NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THÔNG TIN VÀ HẢI ĐỒ ĐIỆN TỬ ECDIS

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THÔNG TIN VÀ HIỂN THỊ HẢI ĐỒ ĐIỆN TỬ(ECDIS)

MỤC LỤC

1


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Với sự tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ trong lĩnh vực hàng hải, việc điều
khiển tàu đã có những bước nhảy vượt bậc, sỹ quan hàng hải không còn gặp khó khăn
trong việc thiết lập tuyến hành trình với nhiều thông tin liên quan đến an toàn, chọn lựa
tính toán tuyến đường tối ưu, cập nhật những thông tin cần thiết, với số lượng lớn hải đồ
giấy…Hiện nay, cùng với sự phát triển kinh tế - chính trị - xã hội, ngành vận tải biển
không còn hạn hẹp trong một khu vực mà đã lan rộng ra toàn thế giới, khối lượng vận tải
ngày càng tăng lên, tỷ trọng vận tải biển tăng theo khối lượng hàng hóa vận tải trên toàn
thế giới. Số lượng tàu biển, kích thước, trọng tải của tàu cũng tăng nhanh. Công tác dẫn
tàu ngày càng được hỗ trợ bởi các hệ thống trang thiết bị điện tử hàng hải hiện đại như
Radar/ARPA, GPS, AIS…trong đó không thể không kể đến hệ thống thông tin và hiển thị
hải đồ điện tử ECDIS _ Electronic Chart Display and Information System.
Theo nghị quyết của tổ chức hàng hải quốc tế IMO từ tháng 07 năm 2012 việc trang
bị hệ thống thông tin và hiển thị hải đồ điện tử ECDIS trên các tàu hàng hải là bắt buộc
với hải đồ điện tử ENC là nền của hệ thống này. Khi tích hợp các thiết bị như GPS,
Radar, máy đo sâu…hệ thống ECDIS với nền là hải đồ điện tử ENC sẽ hiển thị vị trí các
con tàu với thời gian thực và tất cả thông tin cần thiết cho hàng hải như cảnh báo nguy
hiểm, chướng ngại vật, bãi cạn…quy hoạch và theo dõi hành trình của tàu một cách chi
tiết.
Bộ luật STCW 95 và bộ luật quản lý an toàn quốc tế (ISM Code) yêu cầu chủ tàu
hay người khai thác tàu phải đảm bảo cho các nhà hàng hải có đủ năng lực chuyên môn
để đảm nhận nhiệm vụ được giao. Đối với các tàu được trang bị ECDIS, người sử dụng
phải được đào tạo để khai thác thích hợp hệ thống, sử dụng hải đồ điện tử và làm quen với

những thiết bị trên tàu trước khi khai thác thực tế trên biển.
ECDIS ngày càng chứng minh được ưu điểm vượt trội của mình so với hải đồ giấy
thông thường về độ chính xác, các thông tin cung cấp tích hợp và đầy đủ, khai thác tiện
lợi với nhiều chức năng cảnh báo khác nhau và thuận tiện trong công tác cập nhật hải đồ.
Đồ án “Nghiên cứu khai thác hệ thống thông tin và hiển thị hải đồ điện tử” đưa ra
các vấn đề cơ bản về hải đồ điện tử, cũng như cách khai thác các chức năng của hệ thống
ECDIS để mang lại hiệu quả tốt nhất cho công tác dẫn tàu an toàn. Từ đó góp phần cung
cấp tài liệu chuyên môn hữu ích cho các sỹ quan hàng hải và các bạn sinh viên trong khoa
muốn tìm hiểu khai thác hệ thống này.

2


2. Mục đích nghiên cứu
Hệ thống thông tin và hiển thị hải đồ điện tử được quy định bắt buộc lắp đặt trên tàu
từ năm 2012 và đối với từng loại tàu thì có mốc thời gian quy định riêng. Hệ thống đã dần
trở nên phổ biến trên các con tàu hiện đại, mang đến cho người điều khiển tàu khả năng
điều khiển cực kỳ mềm dẻo và thuận lợi khi số liệu hải đồ dẫn đường hiển thị trên màn
hình máy tính. Vì vậy, việc khai thác sử dụng hệ thống ECDIS là yêu cầu bắt buộc và cần
thiết đối với các sỹ quan hàng hải và người đi biển.
Dựa trên việc nghiên cứu cơ sở lý thuyết, các chức năng, cấu tạo của hệ thống thông
tin và hiển thị hải đồ điện tử _ ECDIS để từ đó đưa ra cách thức khai thác các chức năng
chính của hệ thống, những lưu ý khi vận hành hệ thống phục vụ cho công tác dẫn tàu an
toàn và hiệu quả.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu khai thác hệ thống ECDIS một cách tổng quát trên cơ sở các chức năng
của chúng và đưa ra quy trình khai thác các chức năng cơ bản của hệ thống.
4. Phương pháp nghiên cứu
Đồ án đã sử dụng các phương pháp sau:

• Phương pháp phân tích: Phân tích cơ sở lý thuyết chung của hệ thống thông tin và hiển thị
hải đồ điện tử trên quan điểm khai thác để đưa ra cách khai thác các chức năng chính cho
tất cả các hệ thống ECDIS dựa trên minh họa của một hệ thống cụ thể.
• Phương pháp thực nghiệm: Phân tích các sai số của hệ thống và những lưu ý khi khai thác
chúng.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đồ án
• Ý nghĩa khoa học: Đưa ra cách khai thác các tính năng của hệ thống thông tin và hiển thị
hải đồ điện tử, những lưu ý khi khai thác hệ thống. Là tài liệu tham khảo cho nghiên cứu
khoa học về vấn đề khai thác hệ thống thông tin và hiển thị hải đồ điện tử.
• Ý nghĩa thực tiễn: Làm tài liệu tham khảo cho các bạn sinh viên khoa hàng hải bước đầu
tiếp cận đến một vấn đề còn rất mới mẻ đó chính là hàng hải điện tử. Là tài liệu cho người
đi biển và sỹ quan tàu biển khi muốn tìm hiểu và khai thác hệ thống ECDIS.

