SE524877C2 - Navigationssystem för vattenfarkoster - Google Patents

Description

30 524 877 2 Vid sidan om traditionella sjökort i pappersform finns det elektroniska sjö- kort. Det finns två typer av elektroniska sjökort. RNC, Raster Navigational Chart som enbart är inskannade papperssjökort. De är varken sömlösa eller erbjuder möjligheten att gömma information i lager. ENC (Electronic Navigational Chart) som är sömlösa sjökort i vektorformat producerade av eller på uppdrag av natio- nella sjöfartsmyndigheter. Informationen kan döljas eller visas allt efter behov. ln- ternational Hydrographic Organization (lHO) fastställde 1996 en ny standard för elektroniska sjökort kallad S-57 edition 3. Den är ett geografiskt inforrnationssy- stem, ett vektor-GIS byggt på en objektorienterad databas. GIS står för Geogra- fiska Informationssystem och är datoriserade system för att hantera lägesbunden information. Med GIS hanteras dels geografiska objekt, normalt presenterade på någon typ av karta, och dels egenskaper som beskriver objekten.

Papperskartan har nackdelar när informationen blir komplex. Att för hand tolka olika register och rita in detta på kartor tar lång tid. Därför används GIS för att skapa och lagra sådan information. På några få sekunder kan uppgifter som ligger lagrade i databaser presenteras mot en kartbakgrund. GIS kan således effektivi- sera hanteringen av information och även göra den lättbegriplig och tillgänglig för många olika användare. Sensorer som GPS kan kopplas till systemet och GPS- signalen kan förflytta en markering som anger position.

Utvecklingsarbete pågår även när det gäller framtagandet av tredimensio- nella sjökort som ska erbjuda den navigationsansvarige ett mer intuitivt åskådlig- görande av farvattnet, dvs. erbjuder ett perspektiv där den navigationsansvarige ser farvattnet från bryggan istället för ett fågelperspektiv som ett traditionellt sjökort erbjuder.

Nu är det inte bara vattendjupet som är avgörande för huruvida en vatten- farkost kan ta sig fram i vissa farvatten. Även vattenfarkostens aktuella djupgå- ende har inverkan på om en vattenfarkost har möjlighet att ta sig över grundare vattenområden och så har även våghöjden. Vågor får vattenfarkosten att häva, dvs. höja och sänka sig i vattnet, och detta är något som måste tas med i beräk- ningen när man tittar på djupförhållandena.

Problemet är sålunda att på ett mycket tydligt sätt påvisa för den naviga- tionsansvarige var farvattnet är farbart och var det inte är farbart, med hänsyn till den egna vattenfarkostens djupgående med aktuell last, vattenstånd, eventuellt tidvatten och sjöhävning. Särskilt viktigt är det när farterna är höga och tiden för 15 20 25 30 524 877 3 beslutfattande knapp. Problemet är också att i presentationen av farbart och ofar- bart farvatten på ett illustrativt sätt visa den av navigationsansvarige planerade rutten så att det för navigationsansvarige blir enkelt att följa denna planerade rutt och även möjliggöra ett enkelt äskådliggörande för navigationsansvarige om andra vattenfarkosters position i närområdet, företrädesvis mötande vattenfarkoster och även deras rutter.

Uppfinningens syfte Det är ett syfte med den föreliggande uppfinningen att åstadkomma ett navigationssystem vilket på ett mycket tydligt sätt påvisar för den navigationsan- svarige var med avseende på vattenfarkosten farvattnet är farbart och var det är ofarbart och att i presentationen av farbart och ofarbart farvatten på ett illustrativt sätt visa den av navigationsansvarige planerade rutten. Detta syfte uppnås me- delst ett system med i patentkrav 1 angivna kännetecken.

Sammanfattning av uppfinningen Enligt den föreliggande uppfinningen tillhandahålls ett navigationssystem för vattenfarkoster av det i ingressen för patentkrav 1 givna slaget, där naviga- tionssystemet innefattar de speciella bestämningarna att databehandlingsanord- ningen är anordnad att behandla mottagen data och göra en tvådimensionell geometrisk analys för att grafiskt presentera en föreslagen rutt medelst visnings- anordningen, och att databehandlingsanordningen och visningsanordningen är anordnade att i visningsanordningens fönster grafiskt presentera den föreslagna rutten i form av mot nämnda grafiska återgivning av farvattnet kontrasterande gra- fiska linjer, så kallade styrbalkar.

