Che cos’è l’ECDIS

L’ECDIS è un sistema di visualizzazione e gestione di carte nautiche elettroniche reso obbligatorio a bordo di determinate tipologie di navi e regolamentato dalla SOLAS. Lo scopo è quello di migliorare gli standard di sicurezza durante la navigazione e diminuire il carico di lavoro degli ufficiali. L’ECDIS, rispetto alla cartografia tradizionale, semplifica con azioni automatiche molte delle operazioni grafiche e di calcolo che un ufficiale dovrebbe eseguire, tra cui le correzioni manuali delle carte, la determinazione dell’ETA, la pianificazione del viaggio ed il tracciamento della rotta sulle carte fisiche.

L’ECDIS fa parte del sistema di navigazione integrato, pertanto riceve dati da numerosi strumenti di bordo come la girobussola, l’ecoscandaglio (funzione anti-grounding), il GNSS, il solcometro, l’AIS e molti altri, così da poter garantire numerose funzionalità. Può anche incorporare le informazioni relative a pubblicazioni nautiche (es. tavole di marea), informazioni su porti e dati meteorologici.

Normativa e standard IMO

Normative internazionali per l’ECDIS:

• SOLAS_ Capitolo 5_Regole: 19 e 27
• IMO Resolution 817(19)
• IEC 61174, IEC 6228
• IHO Standard: S-57, S-52, S-63

La normativa che regola l’uso della cartografia elettronica a bordo è la SOLAS, in particolare nel Capitolo 5 “ Safety of Navigation” con le regole 19 e 27.

Regola 19″Carriage requirements for shipborne navigational system and equipment”:

“All ships irrespective of size shall have:

• Paragraph4_nautical charts and nautical publications to plan and display the ship’s route for the intended voyage and to plot and monitor positions throughout the voyage. An electronic chart display and information system ( ECDIS) is also accepted as meeting the chart carriage requirements of this subparagraph.
  
• Paragraph 5_ Back-up arrangements to meet the functional requirements of paragraph 4, if this function is partly or fully fulfilled by electronic means.
  * An appropriate folio of paper nautical charts may be used as a back-up arrangement for ECDIS. Other back-up arrangements for ECDIS are acceptable (see appendix 6 to resolution A.817(19)).

 

Tale regola definisce l’uso dell’ECDIS a bordo delle navi, facendo inoltre riferimento al sistema di back-up che può essere sia elettronico che cartaceo.
Back-up elettronico: è un secondo ECDIS aggiornato e sempre attivo durante la navigazione, collegato all’ECDIS primario ma rifornito da alimentazione elettrica separata.
Back-up cartaceo: carte nautiche tradizionali, poco conveniente in quanto rappresenterebbero un doppio lavoro per l’ufficiale che deve aggiornare e controllare due sistemi cartografici diversi (in particolare se si pensa alle correzioni da fare a mano sulla carta).
Full-ECDIS: nave che utilizza il sistema di cartografia elettronica sia come sistema primario sia come back-up.

La Risoluzione A.817(19) dell’IMO stabilisce i “performance standards dell’ECDIS”, in particolare definisce le caratteristiche tecniche e di visualizzazione in termini di display, simboli e colori, scala, aggiornamento delle carte, voyage planning e monitoring e molti altri standard che tutti gli ECDIS, indipendentemente dal costruttore, devono avere.

Per maggiori info: IMO Resolution A.817(19)

Nel paragrafo 2.10 della Regola 19 sono stati, inoltre, stabiliti i termini entro cui determinate tipologie di navi dovevano installare l’ECDIS a bordo. L’ECDIS è diventato obbligatorio per le Navi Passeggeri >500 GT e Tankers > 3000 GT di nuova costruzione il 1° luglio 2012 e per tutte le altre New Cargo Ships il 1° luglio 2013, mentre dal 1° luglio 2014 per tutte le navi già esistenti prima della data in cui l’ECDIS è diventato obbligatorio.

 

Regola 27 “Nautical charts and nautical pubblications”:

“Nautical charts and nautical pubblcations, such as sailing directions, lists of lights, notices to marines, tide tables and all other nautical pubblications necessary for the intended voyage, shall be adequate and up to date.”.

