Khai thác hệ thống thông tin và chỉ báo hải đồ điện tử

Hàng hải điện tử và Hệ thống vệ tinh dẫn đường hàng hải toàn cầu, E-Navigation and GNSS; Hệ thống thông tin và chỉ báo hải đồ điện tử - ECDIS

KHOÁ HUẤN LUYỆN CHỨNG CHỈ

KHAI THÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN

VÀ CHỈ BÁO HẢI ĐỒ ĐIỆN TỬ

(IMO Model course1.27, Res817(19))

ELECTRONIC DISPLAY AND INFORMATION SYSTEM - ECDIS

NỘI DUNG

1 Hàng hải điện tử và Hệ thống vệ tinh dẫn

đường hàng hải toàn cầu

Marine information

highway

GPS/DGPS Racon

LRIT

INS/IBS

SENSORs

LIGHTS

Định nghĩa của IALA về

E-navigation Hàng h i i n t : ả đ ệ ử E-

navigation?

 Thu thập, tích hợp & chỉ báo:

 thông tin về hàng hải trên tàu & trên bờ

 bằng các phương tiện điện tử.

 Mục đích: tăng cường

 cho hành hải giữa các cầu cảng,

 các dịch vụ liên quan,

 an toàn và an ninh trên biển,

 bảo vệ môi trường hàng hải.

1 Nhu cầu đang tăng trong lĩnh vực hàng hải:

• Đạ t m c cao h n ứ độ ơ về an toàn và an ninh ,

2 Tai nạn Hàng hải: do yếu tố con người

• Nhật: - Trên 50% tai nạn (10 năm qua): Đâm va, mắc cạn

trong đó >90% do ra quyết định sai hoặc phản tác dụng khi hành hải (Lloyd’s Reg Ltd cũng cho số liệu gần tương tự) => thảm họa cháy/nổ, đắm, tràn dầu, mất tích.

=> Cần giảm ảnh hưởng của yếu tố con người bằng :

công cụ dẫn đường điện tử mạnh => e-navigation

 19/12/2005: 7 nước gửi đệ trình Chiến lược E-navigation (Japan, Mashall Is Netherland, Norway, S’pore, UK & US)

 Theo IALA về yếu tố con người: - Giao diện Người/máy móc; chế độ chỉ báo/diễn giải; thông tin để nhận thức tình hình thích hợp; thiết bị e-

navigation trên tàu được thiết kế phù hợp thu hút sự chú ý của đội buồng lái

Vai trò của các tổ chức Quốc tế:

E-Navigation : Định nghĩa của CG

 NAV-52: UK+CG - 60 thành viên đại diện Quốc gia, tổ chức

định nghĩa:

“E-Navigation is the harmonised creation , collection,

integration, exchange and presentation ( and display ) of maritime information onboard and ashore by

electronic means to enhance berth-to-berth

navigation and related services, safety and security

at sea and protection of the maritime environment.”

 E-Navigation – Sự tạo ra, thu thập, tích hợp, trao đổi và trình bày hài hòa thông tin hàng hải trên tàu và bờ bằng các phương tiện điện tử để tăng cường cho HH giữa các cảng & dịch vụ liên quan, AT và AN HH trên biển và bảo vệ môi

trường HH

E-Navigation : Định nghĩa của NAV-53

 Sub-Committee on Safety of Navigation:

NAV- 53rd 23-27 July 2007

 "E-Navigation is the harmonized ( creation) collection, integration, exchange, presentation and analysis of maritime information onboard and ashore by electronic means to enhance berth to berth navigation and related services, for safety and security at sea and protection of the marine environment."

 E-navigation - Là sự thu thập, tích hợp, trao đổi, trình bày và

phân tích hài hòa thông tin hàng hải trên tàu và bờ bằng các phương tiện điện tử để tăng cường cho HH giữa các cảng & dịch vụ liên quan, AT và AN HH trên biển và bảo vệ môi trường HH

 Chiến lược 2006-2010: NQ A970(24)

– Phát triển công nghệ: dẫn đường tăng cường an toàn, anh ninh & bảo

vệ môi trường.

– Ứng dụng IT thỏa đáng trong Tổ chức, tăng cường truy cập thông tin

của vận tải biển & ngành khác.