3


CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN VÀ HIỂN THỊ HẢI ĐỒ
ĐIỆN TỬ
1.1 Khái niệm chung

Hệ thống thông tin và hiển thị hải đồ điện tử là thuật ngữ chung để chỉ tất cả các
thiết bị điện tử có khả năng hiển thị vị trí của tàu trên nền hải đồ điện tử ENC (hoặc RNC)
thông qua màn hình máy tính. Theo đó hệ thống thông tin và hiển thị hải đồ điện tử được
chia thành hai phân lớp: ECDIS (Electronic Chart Display and Information System),
ECDIS đáp ứng những đòi hỏi của IMO/SOLAS. Phân lớp thứ hai là ECS (Electronic
Chart System) được sử dụng cho mục đích hỗ trợ dẫn đường nhưng không đáp ứng những
đòi hỏi của IMO/SOLAS.
Thiết bị ECDIS được IMO chỉ rõ trong tiêu chuẩn hoạt động ECDIS (ECDIS
Performance Standards) như sau:

“Hệ thống thông tin và Hiển thị hải đồ điện tử - Electronic Chart Display and
Information System (ECDIS) mang hàm ý của một hệ thống thông tin dẫn đường, thỏa
mãn đầy đủ yêu cầu dự phòng của một giải pháp dẫn đường, cùng với hải đồ được cập
nhật thường xuyên bởi quy định V/19 và V/27 trong công ước SOLAS 1974. Bằng cách
hiển thị thông tin đã được lựa chọn từ hệ thống hải đồ dẫn đường điện tử (SENC) với
thông tin vị trí được lấy từ các cảm biến dẫn đường, nhằm hỗ trợ những người đi biển
trong việc lập kế hoạch chuyến đi, giám sát tuyến hành trình, hiển thị thông tin bổ sung có
liên quan nếu có yêu cầu”.
ECDIS là một hệ thống thông tin tổng hợp dựa trên cơ sở kĩ thuật máy vi tính sử
dụng cơ sở dữ liệu hải đồ điện tử (Database of Electric Chart) kết hợp với các phần cứng
và phần mềm để hiển thị đồng thời hải đồ và vị trí tàu (lấy từ các bộ cảm biến GPS và các
thiết bị hàng hải khác) để thực hiện các tác nghiệp hàng hải như xác định vị trí, lập kế
hoạch hải trình, kiểm soát đường đi, đo khoảng cách, phương vị trên hải đồ…Nhờ có
ECDIS mà công việc lập kế hoạch hải trình và kiểm soát đường đi, cảnh báo mắc cạn,

4


lệch đường đi…được thực hiện một cách nhanh chóng và thuận lợi ngay trên hải đồ điện
tử. ECDIS đã được IMO chính thức công nhận được sử dụng để thay thế hải đồ giấy.
Hải đồ điện tử ENC sử dụng trên ECDIS được cơ quan thủy văn hoặc các tổ chức
được nhà nước cho phép phát hành chính thức, đó là loại hải đồ được chế tạo rất tỷ mỷ và
kiểm soát nghiêm ngặt. Các loại hải đồ Vector thương mại không phải là ENC không
được IMO chấp nhận sử dụng trong ECDIS.
ECDIS có thể phân tích các dữ liệu của hải đồ hàng hải điện tử (ENC) về vị trí tàu
và cung cấp các cảnh báo tiếp cận hướng chạy nguy hiểm. Ví dụ, ECDIS có thể hiển thị
và ứng đáp các đường đẳng sâu an toàn trên cơ sở mớn nước của tàu.
Tùy theo hoàn cảnh và điều kiện hàng hải, trên ECDIS người sử dụng có thể điều
chỉnh (trong giới hạn cho phép) mức độ chi tiết của hải đồ và màu sắc phù hợp với ánh
sáng ngày/đêm. ECDIS còn có thể cho hiển thị các thông tin trợ giúp như hình ảnh các

mục tiêu quan trọng, các thông báo hàng hải và cảnh báo hàng hải.
Ngoài ra, ECDIS có thể cung cấp các thông tin hàng hải và an toàn khác bao gồm
việc ghi chép thống kê liên tục các dữ liệu của hành trình có thể sử dụng cho máy tự ghi
số liệu hành trình (VDR_Voyage Data Recorder) mà IMO đã phê chuẩn phải lắp đặt
chính thức trên tàu biển.
Hiện nay trên thị trường có các hệ thống ECDIS được sản xuất bởi các hãng nổi
tiếng như TRANSAS NAVI-SAILOR 4000, AKELVIN HUGHES, FURUNO, JRC,
KONGSBERG…(Hình 1.1).

Hình 1.1 Hình hệ thống ECDIS của một số hãng nổi tiếng

5


1.2 Một số khái niệm cần chú ý
Hải đồ Vector (ENC _ Electronic Navigation Chart)
Là cơ sở dữ liệu sử dụng trong ECDIS. Hải đồ Vector không chứa đựng những hình
ảnh đơn giản của hải đồ giấy. Nó được cấu thành bởi các dữ liệu bao gồm tất cả các chi
tiết thủy, địa văn cho khu vực bao phủ trên hải đồ. Hình ảnh hải đồ Vector nhìn thấy trên
màn hình máy tính với toàn bộ chi tiết chứa trong cơ sở dữ liệu thông qua các điểm,
đường và khu vực riêng biệt trên hải đồ.
So với hải đồ giấy và hải đồ điện tử Raster, hải đồ Vector cung cấp cho người sử
dụng nhiều thông tin hơn. Các số liệu trong Light Lists, List of Radio Signals, Tide
Tables và Pilot Books…đều được thể hiện trên hải đồ Vector. Ngoài ra trên hải đồ Vector
cũng có những thông tin bổ sung như chất lượng dữ liệu, nguồn gốc dữ liệu hoặc những
chi tiết hỗ trợ hàng hải như hình ảnh của hải đăng, phao tiêu.

Hình 1.2 Hình ảnh hải đồ ENC
Hải đồ Raster (RNC_Raster Navigation Chart)
Hải đồ Raster là một bản sao chép lại của hải đồ giấy. Người ta quét hải đồ giấy

bằng máy quét sau đó để thu được hình ảnh điện tử của hải đồ giấy và cho hiển thị lên
màn hình máy tính để có thể xem được, giống như ta quét một bức ảnh. Các thông tin trên
hải đồ giấy được chuyển tải lên bản sao trên màn hình máy tính, vì vậy vị trí địa lý của

6


đối tượng trên màn hình trùng hợp với các đặc trưng trên thực địa của chúng như trên hải
đồ giấy. Ta có thể phóng to hay thu nhỏ để xem thông tin trên đó.
Ưu điểm của hải đồ Raster là chúng cho ta hình ảnh quen thuộc của hải đồ giấy
đồng thời có thể đồ giải một cách tự động và liên tục vị trí tàu trên nền hải đồ trên màn
hình máy tính.