La regola 27 stabilisce semplicemente che ogni pubblicazione e carta nautica, elettronica o cartacea, deve essere aggiornata (up-to- date) e adeguata al viaggio previsto.
Le versioni elettroniche devono essere:

•  rilasciate da enti autorizzati
• accessibili da computer situati sul ponte di comando e collegati alla rete elettrica di emergenza
• disponibili dal computer di back-up in meno di 5 minuti
• gestite da computer o dispositivi pertinenti alla IMO MSC/circ.891 “Guidelines for the on-board use and application of computers”.

L’International Hydrographic Organization ha fornito diverse pubblicazioni sugli standard base in merito a caratteristiche tecniche, grafiche e di protezione sull’ECDIS, così da semplificare e unificare gli elementi base di una carta elettronica. Di seguito i principali Standard IHO che fanno parte degli “IMO Performance Standard for ECDIS”:

• S-52_” Specifications for Chart Content and Display Aspects of ECDIS”:
  è la “presentation library” del sistema che rappresenta ogni oggetto cartografico con una determinata simbologia, in particolare secondo il colore, la forma, le dimensioni e la sua visualizzazione a seconda della scala.
• S-57_” Transfer Standard for Digital Hydrographic Data”
  definisce come le informazioni devono essere trasferite dal database di oggetti cartografi per poi essere visualizzate sulla carta elettronica, quindi visibili secondo la “presentation library”.
• S-63_” Data protection Scheme”
  è la chiave di accesso al sistema disponibile solo a chi è in possesso della licenza, definisce l’autenticità delle carte e protegge i dati dalla riproduzione di copie illegali.

L’International Electrotechnical Commission o IEC definisce gli standard di sicurezza per le apparecchiature ECDIS, specifica i requisiti di prestazione, i metodi di prova ed i risultati dei test richiesti per le strumentazioni conformi a standard di prestazione non inferiori a quelli adottati dall’IMO nella risoluzione MSC.232 (82)_ “ECDIS Performance Standard”. Esempi di standard IEC:

• IEC 61174_”ECDIS operational and performance requirements, methods of testing and required test results”
• IEC 62288_ “Presentation of navigation-related information on shipborne navigational displays”

Composizione di una carta elettronica

Le carte elettroniche si dividono in due formati, Raster e Vector.

CARTE RASTER

Sono scansioni di carte nautiche cartacee, quindi immagini digitali divise da una griglia (raster) e ogni cella della griglia corrisponde un pixel contenente un’informazione grafica su un particolare dettaglio/oggetto cartografico.  È importante conoscere il tipo di proiezione con cui è stata ottenuta la carta e l’ellissoide di riferimento per non avere errori di posizionamento con il GPS.
Il formato Raster viene usato per le RNC o Raster Navigational Charts, ovvero carte con le seguenti caratteristiche:

• Sono scansioni di carte cartacee ufficiali;
• seguono gli standard IMO e IHO (S-61), ma sono utilizzate solo in aree ove la copertura delle carte ENC per l’ECDIS non è ancora disponibile. Quando una nave usa le RNC come carte per la navigazione il sistema cartografico prende il nome di RCDS_ Raster Chart Display System, ma deve essere sempre affiancato da carte cartacee aggiornate (APC – appropriate portfolio of up-to-date paper charts); tutto ciò è stabilito dalla Circolare IMO 207.
• Non forniscono allarmi automatici (solo alcune funzionalità da pre-impostare) e non sono “interrogabili”, quindi non forniscono info quando puntiamo il cursore su un oggetto cartografico.
• occupano molta memoria, ma sono più economiche rispetto alle ENC.
• Gli oggetti/simboli sulla carta si sgranano man mano che si ingrandisce il grafico.
• La visuale è disponibile solo in North-up.