– IMO đi đầu trong tăng cường chất lượng VTB:

 Khuyến khích sử dụng kỹ thuật tốt nhất sẵn có không đòi hỏi chi

phí quá mức trên mọi khía cạnh VTB

 Đẩy mạnh & tăng cường sẵn sàng & truy cập TT kể cả về tổn thất

và liên quan tới an toàn & an ninh tàu biển.

CG

1. Định nghĩa & khái niệm; đưa ra cấu trúc hệ thống e-navigation

2. Xác định vấn đề then chốt và ưu tiên chỉ rõ trong tầm nhìn chiến lược và

Khuôn khổ chính sách về e-navigation;

3. Xác định rõ lợi ích và mối cản trở (benefits and obstacles);

4. Xác định rõ vai trò của Tổ chức, các Chính phủ, trong SV & PF

5. Trình bày rõ chương trình công việc liên quan, kể cả kế hoạch di chuyển

& khuyến nghị vai trò của NAV & COMSAR & tổ chức liên quan khác

IMO và E-Navigation

IMO và E-Navigation (tiếp)

20/4/2007 T ài liệu NAV53:

 Thông qua định nghĩa : E-Navigation

 Nêu 15 mục tiêu cốt lõi của E-Navigation :

 Sử dụng dữ liệu điện tử: nắm bắt, thông tin, xử lý & trình

bày, để

1 Làm thuận tiện cho an toàn & an ninh HH

2 Làm thuận tiện cho quản lý và quan sát lưu lượng tàu

3 Làm thuận tiện thông tin & trao đổi dữ liệu tàu-tàu, tàu-bờ,

bờ-tàu & bờ-bờ

4 Tạo ra cơ hội cải thiện hiệu quả vận tải & bốc xếp

5 Làm tăng hiệu quả SAR & lưu trữ dữ liệu cho phân tích &

điều tra

6 Tích hợp & trình bày thông tin theo mẫu thuận lợi cho huấn

luyện, lợi ích lớn nhất về an toàn, rủi ro nhỏ nhất

15 mục tiêu của E-navigation (tiếp)

7. Thuận lợi bao phủ toàn cầu, tiêu chuẩn, tương thích thiết bị, lắp đặt, hệ

thống, thủ tục vận hành, biểu tượng tránh xung đột các tàu & các cơ

quan quản lý

8. Thuận lợi cho giai đoạn chuyển tiếp sang e-navigation, duy trì AtoN vật lý,

đảm bảo an toàn và hệ thống kế thừa

9. Thể hiện mức độ chính xác, tích hợp và liên tục phù hợp (dưới mọi hoàn

cảnh, rủi ro nhiễu)

10. Đạt được an toàn ổn định trên cơ sở hệ thống độc lập cho ứng dụng

e-navigation trên tàu và bờ

11. Tích hợp các hệ thống TT và dữ liệu để giảm số lượng các hệ thống độc

lập trên tàu & bờ

12. Từng bước thuận tiện cho lắp đặt & sử dụng trên các tàu nhỏ (cá, du

thuyền)

13. Có thể phát triển/thích nghi để tích hợp chức năng giá trị gia tăng khác,

không gây ảnh hưởng tới hoặc làm giảm các chức năng an toàn chính

14. Có thể phát triển thích nghi thuận tiện cho chuyển đổi với giá thấp khi

phát triển khả năng và chức năng mới

15. Tạo thuận lợi tăng hiệu quả đường thủy cho các loại tàu

Khuyến cáo của COMSAR 11

v ề E-Navigation

1 Tiểu ban NAV cần xác định rõ các yêu cầu của User

2 Phát triển E-Navigation phải được thúc đẩy từ User mà

không phải từ công nghệ

3 Cần phải tiêu chuẩn hóa sự trình bày của thiết bị kể cả

chế độ vận hành chuẩn (S-Mode)

4 Phần mềm đã được cài trong các hệ thống điều hành sẽ

phải tuân theo quá trình chuyển đổi chính thức để đảm bảo mọi yếu tố của hệ thống e-nav hoạt động một cách hiệu quả

5 Thông tin băng thông rộng trên nền tảng toàn cầu

(GMDSS hoặc Hệ thống vệ tinh mới?)

 Các thiết bị trên tàu

– Electronic Navigation Chart (ENC).

– Electronic Chart Display and Information System (ECDIS) – Receivers for GNSS/DGNSS system.