Enligt en fördelaktig utföringsform av navigationssystemet enligt uppfin- ningen är databehandlingsanordningen och visningsanordningen anordnade att i visningsanordningens fönster placera de mot nämnda grafiska återgivning avfar- vattnet kontrasterande grafiska linjerna på styrbordssidan av smala passager i för- hållande till vattenfarkostens färdriktning. Detta görs för att i möjligaste mån und- vika att mötande vattenfarkoster får samma rutt föreslagen.

Enligt en annan fördelaktig utföringsform av navigationssystemet enligt uppfinningen är inmatningsanordningen anordnad att motta data om vattenfar- kostens girradie och bredd, data om vindförhållanden och data om för vattenfar- kosten givna ramar för ruttförslaget. Vattenfarkostens girradie och bredd har 20 25 30 524 877 4 framför allt betydelse för nämnda tvådimensionella geometriska analys vid trånga passager. Med nämnda givna ramar ges kriterier för den tvådimensionell geomet- risk analysen så att den grafiskt presenterade föreslagna rutten anpassar sig efter navigationsansvariges önskemål, såsom önskemål om att ta den kortaste vägen, den mest skyddade vägen för höga vågor eller vägen närmast fastlandet etc.

Enligt en annan fördelaktig utföringsform av navigationssystemet enligt uppfinningen ligger de mot nämnda grafiska återgivning av farvattnet kontraste- rande grafiska linjerna i ett eget skikt skilt från ett i visningsanordningen innefattat elektroniskt sjökorts visningsskikt, varvid de mot nämnda grafiska återgivning av farvattnet kontrasterande grafiska linjerna är tänd- och släckbara.

Enligt ännu en fördelaktig utföringsform av navigationssystemet enligt upp- finningen innefattar navigationssystemet en till databehandlingsanordningen för- bunden sändanordning anordnad att sända vattenfarkostens valda rutt till ett AIS- system för att där inkluderas i den av AIS-systemet sända transponderinformatio- nen. AIS står för Automatic Identification System och är ett känt system som ger vattenfarkoster information och kännedom om mötande trafik.

Enligt en fördelaktig utföringsforrn av navigationssystemet enligt uppfin- ningen är databehandlingsanordningen och visningsanordningen anordnade att i visningsanordningens fönster göra den grafiska uppdelningen av farvattnet i för vattenfarkosten farbara och ofarbara områden i forrn av mot nämnda grafiska återgivning av farvattnet kontrasterande och avgränsade fält inom vilka det är ofarbart för vattenfarkosten. Dessa kontrasterande och avgränsade fält har lämpli- gen en färg som kan läggas som ett fält över den grafiska àtergivningen avfar- vattnet och en färg som inte redan används för andra markeringar eller områden hos sjökort. Ett bra val av färg är t.ex. orange som inte längre används i sjökort.

Uppdelningen av farvattnet i för vattenfarkosten farbara och ofarbara om- råden skapas inför resan genom att rutten matas in i inmatningsanordningen.

Dessa områden uppdateras sedan beroende pà om navigationssystemet är kopplat till tidvattentabeller och vattenståndsinformation manuellt eller on-line.

Områdena för hela resan behöver inte räknas ut för hela resan på en gång. Generering av områdena måste även kunna ske snabbt om navigationsan- svarig vill "rekognoseringsflyga" framåt längs rutten. Genereringen sker då me- delst vattenståndsdata som gäller dä rekognoseringen sker, men bör också kunna ske ”in i framtiden” med vattenståndsdata från tidvattentabeller. 15 20 25 30 524 877 5 Generaliseringsgraden av nämnda områden kan variera beroende på trafiksituation och behov. Vid avgång och angöring och i trånga passager kan det finnas behov av en högre upplösning än längs rutten. Det är dock viktigt att gene- raliseringsgraden inte blir för låg så att en navigationsansvarig snabbt kan identifi- era framkomliga områden. Nämnda områden får alltså inte bli för detaljerade så det blir plottrigt och svårläst. Dock tillräckligt detaljerad vid angöring för att ge led- ning för eventuell ankrings- och undanmanöver.

Hur ofta nämnda områden skall omgenereras beror på tre faktorer: vatten- farkostens djupgående, vågförhållande och vattenstånd i havet. En vattenfarkosts djupgående beror i huvudsak på förändringar i dess last. Våghöjden beror på vindstyrkan, den tid som vinden har blåst och närhet till land i lovart samt vatten- djupet. En vattenfarkosts hävning beräknas företrädesvis med givare anordnad på vattenfarkosten med även med konstruerade tabeller.

