مدرن سازی تجهیزات GMDSS

مقدمه

سیستم جهانی اعلان اضطرار و ایمنی دریایی (GMDSS) راه حلی یکپارچه برای ارتباطات متعارف و اضطراری، ارسال و دریافت اعلان های خطر و پیام های ایمنی دریانوردی بوده  که برای ارتباط بین کشتی-خشکی، کشتی به کشتی مورد استفاده قرار می گیرد. به منظور هماهنگی با توسعه روزافزون سیستم های الکترونیکی ناوبری، آیمو در آوریل 2008 طرحی برای بازنگری و نوسازی GMDSS، پیشنهاد کرد. با توسعه سریع بازار حمل و نقل دریایی، پیشرفت تکنولوژی ارتباطی کشتی‌ها نیز در مقیاسی بزرگ، صورت گرفته است. بر این اساس، قابلیت‌های تجهیزات ارتباطی فعلی در کشتی‌ها به سختی می‌تواند با پیشرفت های این روزهای فناوری ایمنی ناوبری، هماهنگ باشد.

پیشرفت‌های فناوری در الکترونیک، ارتباطات رادیویی و فناوری اطلاعات منجر به پیشنهادات انقلابی جدیدی برای ارتقای تجهیزات و سیستم‌های موجود در شناورها شده است. استانداردها و انواع تجهیزات موجود در کشتی ها، نقشی کلیدی در تضمین ایمنی آنها ایفا می کند که به دقت توسط آیمو و نهادهای تابعه آن، پایش می شود.

مدرن سازی تجهیزات GMDSS عمدتا به این دلیل انجام می شود که قوانین مربوط به این سیستم ها، مدتهای طولانی است که بدون تغییر بوده و بالطبع فناوری های مورد اشاره در آنها نسبتا قدیمی است. همزمان با اجرایی شدن قوانین GMDSS در اول فوریه 1999، انتظار می رفت که انقلابی در ارتباطات دریایی رخ داده باشد. هدف اصلی این سیستم، ارسال پیام های هشدار و اعلان به مراکز ساحلی و شناورهای اطراف در زمان بروز حوادث و مشکلات ایمنی و اضطراری بوده است. این سیستم همچنین برای ایجاد ارتباطات متعارف رادیویی نیز به کار می رود.

با توجه به الزامات قانونی GMDSS، تجهیزات ارتباط رادویی کشتی‌ها به محدوده ناوبری (A1–A4) آنها بستگی دارد و شامل سیستم ‌های ارتباطی زمینی و ماهواره‌ای می‌شود. لذا اصلی ترین پلتفرم ارتباطی در حوزه کشتیرانی بین المللی، GMDSS بوده و برای به اشتراک گذاری اطلاعات کشتی-ساحل و کشتی-کشتی استفاده می شود. در مرحله اول مدرن سازی GMDSS "بررسی سطح بالا" انجام شد و طی آن تجهیزات اساسی GMDSS، مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. در مرحله دوم طی سالهای 2013 تا 2016، "بازبینی دقیق" بر روی الزامات و تجهیزات GMDSS انجام شد. سپس در مرحله سوم و در سال 2017 "طرح نوسازی GMDSS" به اتمام رسید. در این مقاله و با توجه به نهایی شدن الزامات مربوط به مدرن سازی تجهیزات رادیویی، به بیان کلیات این مسأله و به روز رسانی مد نظر این موضوع می پردازیم.

مدرن (نوین) سازی GMDSS

اصلاحات سولاس 2024 که در MSC 105 تصویب شد، از اول ژانویه 2024 لازم الاجرا می شود و شامل تغییراتی در این کنوانسیون و کد های مرتبط است. مدرن سازی GMDSS،  شامل الزامات عمومی تر برای این تجهیزات بوده و الزامات سیستم های منسوخ در آن نیز حذف گردیده است. از سوی دیگر تأمین کنندگان خاص این تجهیزات و خدمات نیز از مقررات کنار گذاشته شده است. علاوه بر این، الزامات تجهیزات ارتباطی از فصل سوم سولاس مرتبط با وسایل نجات به فصل چهارم در مورد ارتباطات رادیویی منتقل شده است. تعاریف مناطق دریایی A1 تا A4 اصلاح شده است تا نشان دهد که پوشش  در مناطق جغرافیایی، ممکن است بین تأمین کنندگان مختلف خدمات ماهواره ای، متفاوت باشد.

از زمانی که آیمو GMDSS را در سال 1988 پذیرفت، اینمارست تنها ارائه دهنده خدمات ارتباطی ماهواره ای مورد تایید این سازمان، بوده است. در سال 2018، آیمو همچنین شرکت ایریدیوم (Iridium) را به‌عنوان تأمین کننده چنین خدماتی به رسمیت شناخت و در به‌روزرسانی 2020 سولاس، اصطلاح خاص تأمین کننده را با «سرویس مجاز ماهواره‌ای سیار (recognized mobile satellite service )» که عبارتی عمومی‌تر است، جایگزین کرد.