– Differential Positioning System (DGNSS)

– Vessel Traffic Service (VTS)

– Virtual Reference Station (VRS)

– Radar Beacon (RACON)

Cấu trúc hệ thống E-Navigation ( theo CG )

Cấu trúc hệ thống E-Navigation (theo IALA, Úc)

Cấu trúc hệ thống E-Navigation (theo IALA)

GNSS - Chiến lược của IMO

 GNSS = G lobal N avigation S atellite S ystem

 1997: GPS và GLONASS được IMO thừa nhận trong GNSS

 2008: Galileo đi vào hoạt động

 Ng/lý: Hệ thống dẫn đường vệ tinh sử dụng phép đo đạc tam giác xác định vị trí máy thu thông qua các tính toán dựa trên thông tin về một số vệ tinh Mỗi VT phát tín hiệu mã hóa theo chu kỳ chuẩn Máy thu chuyển đổi thành vị trí, V, thời gian

 Độ chính xác:

 GPS dân sự 100m, Quân sự Mỹ ~1m, 5/2000 dân sự ~ 15m

 GALILEO ~ 1m

 GLONASS: 8~10m, DGLONASS 40~60cm

1 1983 IMO bàn về WWRS - Hệ thống đạo hàng vô tuyến toàn cầu, sửa đổi SOLAS Reg V/12

2 1995 Phiên họp 19, thông qua NQ A815(19): nêu rõ các yêu cầu hoạt động WWRS => GNSS-1

3 2003 NQ 953(23) về WWRS đã hủy bỏ A815(19)

4 1997 Phiên họp 20 của IMO thông qua NQ A860(20) - Maritime Policy for a future GNSS => GNSS-2

5 11/2001 thông qua NQ A915(22) sửa đổi NQ A860(20),

đưa ra 2 điểm quan trọng:

- Khu vực vào cảng và vùng nước hạn chế: ~ 10m ,

thời gian báo động (TTA) 10s

- Khu vực cảng: ~ 1m , thời gian báo động 10s

⇒ GPS không thỏa mãn độ chính xác

⇒ Với y/c này chỉ có GNSS thỏa mãn

IMO và chiến lược GNSS

Nghị quyết IMO A.815(19)

Các yêu cầu hoạt động:

– Accuracy - Độ chính xác

– Signal Availability - Sẵn sàng của tín hiệu

– Service Reliability (Continuity) - Độ tin cậy

– Coverage Area – Vùng bao phủ

– Update Rate of Position Data - Tốc độ cập nhật dữ liệu

– Warning of System Malfunction - Cảnh báo hỏng

Nghị quyết IMO A.860(20)

3 yêu cầu chính sách mới

 GNSS d ân sự và mang tính quốc tế

 GNSS Kh ông chỉ hạn chế cho hàng hải

với hệ thống GNSS

 Sẵn sàng: (% per 30 days) = 99.8%

 Liên tục: (% over 3 hours) = 99.97% (Cảng

và đường thủy trong đất liền)

 Bao phủ: Đại dương toàn cầu và ven biển,

KV cảng & vùng nước hạn chế, đường thủy

trong đất liền

 Thời gian fix vị trí hàng hải: 1s

Nghị quyết IMO A.860(20)

L1: 1602+0.5625n L2: 1246+0.4375n n: Số kênh tần số

E2-L1-E1: 1560~1595 E5: 1164~1214

E6: 1260~1300

Hệ toạ độ WGS84 PZ90 WGS84

GALILEO COMPLIANCE TO IMO RES 915

NAV49(13)

Hội nghị quốc tế

E-Nav – Galileo -ENC- GNSS

 NAV 53 London UK 23~27 Jul 07

 Scientific Apps of Galileo Toulouse Fr 1~4 Oct 07

 eNavigation Oslo Nor 16~17 Oct 07

 NAV 07 London UK 30/10~ 1/11/07

 STW 39 ECDIS-STCW 21/12/2007

 ENC-GNSS Toulouse Fr 21~25/4/08

 ECDIS carriage req NAV54 Tokyo 30/6-4/7/09

 ECDIS mandatory from 2011~2018: all ships

KẾT LUẬN E-NAVIGATION

họp 4/2008

2. Nền tảng Của E-Navigation: GNSS + Hệ thống thông tin

mạnh + ECDIS + NAVAIDS được tích hợp để thu thập, phân tích, trao đổi và chỉ báo

3. E-Navigation trên tàu: các thiết bị mới – LRIT, ECDIS,

GNSS, IBS/INS từng phần áp dụng từ 2008 =>

=> Đào tạo lại SQTV?