Enligt en ytterligare fördelaktig utföringsform av navigationssystemet enligt uppfinningen innefattar visningsanordningen ett tredimensionellt sjökort, ett så kallat 3D-sjökort, eller ett elektroniskt sjökort. I 3D-sjökort kan djupkurvor genere- ras för vilka djup som helst. Detta gör att de ofarbara områdena och följaktligen de farbara områdena blir mer precisa i ett 3D-sjökort för aktuell vattenfarkost än i elektroniska sjökort där enbart vissa fasta djup är markerade, t.ex. 3, 6, 10 och 15 meter.

Enligt en annan fördelaktig utföringsform av navigationssystemet enligt uppfinningen ligger de mot nämnda grafiska återgivning av farvattnet kontraste- rande och avgränsade fälten i ett eget skikt skilt från det i visningsanordningen in- nefattade elektroniska sjökortets visningsskikt och de mot nämnda grafiska åter- givning av farvattnet kontrasterande och avgränsade fälten är tänd- och släckbara.

Enligt ännu en fördelaktig utföringsform av navigationssystemet enligt upp- finningen är inmatningsanordningen anordnad att motta data om en för vattenfar- kosten vald säkerhetsmarginal. Denna säkerhetsmarginal sätts företrädesvis av navigationsansvarige och sätts beroende av dennes kunskap om navigationssy- stemet och om hur noggranna djupangivelserna är i sjökortet. I dåligt sjömätta om- råden bör denna säkerhetsmarginal vara rätt så väl tilltagen.

Enligt en fördelaktig utföringsform av navigationssystemet enligt uppfin- ningen är inmatningsanordningen anordnad att motta data om aktuellt vattenstånd 15 20 25 30 524 877 6 genom förbindelse med vädertjänst eller från i databehandlingsanordningen lag- rade tidvattentabeller.

Enligt en ytterligare fördelaktig utföringsform av navigationssystemet enligt uppfinningen innefattar inmatningsanordningen åtminstone en inställningsenhet anordnad att motta data om vattenfarkostens djupgående och data om en för vat- tenfarkosten vald säkerhetsmarginal, åtminstone en första mottagningsenhet an- ordnad att motta data om aktuellt vattenstånd och åtminstone en givarenhet an- ordnad att registrera vattenfarkostens hävning, varvid nämnda enheter är mottag- liga för ytterligare data.

Enligt ytterligare en fördelaktig utföringsform av navigationssystemet enligt uppfinningen innefattar inmatningsanordningen en andra givarenhet anordnad att registrera vindförhållandena. Vindförhàllandena är t.ex. av intresse för sjösjuka, bränsleåtgången, seglingsmöjligheter och avdrift från satt kurs.

Kortfattad beskrivning av ritningar Uppfinningen skall nu i exemplifierande syfte beskrivas mer ingående med hjälp av utföringsexempel och med hänvisning till den bifogade ritningen, på vil- ken: F ig. 1 visar en utföringsform av navigationssystemet enligt den förelig- gande uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av ritningar Fig.1 visar en utföringsform av navigationssystemet enligt uppfinningen in- nefattande en på en vattenfarkost placerad inmatningsanordning 1 anordnad att motta data om aktuellt vattenstånd A, vattenfarkostens djupgående B, vattenfar- kostens hävning C och data om en för vattenfarkosten vald säkerhetsmarginal D, varvid en till inmatningsanordningen 1 förbunden databehandlingsanordning 2 är anordnad att motta data från inmatningsanordningen 1, behandla mottagen data och grafiskt presentera dessa data medelst en till databehandlingsanordningen 2 förbunden visningsanordning 3 vilken innefattar ett fönster 4 för grafisk återgivning av farvattnet i form av ett elektroniskt sjökort 5, och databehandlingsanordningen 2 och visningsanordningen 3 är anordnade att grafiskt presentera nämnda data i visningsanordningens 3 fönster 4 i form av en uppdelning av farvattnet i för vat- tenfarkosten farbara och ofarbara områden. 10 15 20 25 30 524 877 7 Enligt en fördelaktig utföringsform av systemet enligt uppfinningen utgörs det elektriska sjökortet av ett tredimensionellt sjökort 6.