Hình 1.3 Hình ảnh hải đồ điện tử RNC
Thế nào là ECS?
Hệ thống hải đồ điện tử - Electronic Chart System – ECS: Thuật ngữ chung về thiết
bị chỉ báo dữ liệu hải đồ được cung cấp từ văn phòng thủy đạc, nhà sản xuất thương mại
hoặc người dùng. Nó không thể có chức năng như một hệ thống ECDIS vì không thỏa
mãn tiêu chuẩn của IMO về thiết bị để thay thế hợp pháp cho hải đồ giấy. ECS thường
được sử dụng kết hợp với hải đồ giấy cập nhật hiện hành.
Thế nào là SENC?
Hệ thống hải đồ điện tử - System Electronic Navigation Chart – SENC: Là một cơ
sở dữ liệu được tạo ra từ việc chuyển đổi ENC bởi ECDIS để sử dụng phù hợp, các dữ
liệu cập nhật ENC bằng phương tiện phù hợp, và dữ liệu cần thiết khác được người sử
dụng đưa vào. Cơ sở dữ liệu này được truy cập bởi ECDIS để tạo ra các chỉ báo và chức

7


năng hàng hải khác, và tương đương một hải đồ giấy cập nhật. SENC cũng có thể bao

gồm các thông tin từ các nguồn khác.
Thế nào là RCDS?
Hệ thống chỉ báo hải đồ quét – Raster Chart Display System – RCDS: là một hệ
thống thông tin hàng hải chỉ báo dữ liệu hải đồ quét (RNC) với thông tin vị trí kết nối từ
các thiết bị cảm biến hàng hải nhằm giúp người đi biển lập và thực hiện kiểm tra giám sát
đường đi (Route Planning/Mornitoring), nếu cần thiết có thể chỉ báo các thông tin hàng
hải khác. Tàu được phép hành trình trong chế độ RCDS nếu chính quyền quốc tịch tàu
cho phép do hoàn cảnh địa lý khu vực hàng hải chưa có ENC. Được chính quyền đồng ý,
khi hàng hải trong khu vực này tàu cũng phải đem theo hải đồ giấy. Không sử dụng chế
độ RCDS tại những khu vực địa lý có ENC. Nếu tàu chạy trong chế độ RCDS thì hải đồ
giấy là phương tiện hàng hải chính, hải đồ điện tử chỉ có tính phụ trợ.
ECDIS khai thác hải đồ quét ở chế độ RCDS: Khi thiếu thông tin hải đồ liên quan,
một số thiết bị của ECDIS có thể hoạt động ở chế độ hải đồ quét – Raster Chart Display
System.
Hạn chế của RCDS dùng hải đồ quét RNC:
1) Tương tự như chồng hải đồ giấy.
2) RNC Data: Không tạo báo động tự động, một số có thể tạo ra trên RCDS nhờ

nhập thông tin bằng tay.
3) Dữ liệu mặt ngang và sự phóng hải đồ có thể khác nhau giữa các RNC.
4) Chỉ báo – hiển thị hải đồ không thể đơn giản hóa hay ngắt bớt để thuận lợi theo
hoàn cảnh hàng hải, có thể ảnh hưởng thông tin từ RADAR/ARPA.
5) Nếu không chọn tỷ lệ khác nhau, khả năng ‘Look ahead’ bị hạn chế.
6) Quay hướng chỉ báo RCDS có thể ảnh hưởng việc theo dõi nội dung và các biểu
tượng.
7) Hạn chế tương tác các nội dung của RNC để thêm thông tin về mục tiêu.
8) Không chỉ báo đường đẳng sâu an toàn, độ sâu an toàn và cho nổi rõ chỉ báo, trừ
khi nhập tay khi lập tuyến đi – Route.
9) Có thể dùng nhiều màu khác nhau để chỉ cùng một loại thông tin nên sẽ gây ra
nhầm lẫn.

10) RNC cần được chỉ báo bằng thang tỷ lệ hải đồ giấy.
11) Sự chính xác của dữ liệu hải đồ kém hơn hệ thống định vị khác trong vùng gần
bờ.
Chú ý: Chế độ RCDS thiếu chức năng báo động nguy cơ mắc cạn (không thể đặt
được đường đẳng sâu an toàn), không cảnh giới được không gian 3 chiều (gầm cầu và
chướng ngại trên không, các chướng ngại dưới gầm) vì vậy chỉ có thể được sử dụng kèm
với các tập hải đồ giấy cập nhật.
8


Hệ thống hải đồ quét – System Raster Navigation Chart – SRNC: Là một cơ sở dữ
liệu tạo ra từ việc biến đổi hải đồ quét (RNC) bởi RCDS, gồm cả các dữ liệu cập nhật của
RNC bằng phương tiện phù hợp.
1.3 Quy định lắp đặt hệ thống ECDIS
Kỳ họp lần thứ 86 của ủy ban an toàn hàng hải MSC (Maritime Safety Committee)
năm 2009 đã thông qua yêu cầu bắt buộc phải trang bị hệ thống thông tin và hiển thị hải
đồ điện tử ECDIS trên tàu biển chạy tuyến quốc tế, sửa đổi điều 19.2 chương V của
SOLAS yêu cầu trang bị ECDIS theo một lộ trình cụ thể bắt buộc. Lộ trình theo bảng 1.1
sau:
Bảng 1.1 Lộ trình áp dụng của ECDIS trên các loại tàu biển
Loại tàu