=> Trang bị thêm ECDIS, LRIT, máy thu GNSS?

=> Trang bị hệ thống trên bờ + đào tạo KTV

là thách thức lớn với các nước đang phát triển.

4. Triển khai: - MTC: huấn luyện ECDIS từ 5/2007

- Vishipel: LRIT

 ECDIS: E lectronic C hart D isplay and I nformation S ystem

(Hệ thống thông tin và chỉ báo hải đồ điện tử)

 ECDIS Bao gồm:

 Database of electronic charts, hardware, software, card kết nối với các thiết bị NAVAID (La bàn, đo sâu, định vị, ARPA, AIS,…)

=> Chỉ báo đồng thời: charts data & vị trí tàu,

=> Thực hiện nhiệm vụ: route planning, monitoring, đo khoảng cách, phương vị, độ sâu …=> đưa ra các báo động cảnh báo…

 Điểm quan trọng của ECDIS (unique aid to navigation):

- Khả năng báo động - generating alarms (anti-grounding, off

route, etc.), dựa trên các cảm biến-sensors và phân tích thông tin hải đồ

ECDIS - GiỚI THIỆU CHUNG

 1986 UB Thuỷ đạc Biển bắc hoàn thành N/cứu ECDIS cho

3. Khi ENC chính thức ra đời: USER cần được trang bị

 Uỷ ban IHO-ECDIS, y/c HO Hà lan làm phân loại ECDIS:

1 Nội dung DATA tối thiểu & bổ xung của ENC, y/c DATABASE: Catalog, mật độ số hoá dữ liệu, độ tin cậy & tương thích toàn cầu và thông tin hàng hải khác

2 Nội dung DATA tối thiểu và bổ xung của chỉ báo ENC: ký hiệu, màu chuẩn hoá, thang tỷ lệ trình bày dữ liệu, phù hợp ký hiệu hải đồ giấy

3 Phương pháp cập nhật ENC: tương thích toàn cầu và chuẩn xác

4 Tiêu chuẩn định dạng DATA số của ECDIS giữa các HO:

để cung cấp cho USER, thủ tục và tài chính

ECDIS - GiỚI THIỆU CHUNG (Tiếp)

 1987 H/nghị IHO 13, Monaco: phân loại đầu tiên: S-52.

 1989 IMO/IHO: x.bản lần đầu Tiêu chuẩn thể hiện ECDIS

 5/1992: H/nghị IH 14: S-57 “T/c truyền dữ liệu thuỷ đạc

số của IHO”.

 1993 “Sửa phiên bản 1989” gửi tới NAV và MSC IMO.

 27/5/1994: - MSC Cir 637 công bố Tiêu chuẩn ECDIS

- IMO => nghị quyết A.817(19) về ECDIS.

 Mốc quan trọng: Nêu ra Phân loại sản phẩm ENC.

 16-17/10/07 NAV53: DNV đ/n mandatory ECDIS (dầu

mới>=500/cũ 3000 GT, T/hàng mới>=3000/cũ10000 GT)

 21/12/2007: STW 39/7/39, Úc đ/nghị nhấn mạnh huấn

luyện ECDIS - 3 lý do: khai thác ECDIS an toàn; Cung cấp

kỹ năng thiết yếu về ECS; lắp ECDIS và ECS tăng (5000

và 15000 /tổng 48000 tàu SOLAS +50000 tàu #)

CÁC TỔ CHỨC

CÁC TỔ CHỨC LIÊN QUAN ECDIS

CẤU TRÚC HỆ THỐNG ECDIS

Display mode Manage route Radar Target Sources

Zoom List Waypoints Ring Marker

Themes Validate Route VRM

Object info Backup / Restore Route ARPA

Legend Weather Routing Other Parameters

Browse Position Set Route Parameters

Safety Depth setting Monitor Route

Chart Type Auto Pilot

Chart management Speed Pilot

CM-93 management

S-57 management

Systems

Chart Route Radar

O/shipNote Tools

System

CẤU TRÚC KẾT NỐI CÁC THIẾT BỊ

CẤU TRÚC KẾT NỐI CÁC THIẾT BỊ

CẤU TRÚC KẾT NỐI CÁC THIẾT BỊ

Echo sounder

AIS DataWind sensor

GNSSGps, galileo, glo Gyro compass

Speed Log

Distribution Processor

CÁC YÊU CẦU VÀ KHÍA CẠNH PHÁP LÝ

 Yêu cầu trang bị

1 SOLAS74 Reg V/19 2004: adequate & up-to-date chart, sailing directions, list of lights, notice to mariners, tide table & other pubc’tn nec’ry for intended voy.