Navigationssystemets databehandlingsanordning 2 och visningsanord- ningen 3 är vidare anordnade att i visningsanordningens 3 fönster 4 göra den gra- fiska uppdelningen av farvattnet iför vattenfarkosten farbara och ofarbara områ- den i form av mot nämnda elektroniska sjökort 5 kontrasterande och avgränsade fält 7 inom vilka det är ofarbart för vattenfarkosten. De mot det elektroniska sjö- kortet 5 kontrasterande och avgränsade fälten 7 är tänd- och släckbara. lnmatningsanordningen 1 innefattar en inställningsenhet 8 anordnad att motta data om vattenfarkostens djupgående B och data om en för vattenfarkosten vald säkerhetsmarginal D, en mottagningsenhet 9 anordnad att motta data om aktuellt vattenstånd A genom förbindelse med vädertjänst eller från i databehand- lingsanordningen 2 lagrade tidvattentabeller och en första givarenhet 10 anordnad att registrera vattenfarkostens hävning C.

Fig. 1 illustrerar dessutom en andra utföringsform av ett navigationssy- stem enligt uppfinningen omfattande en på en vattenfarkost placerad inmatnings- anordning 1 anordnad att jämte data om aktuellt vattenstånd A, vattenfarkostens djupgående B och farkostens hävning C och data om en för vattenfarkosten vald säkerhetsmarginal D motta data om vattenfarkostens position E, ett för vattenfar- kosten önskat resmål F, vattenfarkostens girradie G och bredd H, data om givna ramar I för ruttförslaget och data om vindförhållandena J. En till inmatningsanord- ningen 1 förbunden databehandlingsanordning 2 är anordnad att medelst motta- gen data göra en tvådimensionell geometrisk analys och grafiskt presentera en fö- reslagen rutt medelst en till databehandlingsanordningen 2 förbunden visningsan- ordning 3, varvid databehandlingsanordningen 2 och visningsanordningen 3 är anordnade att i visningsanordningens 3 fönster 4 grafiskt presentera den före- slagna rutten i de för vattenfarkosten farbara områdena i form av mot ett i fönstret uppvisande elektroniskt sjökort 5 kontrasterande grafiska linjer 11, så kallade styr- balkar.

Databehandlingsanordningen 2 och visningsanordningen 3 är dessutom anordnade att i visningsanordningens 3 fönster 4 placera de mot nämnda elektro- niska sjökort 5 kontrasterande grafiska linjerna 11 på styrbordssidan av smala passager i förhållande till vattenfarkostens färdriktning. 20 524 877 8 lnmatningsanordningens 1 inställningsenhet 8 hos den andra utföringsfor- men av navigationssystemet enligt uppfinningen mottarjämte tidigare nämnda data dessutom data om vattenfarkostens girradie G och bredd H, givna ramar I för ruttförslaget och data om önskat resmål F. lnmatningsanordningens 1 mottag- ningsenhet 9 mottar jämte tidigare nämnd data dessutom data om vattenfarkos- tens position E medelst en GPS-mottagare 12 och inmatningsanordningen 1 in- nefattar dessutom en andra givarenhet 13 vilken mottar data om vindförhållandena J.

De mot nämnda elektroniska sjökort 5 kontrasterande grafiska linjerna 11 och de mot det elektroniska sjökortet 5 kontrasterande och avgränsade fälten 7 ligger i ett eget skikt skilt från det i visningsanordningen 3 innefattade elektroniska sjökortets 5 visningsskikt, varvid de mot det elektroniska sjökortet 5 kontraste- rande grafiska linjerna och/eller de mot det elektroniska sjökortet 5 kontrasterande och avgränsade fälten 7 är tänd- och släckbara.

Den andra utföringsformen av navigationssystemet enligt uppfinningen innefattar slutligen en till databehandlingsanordningen 2 förbunden sändanordning 14 anordnad att sända vattenfarkostens valda rutt till ett AIS-system för att där in- kluderas i den av AIS-systemet sända transponderinformationen.

Claims (12)

20 25 30 524 877 q s an. nu NYA PATENTKRAV

1. Navigationssystem för vattenfarkoster, innefattande en på en vattenfarkost placerad inmatningsanordning anordnad att åtminstone motta data om vattenfar- kostens position och ett för vattenfarkosten önskat resmål, aktuellt vattenstånd, vattenfarkostens djupgående och vattenfarkostens hävning, en visningsanordning innefattande ett fönster för grafisk återgivning av farvattnet, samt en till inmat- ningsanordningen och visningsanordningen förbunden databehandlingsanordning anordnad att motta data från inmatningsanordningen, kännetecknat av att da- tabehandlingsanordningen är anordnad att behandla mottagen data och göra en tvådimensionell geometrisk analys för att grafiskt presentera en föreslagen rutt medelst visningsanordningen, och att databehandlingsanordningen och visnings- anordningen är anordnade att i visningsanordningens fönster grafiskt presentera den föreslagna rutten i form av mot nämnda grafiska återgivning av farvattnet kontrasterande grafiska linjer, så kallade styrbalkar.