در نتیجه اصلاحات متناظر این تغییرات،  در کدهای HSC 1994 و 2000، SPS و MODU نیز انجام خواهد گرفت.

اصلاحات از 1 ژانویه 2024 لازم‌الاجرا خواهند شد. البته گواهینامه های سولاسی متأثر از این تغییرات تا قبل از تاریخ انقضای آنها، نیاز به صدور مجدد و جایگزینی (مطابق با فرمت اصلاح شده) ندارند.

چه چیز جدیدی در راه است؟

1- معیار های تعریف مناطق رادیویی A1 .. A4

دولت ها باید از معیارهای زیر برای تعریف مناطق دریایی متناسب با تعریف مندرج در مقرره 2 فصل 4 سولاس استفاده کنند. هر دولت ها باید اطلاعات مربوط به مناطق یا نواحی دریایی تعیین شده (A1، A2، A3 و/یا A4) و خدمات ارتباطی رادیویی GMDSS را که برای آنها ایجاد کرده اند، را به آیمو ارائه نمایند. این موضوع شامل تغییراتی که در این مناطق ایجاد می شود، نیز خواهد بود.

دولت‌هایی که می‌خواهند ایستگاه‌های ساحلی تماس دیجیتال انتخابی یا DSC (HF، MF یا VHF) را برای استفاده در GMDSS فراهم کنند، باید به تنهایی یا با همکاری سایر دولت‌ها، اطلاعرسانی لازم را به آیمو انجام دهند تا این سازمان بتواند جزئیات ایستگاه‌های ساحلی ارائه‌دهنده مراقبت‌های DSC را در طرح جامع GMDSS منتشر کند. علاوه بر این، گزارش ITU-R M.2027 راهنمایی های مهندسی برای ارتقای امکانات مبتنی بر ساحل برای بهره برداری از GMDSS در مناطق دریایی A1، A2، A3 و A4 ارائه می کند.

محدوده دریانوردی A1

محدوده ارتباطی ایستگاه‌هایی که در محدوده فرکانسی VHF متحرک دریایی کار می‌کنند عموما توسط موانع انتشار این امواج محدود می‌شوند نه کمبود توان منبع اصلی. منطقه دریایی A1 به محدوده ای می گویند که در یک دایره فرضی به شعاع مشخص A (بر حسب مایل دریایی) قرار دارد که مسیر انتشار امواج رادیویی به طور عمده بر روی سطح آب قرار خواهد داشت. شعاع A برابر است با فاصله به دست آمده بین آنتن ایستگاه ساحلی VHF (به عنوان مرکز دایره فرضی) تا آنتن VHF کشتی در ارتفاع 4 متری از سطح دریا.

برای محاسبه شعاع A بر حسب مایل دریایی، از فرمول زیر استفاده می شود:

A = 2.5 (√H (in meter) + √h (in meter))

H برابر است با ارتفاع آنتن دریافت کننده ایستگاه ساحلی از سطح دریا در نظر گرفته می شود.

h برابر است با  ارتفاع آنتن فرستنده کشتی از سطح دریا که 4 متر در نظر گرفته می شود.

فرمول ارائه شده فوق، برای موارد دارای خط دید مناسب اعمال می شود، اما برای مواردی که هر دو آنتن در سطح پایینی هستند، کافی در نظر گرفته نمی شود. در نهایت محدوده VHF در منطقه دریایی A1 باید با اندازه گیری توان امواج منتشره میدانی، تأیید شود.

محدوده دریانوردی A2

با در نظر گرفتن دریافت سیگنال‌های رادیویی در محدوده فرکانسی 2 مگاهرتز می توان به این نتیجه رسید که این امواج احتمالاً توسط مواردی مانند شرایط محیطی انتشار و نویز اتمسفر، محدود می‌شود. محدودیت های مذکور عموما تحت تأثیر  شاخص هایی مانند تغییرات موقعیت جغرافیایی و زمان روز و همچنین قدرت سیگنال رادیویی منبع، است.

فاصله تئوری قابل انتظار از انتشار امواج رادویی زمینی را می توان با توجه به "منحنی های انتشار امواج زمینی برای فرکانس های بین 10 کیلوهرتز تا 30 مگاهرتز" در جدیدترین نسخه ITU-R P.368 تعیین کرد. در شرایط محیطی بالاتر از آب دریا و در صورت لزوم با در نظر گرفتن قدرت میدان واقعی ارسالی از آنتن فرستنده و حداقل قدرت میدانی لازم برای عملکرد صحیح یک گیرنده مطابق با آخرین استاندارد عملکردی که توسط آیمو تعیین شده است، این فاصله محاسبه می شود. تعیین حداقل سطح سیگنال لازم برای دریافت سیگنال های رادیویی رضایت بخش در غیاب سایر سیگنال های ناخواسته، نیاز به در نظر گرفتن نویزهایی دارد که سیگنال مورد نظر باید با آن رقابت کند.