Kích cỡ

Tàu đóng mới

Tàu khách

Từ 500GT trở lên

Trước
01/07/2012

Tàu khách

Từ 500GT trở lên

Từ 01/07/2012

Từ ngày đóng

Từ 3.000GT trở lên

Trước
01/07/2012

Không muộn hơn lần
giám định đầu tiên sau
01/07/2015

Từ 3000GT trở lên

Từ 01/07/2012

Từ ngày đóng

Từ 10.000 trở lên

Từ 01/07/2013

Từ ngày đóng

Từ 3.000GT đến
10.000GT

Từ 01/07/2014

Từ ngày đóng

Trên 50.000GT

Trước
01/07/2013

Từ 10.000GT đến
20.000GT

Trước
01/07/2013

Từ 20.000GT đến
50.000GT

Trước
01/07/2013

Tàu chất lỏng

Tàu chất lỏng
Tàu hàng khô

Ngày đề xuất áp dụng
Không muộn hơn lần
giám định đầu tiên sau
01/07/2014

Không muộn hơn lần
giám định đầu tiên sau
01/07/2016
Không muộn hơn lần
giám định đầu tiên sau
01/07/2018
Không muộn hơn
01/07/2017

Các quy định của SOLAS về yêu cầu bắt buộc đối với trang bị hải đồ:
Những yêu cầu bắt buộc đối với hải đồ được chỉ rõ trong chương V – SOLAS. Các
quy định liên quan bao gồm:

9


IMO SOLAS V/2 (Định nghĩa hải đồ):
Hải đồ hoặc các ấn phẩm hàng hải là các bản đồ có mục đích đặc biệt, hoặc cơ sở dữ
liệu hàng hải được chuẩn hóa và biên tập để kết xuất ra hải đồ, sách, các dạng thông tin
khác…, được phát hành chính thống bởi cơ quan có thẩm quyền của chính phủ, cơ quan
thủy đạc quốc gia được ủy quyền thực hiện hoặc các tổ chức chính phủ có liên quan,
được thiết kế để đáp ứng yêu cầu dẫn đường hàng hải.
IMO SOLAS V/19 (Thiết bị cần trang bị trên các loại tàu khác nhau):
Tất cả tàu bất kể kích thước đều cần có:

Hải đồ và ấn phẩm hàng hải để lập kế hoạch và thực hiện tuyến hành trình được thiết lập
cho chuyến đi biển, xác định và kiểm tra vị trí tàu trong chuyến đi. Hệ thống thông tin và
hiển thị hải đồ điện tử ECDIS được chấp nhận khi đáp ứng yêu cầu của hải đồ trong quy
định về yêu cầu vận chuyển trong mục này;
• Chuẩn bị hệ thống dự phòng hoàn chỉnh đáp ứng yêu cầu chức năng của mục trên, nếu
chức năng này có một phần hoặc toàn bộ được đáp ứng bằng thiết bị điện tử.
•

IMO SOLAS V/27 (Những yêu cầu để duy trì hải đồ và các ấn bản được cập nhật
thường xuyên):
Hải đồ hoặc ấn phẩm hàng hải như Hàng hải chỉ nam, danh mục đèn biển và tín hiệu
sương mù, danh mục tín hiệu vô tuyến điện, lịch thủy triều và các ấn phẩm hàng hải cần
thiết sử dụng cho chuyến đi cần phải có đầy đủ và được cập nhật.
• Những điều chỉnh trong quy định của công ước SOLAS bắt đầu có hiệu lực vào tháng 7
năm 2002, cho phép những yêu cầu vận chuyển từng bước đáp ứng với các thiết bị điện
tử. Tuy nhiên, hiện nay có nhiều tàu vẫn đáp ứng yêu cầu vận chuyển đối với hải đồ và ấn
phẩm hàng hải bằng giấy và được chấp nhận là giải pháp dự phòng phù hợp.
•

CHƯƠNG 2
CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG VÀ TRÌNH BÀY DỮ LIỆU TRONG HỆ
THỐNG THÔNG TIN VÀ HIỂN THỊ HẢI ĐỒ ĐIỆN TỬ - ECDIS
10


2.1 Cấu trúc của hệ thống thông tin và hiển thị hải đồ điện tử ECDIS
Nền tảng của ECDIS là máy tính, được cài hệ điều hành (Operational System –
thường là Microsoft Windows phiên bản từ 2000 về sau), và phần mềm ứng dụng ECDIS
do các nhà sản xuất thương mại viết và phân phối kèm theo thiết bị và hệ thống ECDIS.
Máy tính chủ thực hiện một khối lượng tính toán rất lớn bao gồm việc hiển thị hải đồ;

hiệu chỉnh hải đồ; thực hiện các tác nghiệp hải đồ; tiếp nhận, xử lý và quản lý thông tin từ
các bộ phận cảm biến; thực hiện việc ra quyết định hỗ trợ tránh va… Một nhiệm vụ quan
trọng nữa của nó là xử lý hình ảnh. Đây là loại máy tính chuyên dụng đảm bảo hoạt động
tin cậy trong điều kiện môi trường hàng hải khắc nghiệt do rung lắc của con tàu, nhiệt độ
nóng, ẩm, hoạt động liên tục trong suốt chuyến đi.
Thành phần thứ hai được đưa vào ECDIS là các cảm biến hàng hải:

• Bộ cảm biến định vị: Nối trực tiếp với các máy thu định vị như GPS, DGPS, DECCA.
Cũng có thể nối với một thiết bị định vị đơn, hoặc nối với vài hệ thống định vị để so sánh
đối chiếu và cho ra vị trí tốt nhất.
• Hệ thống tránh va: Hệ thống được nối với Radar/ARPA, hình ảnh Radar cùng với thông
tin trên hải đồ điện tử được hiển thị trùng khớp tạo ra hình ảnh các mục tiêu và động thái
của các tàu xung quanh như hướng đi, các thông số về nguy cơ đâm va, làm cho hệ thống
có chức năng tránh va.
• Thiết bị đo hướng đi, đo tốc độ: Hệ thống được nối với la bàn con quay, máy đo tốc độ để
cung cấp các thông tin về hướng đi và tốc độ.
Thành phần thứ ba chính là dữ liệu hải đồ - ENC, RNC và thông tin cập nhật. Các
dữ liệu này được ECDIS biến đổi thành hệ thống SENC hoặc SRNC, khi cài và cập nhật
hải đồ, gọi là cơ sở dữ liệu – DATABASE của ECDIS. Thao tác người dùng tác động
phần mềm xử lý và đồ họa lấy cơ sở dữ liệu chỉ báo, hiển thị hải đồ và trình bày các thông
tin ra màn hình.
Thành phần thứ tư là thiết bị đầu cuối bao gồm thiết bị hiển thị hải đồ, máy in, máy
tự ghi đường đi, đồng thời cũng hiển thị số liệu về các yếu tố liên quan đến hành trình, nội
dung giao diện người - máy, các thông tin về báo động…
Hình 2.1 là sơ đồ khối đơn giản của hệ thống ECDIS.