2. Navigationssystem för vattenfarkoster enligt krav 1, kännetecknat av att databehandlingsanordningen och visningsanordningen är anordnade att i vis- ningsanordningens fönster placera de mot nämnda grafiska återgivning av farvatt- net kontrasterande grafiska linjerna på styrbordssidan av smala passageri förhål- lande till vattenfarkostens färdriktning.

3. Navigationssystem för vattenfarkoster enligt krav 1 eller 2, kän neteck- nat av att visningsanordningen innefattar ett tredimensionellt sjökort, ett så kallat 3D-sjökort, eller ett elektroniskt sjökort.

4. Navigationssystem för vattenfarkoster enligt krav 3, kännetecknat av att de mot nämnda grafiska återgivning av farvattnet kontrasterande grafiska lin- jerna ligger i ett eget skikt skilt från det i visningsanordningen innefattade elektro- niska sjökortets visningsskikt och av att de mot nämnda grafiska återgivning av farvattnet kontrasterande grafiska linjerna är tänd- och släckbara.

5. Navigationssystem för vattenfarkoster enligt något av kraven 1 till 4, kännetecknat av att inmatningsanordningen är anordnad att motta data om 20 25 30 524 877 /0 vattenfarkostens girradie och bredd, data om vindförhållanden och data om för vattenfarkosten givna ramar för ruttförslaget.

6. Navigationssystem för vattenfarkoster enligt något av kraven 1 till 5, kännetecknat av att inmatningsanordningen är anordnad att motta data genom förbindelse med vädertjänst eller från idatabehandlingsanordningen lagrade tid- vattentabeller.

7. Navigationssystem för vattenfarkoster enligt något av kraven 1 till 6, kännetecknat av att inmatningsanordningen innefattar åtminstone en inställ- ningsenhet anordnad att motta data om önskat resmål, vattenfarkostens djupgå- ende, bredd och girradie, åtminstone en mottagningsenhet anordnad att motta data om vattenfarkostens position och aktuellt vattenstånd, och åtminstone två gi- varenheter, varvid en första givarenhet är anordnad att registrera vattenfarkostens hävning och en andra givarenhet är anordnad att registrera vindförhàllanden, och av att nämnda enheter är mottagliga för ytterligare data.

8. Navigationssystem för vattenfarkoster enligt något av kraven 1 till 7, kännetecknat av att navigationssystemet innefattar en till databehandlingsan- ordningen förbunden sändanordning anordnad att sända vattenfarkostens valda rutt till ett AIS-system för att där inkluderas i den av AIS-systemet sända transpon- derinformationen.

9. Navigationssystem för vattenfarkoster enligt något av kraven 1 till 8, kännetecknat av att databehandlingsanordningen och visningsanordningen är anordnade att i visningsanordningens fönster grafiskt presentera av databehand- lingsanordningen mottagen data i form av en uppdelning av farvattnet i för vatten- farkosten farbara och ofarbara områden.

10. Navigationssystem för vattenfarkoster enligt krav 9, kän netecknat av att databehandlingsanordningen och visningsanordningen är anordnade att i vis- ningsanordningens fönster göra den grafiska uppdelningen av farvattnet i för vat- tenfarkosten farbara och ofarbara områden i form av mot nämnda grafiska åter- 524 877 /l givning av farvattnet kontrasterande och avgränsade fält inom vilka det är ofarbart för vattenfarkosten.

11. Navigationssystem för vattenfarkoster enligt krav 10, kän netecknat av att de mot nämnda grafiska återgivning av farvattnet kontrasterande och avgrän- sade fälten ligger i ett eget skikt skilt från ett i visningsanordningen innefattat elek- troniskt sjökorts visningsskikt och av att de mot nämnda grafiska återgivning av farvattnet kontrasterande och avgränsade fälten är tänd- och släckbara.

12. Navigationssystem för vattenfarkoster enligt något av kraven 9 till 11, kännetecknat av att inmatningsanordningen är anordnad att motta data om en för vattenfarkosten vald säkerhetsmarginal.