CARTE VECTOR

Questo formato permette di digitalizzare le carte nautiche, ciò significa che ogni linea o forma è generata dal programma secondo istruzioni precise che permette di ricostruire un dettaglio cartografico con le giuste proporzioni, tutto questo mentre l’utente ingrandisce o diminuisce la scala. Le ENC_ Electronic Navigational Charts sono le carte Vector utilizzate dall’ECDIS.  Principali caratteristiche:

• Le informazioni vengono memorizzate come dati vettoriali: coppie di coordinate che definiscono la posizione e la forma di punti, linee e aree. Ogni oggetto è associato alle sue coordinate reali sulla terra.
• I dati cartografici sono suddivisi in più layers, funzione che permette di oscurare alcune informazioni sulla carta che non sono necessarie a seconda dell’uso dell’utente, così da avere una visione più chiara e meno affollata di dati (customized settings).
• È possibili avere info aggiuntive puntando con il cursore su oggetti cartografici (carta interrogabile)
• Gli ENC non hanno un orientamento intrinseco. I simboli e il testo visualizzati in un ECDIS verranno sempre visualizzati correttamente rivolti verso l’alto (quindi non solo in “North-up” come per le RNC).
• Occupano poco spazio di memoria e sono facili da aggiornare.
• Allarmi automatici e impostazione di limiti di sicurezza per la navigazione.
• E’ possibile l’aggiunta di info manualmente (disegni, foto, note …).
• Scala: secondo lo standard S-57 dell’IHO, ogni cella di una carta ENC deve appartenere ad una “usage band”, ovvero ad una determinata scala riferita al tipo di navigazione in corso:
  

  Navigational purposes	Usage band	Scale	Avaible Scale range	Radar ranges
  OVERVIEW	1	<1:1.5000.000	1:3.000.000 1:1.500.00	200 Nm 96Nm
  GENERAL	2	1:1.500.000 ÷1:350.000	1:700.000 1:350.000	48 Nm 24 Nm
  COASTAL	3	1:1.500.000÷1:90.000	1:180.000 1:90.000	12 Nm 6 Nm
  APPROACH	4	1:90.000÷1.22.000	1:45.000 1:22.000	3 Nm 1,5 Nm
  HARBOUR	5	1:22.000÷1.4000	1:12.000 1:4.000	0,75 Nm 0,25 Nm
  BERTHING	6	> 1:4.000	1:2.500	> 0,25 Nm

  La prima colonna indica il tipo di navigazione, segue la usage band e la scala di riferimento, la quarta colonna indica la banda standard entro cui poter visualizzare gli oggetti cartografici  (con zoo-in oltre il limite della scala si rischia di perdere o non trovare le info necessarie) e, infine, il “radar range” si riferisce a quante miglia natiche corrisponde l’ampiezza visualizzata sullo schermo.

• CATZOC_ Category of Zone Of Confidence : indicano l’accuratezza dei dati delle celle ENC e si dividono in sei categorie.
  Queste info possono essere visualizzate sull’ECDIS in qualsiasi momento accedendo alle impostazioni;  generalmente sono importanti in fase di pianificazione del viaggio per verificare l’accuratezza dei dati batimetrici lungo la rotta prevista, quindi per la determinazione dei safety countour margin e per il calcolo dell’UKC della nave in prossimità di bassi fondali. Esempio:
  Area A1→ 10m ± (5m+0,1)

ECS_ Electronic Chart System: sono sistemi di gestione e visualizzazione di cartografia elettronica come l’ECDIS, ma non seguono gli standard IMO e pertanto non possono essere utilizzati sulle navi regolamentate dalla SOLAS. Sono sistemi prodotti da aziende private e destinati al diporto/ navi da pesca. In Italia il loro utilizzo sulle piccole imbarcazioni è regolamentato dal Decreto dirigenziale del Comandante Generale delle Capitanerie di Porto datato 10.7.2002 “Caratteristiche, requisiti e standard dei sistemi elettronici di ausilio alla navigazione che impiegano cartografia digitale”.

Conclusioni

L’introduzione della cartografia elettronica come la progressiva installazione di sistemi sempre più connessi fra loro sul ponte di comando, ha portato alla “navigazione” per come la conosciamo oggi: tecnologica e più sicura. L’IBS (Integrated Bridge System) ci permette di monitorare tutti gli aspetti della navigazione legati alla nostra nave in modo costante e in tempo reale, mantenendo sempre una visione chiara e completa sulla nostra posizione e sui pericoli intorno a noi. La tecnologia ha contribuito a migliorare il lavoro e la sicurezza a bordo e continuerà a farlo quanto più il personale sarà formato per il suo utilizzo e per la gestione dei suoi stessi limiti.