11


Hình 2.1 Sơ đồ khối của hệ thống ECDIS

2.2 Chức năng dẫn đường của hệ thống ECDIS
ECDIS gồm các chức năng dẫn đường áp dụng trong hàng hải, các chức năng đặc
biệt giúp cho nhiệm vụ sỹ quan hàng hải trở nên dễ dàng hơn. ECDIS có thể thực hiện
nhiều chức năng khác nhau, từ đơn giản đến phức tạp như chức năng ghi nhận số liệu
hành trình mà thiết bị khác không thay thế được.
Các chức năng truyền thống như:
-

Xác định vị trí và hướng đi tàu chủ trên hải đồ (Fixing own ship’s position and direction
on the chart);
Vẽ các đường phương vị và khoảng cách (Drawing of bearing lines and distance rings);
Chuyển lên hải đồ tuyến hành trình dự kiến (Laying down the intended chart course);
Thiết lập ghi chú bằng tay (Manual entry of notes);
Các chức năng lập tuyến hành trình:
- Lập một tuyến hành trình mới;
12


- Bổ sung điểm dẫn đường trên tuyến (Adding waypoints to a route);
- Loại các điểm dẫn đường trên tuyến (Removing waypoints from a route);
- Thay đổi vị trí của điểm dẫn đường (Changing the position of a waypoint);
- Thay đổi thứ tự của điểm dẫn đường trên tuyến (Changing the order of the waypoints on a
-

route);
Lập kế hoạch tuyến dự phòng hỗ trợ cho tuyến đã chọn (Plan an alternate route in
addition to the selected route);
Xác định giới hạn đi kèm tuyến hành trình đã lập để khi gần tới giới hạn đó thì hệ thống
sẽ tự động tổng hợp cảnh báo chệch khỏi tuyến hành trình.
Các chức năng giám sát tuyến hành trình:

-

Hiển thị tuyến hành trình đã chọn và vị trí tàu chủ khi vùng hiển thị phủ trùm trên khu
vực đó;
Nếu khu vực không có tàu nào hiển thị trên màn hình, các chức năng giám sát này vẫn
nên kích hoạt;
Hiển thị tuyến hành trình thứ hai để bổ sung thêm vào tuyến hành trình đã chọn rất dễ
phân biệt với các tuyến hành trình khác cùng hiển thị;
Có khả năng sửa đổi tuyến hành trình đã chọn hoặc thay đổi tuyến hành trình thứ hai;
Có khả năng hiển thị nhãn đánh dấu thời gian cùng vết đường đi của tàu theo yêu cầu, có
thể chọn khoảng thời gian dãn cách ghi một số liệu từ 1 phút đến 20 phút.
Ghi nhận số liệu hành trình:

-

-

Ghi nhận, lưu trữ và khôi phục yếu tố liên quan khi có yêu cầu nhằm xây dựng lại toàn
cảnh quá trình hàng hải, kiểm chứng cơ sở dữ liệu ENC chính thống đã sử dụng trong thời
gian trước đó 12 giờ, cùng với vết tàu chạy trong chuyến hành trình;
Số liệu được ghi nhận với khoảng dãn cách ghi một giá trị là 1 phút/lần;
Vết đường đi của tàu chủ:

-

-

Thời gian;
Vị trí;

Hướng đi;
Tốc độ.
Cơ sở dữ liệu chính thống được sử dụng:
Nguồn ENC;
Phiên bản ENC;
Ngày tháng;
Số hiệu mảnh và lịch sử cập nhật;
Để đảm bảo số liệu đã ghi nhận không thể sửa đổi được bằng tay, cần bổ sung thêm
các chức năng khác như:
Tích hợp với số liệu môi trường;
Các chức năng giám sát theo dõi;
13


-

Các chức năng dẫn đường cao cấp.
Chức năng của ECDIS nhằm: Tăng cường cho an toàn hàng hải, hỗ trợ ra quyết
định, giảm tải công việc hàng hải, thực hiện công việc hàng ngày thuận lợi hơn so với hải
đồ giấy. ECDIS được coi là hợp pháp như hải đồ giấy theo quy định của chương V điều
27 của SOLAS74 được sửa đổi bổ sung.
2.3 Hiển thị dữ liệu trong ECDIS
2.3.1 Hiển thị thông tin SENC
Các yếu tố và thông số hàng hải – Navigational Elements and Parameters

1. Thông tin về mặt tự nhiên của hải đồ (Như đường bờ biển, đường đẳng sâu, phao).
2. Tàu chủ - Own ship: Vết tàu chạy có mốc thời gian đối với đường chính, vết tàu chạy có
3.
4.
5.

6.
7.
8.
9.

10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.

mốc thời gian với đường phụ.
Véc tơ hướng CMG và SMG (Course made good, Speed made good) hoặc COG, SOG.
Vòng cự ly di động và đường phương vị điện tử (ERBM).
Coursor – Con trỏ.
Event – Sự kiện: Dead reckoning position and time (DR) – Tính toán vị trí và thời gian,
Estimated position and time (EP) – Vị trí và thời gian dự kiến.
Fix and time – Xác định vị trí và thời gian.
Position line and time – Đường vị trí và thời gian.
Đường vị trí và thời gian đã được chuyển đổi: Véc tơ dòng chảy hoặc thủy triều dự báo
với thời gian và cường độ (trong hộp), Véc tơ dòng chảy hoặc thủy triều thực tế với thời
gian và cường độ (trong hộp).
Nổi rõ vùng chướng ngại nguy hiểm được lập (Danger highlight).
Xóa các đường đồ họa khi soạn thảo (Clearing line).
Hướng và tốc độ theo kế hoạch đối với CMG và SMG. Tốc độ chỉ trong hộp thoại.
Điểm chuyển hướng (Waypoint).
Quãng đường cần chạy (Distance to run).

