輕易被誤認為是附錄F 中的圖標[2]。

2.5 報警的接口

2.5.1 報警相關通信的接口要求

(1)通信協議。

通信協議應允許實現這些標準中描述的功能。 報警信息,包括優先級、狀態,應發送給進一步處理或顯示的設備。

(2)報警優先級、狀態和文本。

報警相關通信應遵循標準化概念,以提供報警的分發及其優先級、狀態和文本信息[3]。

(3)上次狀態更改時間。

當EUT 已同步UTC 時間可用時,應在報警消息上加上UTC“上次更改時間”的時間戳。 否則,應發送無時間戳的報警消息。

(4)應答和靜音。

報警相關通信應遵循一個標準化概念,為來自不同位置的報警提供應答、靜音和其他命令,包括操作員輸入和系統處理結果。 如果EUT 是一個報警源,當收到帶有靜音命令的ACN 語句、制造商助記碼的空白字段、報警標識符的值0(通配符)和報警實例的空字段時,EUT 應使其所有報警靜音。 如果EUT 是一個報警源,當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、報警標識符值為0、報警實例為空字段時,它應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“正常”狀態的報警)。 在非操作模式下(例如服務、調試、測試),此命令包括所有報警(即包括“正常”狀態下的報警)。如果EUT 收到一個ACN 語句,其中包含責任轉移命令、制造商助記符代碼為空字段、報警標識符為0 值、報警實例為空字段,則EUT 應忽略該命令,并對其拒絕命令的每個報警發送一個ARC 語句,以通知ACN 命令的拒絕。 如果EUT 接收到ACN 語句,其中包含應答命令、制造商助記符代碼為空字段、報警標識符為0、報警實例為空字段,則EUT 應忽略該命令,并對其拒絕命令的每個報警發送一個ARC 語句進行響應,以通知ACN命令的拒絕。

2.5.2 未在運行中使用的功能

當EUT 內的某個功能未在運行中使用(例如在備用狀態下),其相關輸出接口應繼續報告周期性報警列表(ALC)消息,不在運行中的功能相關的激活報警以及(如果由于責任轉移能力)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語句用于監督接口的操作,為具有額外應答功能的BAM 兼容設備所使用,以請求將責任轉移到BAM 兼容設備,該設備可以批準報警的責任轉移請求。 在HBT語句故障的情況下,或者如果它表明狀態無效(V),接收器需要恢復對報警的責任,并將其責任轉移到其他符合BAM 的設備上。

3 結語

針對目前船舶設備集成化程度越來越高、操作人員數量越來越少的趨勢,本文通過研究船橋報警管理的性能標準要求,依據現行有關船橋報警管理的測試方法,提出了一套針對北斗導航設備的BAM 設計方案。 依據該設計方案,可將導航設備的報警信息有效接入綜合船橋系統,這對于現行導航類相關產品的BAM 設計具有積極的借鑒作用和指導意義。