2 01/07/2002 MSC8 => Reg V/18, IMO Res.694(17): ECDIS + backup thích hợp được chấp nhận phù hợp với hải đồ cập nhật theo Reg V/19 SOLAS74.

 ECDIS Tương đương Hải đồ giấy với ĐK: Theo Reg, V/19 SOLAS74

1 K/năng chỉ báo mọi thông tin hải đồ cần thiết

2 Nguồn gốc từ HO của chính phủ có thẩm quyền,

3 Có độ tin cậy và sẵn sàng như hải đồ giấy xuất bản bởi văn phòng HO có thẩm quyền của chính phủ.

4 Cập nhật dữ liệu ENC

 Các tiêu chuẩn thể hiện ECDIS

Phát triển bởi IHO, nhóm hài hoà IHO/IMO + IEC, IMO-Res 817(19):

1 Đảm bảo hoạt động tin cậy của các thiết bị

2 Thông tin được cung cấp và chỉ báo điện tử đảm bảo:

3 Tránh phản tương tác giữa ECDIS với thiết bị dẫn đường HH & thông tin

ECDIS – yêu cầu tuân theo

1. Res A-817(19) - “Performance Standards for ECDIS” đảm bảo an

toàn hàng hải, Backup phù hợp SOLAS74 Reg.V/20 + sửa đổi Res A-694(17)

toàn, có nguồn gốc và phân phối theo thẩm quyền của văn phòng thuỷ đạc cấp chính phủ

3. ECDIS phải thuận tiện cập nhật ENC đơn giản và tin cậy

4. Dùng ECDIS phải làm giảm nhẹ công việc hành hải so với hải đồ

giấy Giúp sỹ quan thực hiện thuận lợi định kỳ Route

planning/monitoring, xác định vị trí Có khả năng đánh dấu các vị trí tàu

5. ECDIS phải được trình bày tin cậy và sẵn sàng như hải đồ giấy

xuất bản bởi HO thẩm quyền

6. ECDIS phải cung cấp các báo động hoặc chỉ báo:

1. Liên quan tới thông tin cần thiết, hoặc

2. Hỏng thiết bị

ECDIS- Yêu cầu thu thập dữ liệu

 Trách nhiệm của SQ:

 Cập nhật dữ liệu vào ENC:

mariners, radio nav warns, mariners notes,…) cần nhập bằng tay.

 Thông tin cập nhật tay:

 SQ cần làm chủ thiết bị ECDIS trước khi sử dụng

ECDIS- Yêu cầu của IMO

 IMO Res A-918(19): Khi sử dụng Raster chart, phải trang bị hải

đồ giấy phù hợp và cập nhật

1. Công ước STCW95: ECDIS bao hàm trong thuật ngữ “Charts” (bảng A-II/1) SQ đi ca phải có trình độ và khả năng sử dụng hải

đồ + tài liệu xuất bản, thiết bị điện tử hàng hải.

2. Tiêu chuẩn đánh giá chuyên môn: “Hải đồ chọn có tỷ lệ rộng

nhất phù hợp vùng hành hải và các hải đồ + tài liệu được tu chỉnh theo thông tin mới nhất”.

3. Mục B-II/1 (Đánh giá năng lực và kỹ năng trực canh), ứng viên

để cấp chứng chỉ phải chứng tỏ kỹ năng và năng lực chuẩn bị và thực hiện một chuyến đi , kể cả trình bày, áp dụng thông tin từ các hải đồ”

ECDIS- Yêu cầu của IMO (Tiếp)

Học viên sau khoá học:

1. Khả năng sử dụng ECDIS.

2. Đạt được & phát triển trình độ:

– Ng/tắc cơ bản khai thác an toàn ECDIS, kể cả dữ liệu, trình bày, – Các giới hạn của hệ thống và mối nguy tiềm ẩn

3. K/n tạo & duy trì chỉ báo, k/thác chức năng hh cơ bản và đặc biệt:

– Route: Lập và thực hiện route,

– DATA hàng hải: Sử dụng, chọn, cho hiển thị, cập nhật thích hợp.