Vị trí dự tính với ngày và giờ.
Giới hạn quan sát góc chiếu đèn luồng để nhận biết cự ly tăng giảm.
Vị trí và thời gian bẻ lái trước điểm chuyển hướng (Wheel over advance).
2.3.2 Các loại chỉ báo của dữ liệu hải đồ
Người sử dụng có thể lựa chọn một trong số ba phương thức hiển thị nội dung ENC
đã được định nghĩa trước. Ngoài ra cũng có thể có các biến thể giữa các phương pháp
hiển thị. Tuy nhiên, đối với phương thức hiển thị cơ sở (Display Base), người sử dụng
không thể giảm bớt các yếu tố nội dung đi được nữa (Các lớp thông tin bắt buộc phải có ở
mức hiển thị cơ bản nhất). Người sử dụng có khả năng lược bỏ khỏi màn hình bất kỳ
thông tin nào thuộc nhóm thông tin chuẩn, nhưng khi một thông tin nào đó bị lược bỏ sẽ
xuất hiện cảnh báo trên màn hình.
Bảng 2.1 Các loại chỉ báo trong ECDIS
14


Chỉ báo cơ sở
(Display Base)
Đường bờ biển (nước lớn)
(Coastline)

Chỉ báo tiêu chuẩn
(Standard Display)
Mức cơ sở
(Display base)

Hệ thống đường giao thông Đường nước cạn
thủy
(Drying line)
(Traffic routing system)

Chỉ báo mọi thông tin
(All Other Information)
Chỉ báo tiêu chuẩn
(Standard Display)
Thông tin độ sâu khu vực
tàu chạy
(Spot soundings)

Thang tỷ lệ, khoảng cách Thiết bị hỗ trợ dẫn đường Cáp và đường ống ngầm
(Scale, Range)
cố định và nổi
(Submarine cables and
(Fixed and floating aids to
pipelines)
navigation)
Chế độ định hướng và hiển Đường giới hạn luồng
thị
(Boundaries of fairways)
(Orientation and display
mode)

Tuyến hành trình của phà
(Ferry routes)

Đường đẳng sâu an toàn
cho tàu chủ
(Ownship’s
safety
contours)

Ghi chú chi tiết của các
thiết bị hỗ trợ an toàn hàng
hải
(Details
of
aids
to
navigation)

Khu vực cấm và khu vực
hạn chế
(Prohibited and restricted
areas)

Chỉ báo các chướng ngại Đường bao tỷ lệ hải đồ
nguy hiểm nằm trong vùng (Chart scale boundaries)
nước an toàn
(Indication of isolated
dangers which lie within
the safety water)

Nội dung của tất cả các ghi
chú cần thận trọng
(Contents of cautionary
notes)

Những chỉ dẫn ghi chú cần Ngày xuất bản dữ liệu ENC
thận trọng
(ENC edition dates)
(Indication of cautionary

notes)
Các dữ liệu đo đạc địa lý
(Geodetic datum)

15


Hình 2.2 Ba hình ảnh giản lược trên ENC theo yêu cầu người sử dụng: có các mức
hiển thị dữ liệu là tối thiểu, trung bình, tối đa.
Bốn đặc trưng quan trọng cho an toàn hàng hải nổi bật trong ECDIS
•

Đường đẳng sâu an toàn – Safety Contour:
Đường đẳng sâu an toàn do người dùng chọn tùy theo mớn nước thực tải của tàu,
ECDIS phân biệt trong chỉ báo giữa vùng nước an toàn và không gian an toàn và tạo ra
các báo động chống mắc cạn. Nó được chọn trong số nhiều đường đẳng sâu tích hợp
trong hệ thống SENC, được mã hóa kép bởi đường đậm và thay đổi nổi bật lên trong chỉ
báo độ sâu.
Nếu một đường đẳng sâu an toàn được chọn không có sẵn trong SENC, ECDIS sẽ
chọn đường sâu hơn tiếp theo và đưa ra thông báo.
Khi tàu di chuyển sang một hải đồ mới, đường đẳng sâu an toàn sử dụng trước đó
mất hiệu lực hoặc thay đổi các đơn vị độ sâu, ECDIS sẽ phải chọn lại đường sâu hơn kế
tiếp và đưa ra thông báo.

•

Độ sâu an toàn – Safety Depth:
Độ sâu an toàn nhằm mục đích hỗ trợ khi đường đẳng sâu an toàn không có sẵn
trong SENC. Các số liệu độ sâu bằng hoặc nhỏ hơn độ sâu an toàn đã chọn/đặt sẽ được
làm cho dễ quan sát hơn các vùng có số liệu sâu hơn. Một tập của các con số độ sâu được

cung cấp trong thư viện trình bày của ECDIS (Presentation Library).

•

Các chướng ngại nguy hiểm – Isolated Danger:
Chướng ngại nguy hiểm (bãi cạn nhỏ, đá ngầm, xác tàu đắm, chướng ngại vật) với
độ sâu nhỏ hơn đường đẳng sâu an toàn, và nằm trong phạm vi vùng nước an toàn xác

16


định bởi đường đẳng sâu an toàn đều được làm nổi rõ bằng biểu tượng đặc biệt (ví dụ:
hình tròn tím gạch chéo).
•

Độ sâu đối với hải đồ quét RNC:
Hải đố quét thực chất là ảnh quét từ hải đồ giấy và số hóa vị trí theo từng picel; vì
vậy độ sâu chỉ có tác dụng để quan sát, ECDIS không thực hiện chức năng báo động về
nguy cơ mắc cạn, hay nói cách khác khi khai thác ECDIS bằng hải đồ quét ở chế độ
RCDS thì chức năng cảnh giới “Look ahead alarm” bị hạn chế. Tuy nhiên ECDIS cho
phép khai thác cả ENC và RNC. Sử dụng hải đồ quét chính thức được IMO chấp thuận
như một giải pháp tạm thời trong giai đoạn dữ liệu ENC chưa phủ hết toàn cầu.
2.4 Thư viện trình bày
Thư viện này cho phép người dùng cập nhật, tu chỉnh hải đồ bằng tay sử dụng công
cụ đồ họa của máy tính. Việc truy xuất thông qua Menu: Edit/Add Marks, Line, Areas,
Texts,…
Tổng quan về màu sắc trong ECDIS (Pallete: đặt hiển thị màu ban ngày và ban
đêm):