در سند ITU-R P.372 به نمودار های توزیع جهانی مقادیر سطح نویز و سایر پارامترهای آن اشاره شده و روش استفاده از آنها در ارزیابی عملکرد احتمالی یک مدار رادیویی مشخص گردیده است.

علاوه بر این، جدیدترین نسخه سند ITU-R M.1467 راهنمایی هایی را ارائه می دهد که با در نظر گرفتن تغییرات در شرایط انتشار امواج رادیویی، منطقه دریایی A2 در آن مشخص می گردد.

بنابراین، محدوده دریایی A2 به منطقه ای می گویند که در دایره ای فرضی به شعاع B مایل دریایی بوده و مسیر انتشار امواج رادیویی در آن عمدتا بر روی آب باشد. در تعیین این محدوده، هیچ قسمتی از محدوده های A1 تعریف شده در بخش قبلی، قرار نخواهد گرفت. مرکز این دایره فرضی موقعیت آنتن دریافت کننده ایستگاه رادیویی ساحلی، است.

محاسبه شعاع B

شعاع B را می توان برای هر ایستگاه ساحلی با مراجعه به جدیدترین ویرایش اسناد ITU-R P.368 و ITU-R P.372 و بر اساس عملکرد سیستم تک باند جانبی (J3E) تحت شرایط زیر، به دست آورد:

محدوده منطقه دریا A2 باید با باید با اندازه گیری توان امواج منتشره میدانی، تأیید شود. ( بر اساس قطعنامه A. 801 (19) )

محدوده دریانوردی A3

محدوده دریانوردی A3 به مناطقی می گویند که در حوزه پوشش سرویس های ماهواره ای مجاز آیمو (دارای قابلیت استفاده توسط کشتی ها) بوده و در آنها سیستم های هشدار مداوم مد نظر این سازمان وجود دارد.

محدوده دریانوردی A4

به محدوده های خارج از مناطق A1، A2 و A3 به عنوان محدوده A4 اطلاق می گردد.

2- معیار های مناطق تحت پوشش خدمات هشدار NAVTEX

در خصوص تعیین مناطق تحت پوشش ناوتکس، دو محدوده باید به صورت زیر تعریف شوند:

• محدوده پوشش: به محدوده ای دایره ای شکل با مرکزیت فرستنده و شعاع  پوششی  مشخص می گویند که بر اساس روش مندرج در این مقاله محاسبه می شود.
• محدوده ارائه خدمات: به منطقه دریایی منحصر به فرد و تعریف شده می گویند که کاملا در محدوده پوشش قرار دارد. در این محدوده MSI از یک فرستنده ناوتکس خاص ارائه می شود. معمولا برای تعریف محدوده ارائه خدمات تمامی شاخصه ها مانند شرایط انتشار امواج رادیویی محلی، ویژگی و حجم اطلاعات و الگوهای ترافیک دریایی به طور کامل در نظر گرفته می شود.

دولتهایی که قصد ارائه خدمات ناوتکس را دارند باید با توجه به معیار های زیر، محدوده پوشش این خدمات را مشخص نمایند.

• تعیین مناسب ترین مکان برای ایستگاه های ناوتکس با توجه به ایستگاه های موجود و یا برنامه ریزی شده.
• خودداری از تداخل با ایستگاه های موجود و یا برنامه ریزی شده.
• تعیین و ایجاد محدوده ارائه خدمات برای اطلاعرسانی به دریانوردان.

پوشش امواج رادیویی زمینی ممکن است برای هر ایستگاه ساحلی با مراجعه به جدیدترین به روزرسانی های اسناد ITU-R P.368 و ITU-R P.372 برای عملکرد یک سیستم تحت شرایط زیر تعیین شود:

 پوشش کامل محدوده ارائه خدمات ناوتکس باید با اندازه گیری میدانی توان انتشار، تأیید شود. علاوه بر این، جدیدترین نسخه توصیه ITU-R M.1467 راهنمایی هایی را برای پیش بینی محدوده های تحت پوشش ناوتکس با در نظر گرفتن تغییرات در شرایط انتشار امواج رادیویی را ارائه می دهد.

3- به روز رسانی در استاندارد های عملکرد تجهیزات رادیویی

بسیاری استانداردهای عملکردی تجهیزات رادیویی بر اساس مصوبات خروجی MSC 105 و به شرح زیر تصویب رسید. این استاندارد های عملکردی از 1 ژانویه 2024 لازم الاجرا خواهد شد.