-

-

-

-

Black/white: Đen vào ban ngày, trắng khi trời tối được dùng với các đặc trưng hàng hải
quan trọng cần được nổi rõ (Highlight) trên biển và đất liền, tương phản với màu nền để
làm cho chúng nổi bật lên (ví dụ: vùng độ sâu nhỏ hơn mức độ an toàn).
White/black: Bóng hình nền được dùng cho khu vực sâu, vùng nước an toàn.
Grey: Dùng cho các đặc trưng hàng hải không thực sự cần thiết và ít quan trọng hơn các
đặc trưng có màu đen, mức độ nổi bật ít hơn (ví dụ: độ sâu không nguy hiểm). Màu này
cũng được dùng cho thông tin về các dữ liệu hải đồ như – vượt thang (Overscale).
Magenta (đỏ tươi): Dùng cho các thiết bị và hệ thống trợ giúp hàng hải (ví dụ: Racon, hệ
thống dẫn đường), cho thông tin thêm về hàng hải (ví dụ: vật dễ nhận biết trên Radar), và
nhận dạng khu vực đặc biệt (ví dụ: vùng cấm neo). Màu này cũng được dùng cho việc
nhấn mạnh khu vực đặc biệt (vật hay khu vực nguy hiểm riêng).
Blue (xanh lam): Bóng hình nền được dùng để phân biệt các vùng độ sâu. Màu này cũng
được đảo làm hai màu cận cảnh rõ nét cho các yêu cầu tiếp theo của người dùng.
Green: Màu xanh lá cây (lục) được dùng cho ảnh radar, cho phao và màu đèn phao.
Red: Màu đỏ dùng cho tuyến đường (Route) quan trọng đã lập, nổi rõ chướng ngại nguy
hiểm (Danger highlights), cho phao và màu đèn phao.
Yellow – Green: (lục-vàng nhạt) Bóng nền dùng cho vùng bờ giữa mép nước cao và
thấp.
Yellow: Dùng cho các màu của nhà sản xuất, việc phối màu rõ ràng của người đi biển,
phối hợp với màu đỏ và lục để chỉ ra màu thực của ánh sáng đèn luồng và phao, tiêu.

17

-

-

Orange: Màu cam – Dùng cho các ghi chú, việc thao tác hải đồ, các tu chỉnh. Thang tỷ
lệ, mũi tên chỉ hướng Bắc và ‘F-Fathom’ hoặc ‘M-Metter’ cho các đơn vị độ sâu cũng
dùng màu này.
Brown: Nâu- Bóng vùng nền dùng cho đất liền, và nâu thẫm dùng cho các đặc trưng trên
bờ và trong vùng của mép nước thủy triều lên – xuống mà không có đặc điểm quan trọng
cho hàng hải.
Các ký hiệu, đường trong thư viện trình bày (trong hệ thống TRANSAT):

2.5 Màn hình ECDIS (ECDIS Screen)
Màn hình ECDIS được chia ra làm các khu vực như: Thanh Menu bar (tùy theo nhà
sản xuất mà có các tên gọi khác Control panel, Menu bar, Functional panels), khu vực
hiển thị hải đồ, khu vực hiển thị thông tin, khu vực chức năng chuột.
Dưới đây ta tham khảo hệ thống ECDIS của hãng FURUNO

18


Hình 2.3.1 ECDIS Screen loại FURUNO
2.5.1 Khu vực hiển thị hải đồ
Hiển thị hải đồ ở khu vực như hình 2.3.1 và 2.3.2; Các thông tin hiển thị trên hải đồ
đã được trình bày rõ ràng trong phần (2.3.2).

2.5.2 Thanh Menu bar
Thanh Menu bar được đặt ở phía trên hoặc bên phải màn hình hoặc có hãng sản xuất
đặt ở phía dưới màn hình. Theo hình 2.3.1 thì thanh gồm các mục sau:

(1) Presentation Mode: Chế độ trình bày và định hướng của hải đồ.
(2) Vector Mode and Vector Time: Hiển thị chế độ véc tơ và hệ số thời gian.
(3) Route Name, User Chart Name: Tên tuyến và tên màn hình ứng dụng.

19


(4) Pilot Data Name: Tên số liệu dẫn tàu.
(5) Source of Radar video and Source of Target’s Information: Thông tin từ Radar.
(6) Predictor Time: Thời gian dự báo.

Hình 2.3.2 ECDIS Screen loại FURUNO
2.5.3 Khu vực hiển thị thông tin
Khu vực thông tin hiển thị chi tiết vị trí tàu chủ, hướng,
tốc độ, và vị trí con trỏ trên hải đồ. Thông tin từ các cảm biến
định vị (của ECDIS FURUNO):
•
•
•
•
•
•
•

Vị trí tàu chủ (kinh, vĩ độ);
Hệ trắc đạc WGS 84;
Nguồn cho vị trí tàu (GPS, DGPS, LORAN, FILTER…);
HDG (Heading): Hướng mũi tàu chủ;
SPD (Speed): Tốc độ tương đối;
SB: Tốc độ thực;

COG (Course over ground): Hướng đi đối với đáy biển;

20


•
•
•

SOG (Speed over ground): Tốc độ tuyệt đối (tốc độ so với đáy biển);
Own ship to Cursor: Cho hướng và khoảng cách từ vị trí tàu chủ tới điểm đặt con trỏ;
Tọa độ điểm đặt con trỏ.
Chú ý là thứ tự của các mục trong định vị và cửa sổ con trỏ có thể thay đổi được tùy
thuộc vào thanh ‘Sidebar’ được sử dụng.

•
•
•

•
•
•
•

•
•
•
•
•

Khu vực hiển thị thông tin về tuyến hành trình: Thông tin từ chức năng giám sát
tuyến hành trình.
Plan Speed: Tốc độ theo kế hoạch để đến điểm chuyển hướng tiếp theo;
Plan: Hướng từ điểm chuyển hướng trước đó tới điểm chuyển
hướng tiếp theo đã vạch;
Route: Đặt hướng theo tuyến được giám sát, hướng này phải tính
đến cả phần bù sai số la bàn, độ dạt và khoảng cách vuông góc từ
vị trí tàu đến hướng đi đã vạch;
Ch limit: Độ rộng cho phép mà vết đi của tàu không được vượt
quá khi tiến đến điểm WP tiếp theo từ đường đi đã đặt;
Off Track: Khoảng cách vuông góc từ vị trí tàu hiện tại tới đường
đi của tàu đã lập;
To WP: Điểm chuyển hướng mà tàu đang lại gần;
Dist WOP (Wheel Over Point): Khoảng cách tới điểm mà bánh
lái sẽ được bẻ để chuyển hướng ở điểm WP sắp tới;
Time: Thời gian đến điểm WOP;
Next WP: Điểm WP tiếp theo;
Next: Hướng giữa 2 điểm WP đã lập;
Turn rad: Cung quay trở tại mỗi điểm chuyển hướng
sắp tới;
Turn rate: Tốc độ chuyển hướng đã tính toán được dựa
trên cơ sở dòng chảy hiện tại và bán kính cung quay trở.
Những thông tin sau được tính toán từ số liệu của
các cảm biến định vị và từ số liệu giám sát tuyến: Route,
Off Track, Dist WOP, Time, Next.
Cách mở thanh bên ‘Sidebar’

1.
2.
3.

4.

Đặt con trỏ vào khu vực đã chỉ;
‘Select Slidebar’ xuất hiện ở khu vực chức năng chuột;
Kích chuột phải vào vị trí đó để hiện Menu Slidebar trên
màn hiển thị;
Xoay chuột giữa để chọn Slidebar mong muốn từ menu
và nhấn chuột giữa.

21


UTC: Ngày giờ thế giới;
LOCAL: Ngày giờ địa phương;
True Vect (G):
Past Pos True:
CPA: Khoảng cách đến cận điểm;
Tỷ lệ hải đồ.

Cách mở hộp thông tin trên màn hình hiển thị
Có thể mở một số ‘Dialog box’ bằng các kích chuột ở vị trí xác định trên màn hình
ECDIS. Đặt con trỏ tại vị trí thích hợp rồi kích chuột phải hoặc trái để hiển thị hộp thông
tin tương ứng trên màn hình ECDIS. Bên hình dưới ta có thể thấy được các khu vực và vị
trí đặt chuột để mở các ‘Dialog box’ mong muốn. Để đóng các hộp thông tin này ta chỉ
cần kích vào dấu X ở góc bên phải của hộp thông tin. Chú ý rằng tại mỗi một thời điểm
thì chỉ mở được một hộp thoại.

22

Hình 2.4 Mở hộp thông tin ở một số vị trí đặt con trỏ
2.5.4 Khu vực chức năng chuột (Mouse Function Area)
Menu chính gồm các Menu con và các chức năng khác nhau để điều khiển hoạt
động của ECDIS. Để hiển thị Menu chính, nhấn phím MENU trên bàn phím của khối
điều khiển thiết bị hoặc xoay chuột giữa để hiển thị Menu trong khu vực chức năng chuột
và sau đó nhấn chuột trái.

Mặt máy và chức năng các phím

23


Hình 2.5 Mặt máy FURUNO

Hình 2.6 Hình các phím chức năng của máy FURUNO

Bảng 2.2 Chức năng các phím trên mặt máy ECDIS FURUNO
24


Phím
Power
VRM Rotary
Encoder
VRM ON
VRM OFF
EBL rotary encoder
EBL ON
EBL OFF
F1

F2
ALARM ACK
SYSTEM FAILURE
RADAR
STD DSP
1/MARK
2/ABC/P BRILL
3/DEF/MODE
4/GHI/OFF CNT
5/JKL/SCROLL
6/MNO/RECORD
7/PRQS/PLAN
8/TUV/MONITOR
9/WXYZ/NEXT
CANCEL/SENSOR
0/Space CU/TM R

SHIFT/HELP
MENU
+RANGEMOB
EVENT
TARGET DATA

Mô tả
Bật tắt nguồn hệ thống
Điều chỉnh hoạt động của VRM
Bật vòng cự ly di động VRM 1 nếu chưa có VRM nào được
bật,nếu đã bật VRM1 rồi thì sẽ hiện VRM2
Tắt VRM
Điều chỉnh hoạt động của đường phương vị điện tử EBL

Bật EBL1nếu chưa có EBL nào được bật, nếu EBL1 được bật
rồi thì EBL2 sẽ được bật
Tắt EBL
Bật chức năng mà người sử dụng đã đặt trước hoặc menu
Bật chức năng mà người sử dụng đã đặt trước hoặc menu
Chấp nhận các báo động phát ra từ hải đồ, hàng hải hoặc các tính
toán cho máy lái
Khi phát hiện lỗi hệ thống thì phím này có đèn báo màu đỏ và
phát âm thanh báo động. Nhấn phím để tắt âm thanh báo động.
Hiển thị hộp thông tin về Radar, trong đó có chứa các chức năng
để điều chỉnh ảnh Radar
Bật chế độ hiển thị chuẩn trên màn hình ECDIS
Hiển thị hộp thông tin các ghi chú trong quá trình hàng hải,
trong đó có các chức năng cho việc điều chỉnh bật/tắt các đánh
dấu khác nhau
Điều chỉnh độ sáng bàn phím
Chọn các chế độ trình bày: NU-TM, NU-RM, HU-RM, CU-TM,
CU-RM.
Di chuyển vị trí tàu chủ tới vị trí đặt chuột trên màn hình ECDIS
Cho phép cuộn với chức năng của ‘Trackball’
Mở Menu phụ ghi chép chuyến đi
Mở hộp thông tin lập tuyến hành trình
Mở hộp thông tin giám sát tuyến hành trình
Mở trang kế tiếp trong thông tin ‘multi-page’
Mở hộp thông tin cảm biến; đóng cửa sổ hoặc hộp thoại đã mở
Đưa vị trí tàu chủ đã đánh dấu về tâm màn hình trong chế độ
màn hình TM hoặc CU; chèn thêm một khoảng trống
SHIFT: Chuyển đổi giữa chữ in hoa và in thường
HELP: Bật Info/Help.
Hiển thị menu chính

Điều chỉnh tỷ lệ các hải đồ
Đánh dấu vị trí người rơi xuống nước trên màn hình ECDIS
Ghi lại các thông tin, sự kiện
Hiện các số liệu mục tiêu cho việc lựa chọn mục tiêu ARPA,
cung cấp các số liệu cho việc lựa chọn khu vực hải đồ
25