Hướng dẫn khai thác sử dụng hệ thống hiển thị thông tin hải đồ điện tử navi sailor 4000 tại phòng thực hành mô phòng lái tàu

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

PHẠM TUẤN PHONG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

HƢỚNG DẪN KHAI THÁC SƢ̉ DỤNG HỆ THỐNG HIỂN THI ̣
THÔNG TIN HẢI ĐỒ ĐIỆN TƢ̉ NAVI SAILOR 4000 TẠI PHÒNG
THƢ̣C HÀNH MÔ PHÒNG LÁI TÀ U

HẢI PHÒNG - 2015

i


BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

PHẠM TUẤN PHONG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
HƢỚNG DẪN KHAI THÁC SƢ̉ DỤNG HỆ THỐNG HIỂN THI ̣THÔNG TIN
HẢI ĐỒ ĐIỆN TỬ NAVI SAILOR 4000 TẠI PHÒNG THỰC HÀNH
MÔ PHỎNG LÁI TÀU
NGÀNH

: KHOA HỌC HÀNG HẢI

MÃ SỐ: D840106

CHUYÊN NGÀNH: ĐIỀU KHIỂN TÀU BIỂN
Ngƣời hƣớng dẫn luâ ̣n văn: ThS ĐẶNG QUANG VIỆT

HẢI PHÒNG – 2015

ii


LỜI CẢM ƠN
Qua thời gian thực hiện đề tài đồ án tốt nghiệp tại trƣờng Đại học Hàng
hải Việt Nam, đến nay, em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp của mình. Có đƣợc
kết quả nhƣ ngày hôm nay, ngoài sự cố gắng của bản thân, em cũng nhận đƣợc
sự giúp đỡ tận tình của nhà trƣờng, phòng, khoa, quý thầy cô, gia đình và bạn bè
Em xin đƣợc gửi lời cảm ơn tới:
- Ban giám hiệu trƣờng Đại học Hàng hải Việt Nam, ban chủ nhiện khoa
Hàng Hải, cùng tất cả các thầy cô trong thời gian qua đã giúp, dạy bảo em trong
thời gian vừa qua;
- Các thầy giáo trong bộ môn Mô phỏng trƣờng Đại học Hàng hải Việt
Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài;
- ThS Đặng Quang Việt đã tận tình cung cấp các tài liệu, hƣớng dẫn cũng
nhƣ đóng góp các ý kiến để đề tài đƣợc hoàn thiện;
- Em cũng xin đƣợc gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè em, những
ngƣời đã tạo điều kiện thời gian, quan tâm, giúp đỡ trong suốt quá trình thực
hiện đề tài;
- Cuối cùng em xin chúc các quý thầy cô cùng gia đình, bạn bè sức khỏe
dồi dào.Em chúc các thầy ngày càng thành công trong sự nghiệp trồng ngƣời.
Hải Phòng, Tháng 11 năm 2015
Sinh viên
Phạm Tuấn Phong

iii


LỜI CAM ĐOAN
Em cam đoan đề tài này là do em thực hiện . Đề tài không trùng với bất kỳ đề tài
tốt nghiệp hoặc nghiên cứu khoa học nào . Em xin chiụ trách nhiê ̣m ho àn toàn
khi xảy ra tranh chấp.

Hải Phòng, tháng 11 năm 2015
Sinh viên
Phạm Tuấn Phong

iv


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... iii
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. iv
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU ................................................................... vii
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... ix
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... x
1. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................. x
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài ...................................................................... x
3. Đối tƣợng và phạm vị nghiên cứu của đề tài ................................................... x
4. Phƣơng pháp nghiên cƣ́u của đề tài ............................................................... xi
5. Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn của đề tài ............................................... xi
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT HẢI ĐỒ ĐIỆN TƢ̉ ........................ 12
1.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HẢI ĐỒ ĐIỆN TỬ .......................................... 12
1.2 PHÂN LOẠI HẢI ĐỒ ĐIỆN TƢ̉ ............................................................... 14

1.2.1 Hải đồ Raster RNC .................................................................................. 14
1.2.2 Hải đồ hàng hải điện tử Vector ENC ....................................................... 16
1.2.3 So sánh hải đồ Raster và hải đồ điện tử Vector ENC ............................... 18
1.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP HIỂN THỊ H ẢI ĐỒ ĐIỆN TỬ .............................. 20
1.3.1 Hệ thống hiển thị hải đồ và thông tin hàng hải (Electronic Chart Display
and Information System-ECDIS)...................................................................... 20
1.3.2 Hải đồ hàng hải điện tử của hệ thống (System Electronic Navigational
Chart – SENC) ................................................................................................. 22
1.3.3 Hệ thống hiển thị hải đồ RNC (Raster Chart Display System – RCDS) ... 24
1.3.4 Hệ thống hải đồ điện tử (Electronic Chart System-ECS) ......................... 24
1.4 Cập nhật và hiệu chỉnh hải đồ điện tử ......................................................... 25
1.4.1 Thay thế .................................................................................................. 25
1.4.2 Cập nhật bổ sung ..................................................................................... 25
1.4.3 Cập nhật hàng tuần đối với hải đồ điện tử của Anh.................................. 25
1.4.4 Cập nhật từ xa ......................................................................................... 25
v


CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MÔ PHỎNG NAVI SAI

LOR

4000 MFD ECDIS............................................................................................ 27
2.1 NHƢ̃ NG BƢỚC CƠ BẢN KHAI THÁC HỆ THỐNG MÔ PHỎNG NAVI
SAILOR 4000 MFD ECDIS............................................................................. 27
2.1.1 Làm quen với giao diện ngƣời dùng ECDIS ............................................ 27
2.1.2 Thực hiện một số chức năng trên ECDIS ................................................. 31
2.2 Xây dƣ̣ng quy trình khai thác h ệ thống NAVI SAILOR 4000 bằ ng phƣơng
pháp trực quan .................................................................................................. 38
2.2.1 Giới thiê ̣u quy trì nh khai thác hê ̣ thố ng .................................................... 38

2.2.2 Cấu trúc hệ thống NAVI SAILOR 4000 .................................................. 39
2.2.3 Giao diện ngƣời sử dụng hệ thống NAVI SAILOR 4000 ......................... 40
2.2.4 Các chế độ hiển thị hải đồ trong hệ thống NAVI SAILOR 4000.............. 42
2.2.5 Giới thiệu TASKS LIST trong hệ thống NAVI SAILOR 4000 ................ 43
2.2.6 Các thao tác với tuyến hành trình trong hệ thống NAVI SAILOR 4000 .. 44
CHƢƠNG 3 XÂY DƢ̣NG BỘ BÀI T ẬP THỰC HÀNH TRÊN

HỆ THỐNG

MÔ PHỎNG NAVI SAILO R 4000 MFD ECDIS ............................................. 45
3.1 Mục đích ………………………………………… .………………………..45
3.2

Ví dụ về một dạng bài tập tổng hợp

……………………………………..Error!

Bookmark

not

defined.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI ̣ …………………………………………..……..41
TÀI LIỆU THAM KHẢ……………………………………………………….51

vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU

Bảng
3.1a
3.1b

Tên bảng
Nhóm bảng : Bảng ví dụ bài tập (bản tiếng Việt )
Nhóm bảng : Bảng ví dụ bài tập (bản tiếng Anh )

vii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28

HÌNH
Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 1.3
Hình 1.4
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3
Hình 2.4
Hình 2.5
Hình 2.6
Hình 2.7
Hình 2.8
Hình 2.9
Hình 2.10
Hình 2.11
Hình 2.12
Hình 2.13

Hình 2.14
Hình 2.15
Hình 2.16
Hình 2.17
Hình 2.18
Hình 2.19
Hình 2.20
Hình 2.21
Hình 2.22
Hình 2.23
Hình 2.24

29

Hình 2.25

30
31

Hình 2.26
Hình 2.27

32

Hình 2.28

TÊN HÌNH
Cấ u trúc cơ bản của mô ̣t thiế t bi ̣hải đồ điê ̣n tƣ̉
Hình ảnh hải đồ điện tử đang vận hành trên máy vi tính
Thông số đo sâu hiển thị trên hải đồ Raster

Sơ đồ khối của một thiết bị ECDIS
Cấu trúc giao diện ngƣời dùng với màn hình 19, 23 inches
Cấu trúc giao diện ngƣời dùng với màn hình 27 inches
Các bảng điều khiển trong tác nghiệp ECDIS
Các thành phần trong Navigation panel
Một mẫu cửa sổ Control Panel
Cửa sổ Multipanel
Menu list box
Text box
Một số kiểu nút
Nút radio
Chỉ thị
Thanh tiến trình
Chọn dòng Route Editor trong menu TASKS LIST
Bảng điều khiển Route Editor
Chọn điểm bắt đầu của tuyến đƣờng
Chọn điểm tiếp theo của tuyến đƣờng
Bật tắt các hiển thi khoảng cách dạt ngang XTD
Mở bảng Route Editor
Bảng danh sách các điểm chuyển hƣớng
Nhấn nút Active Route Monitor
Gỡ bỏ tuyến khỏi chế độ chỉnh sửa
Bảng điều khiển Monitoring
Nhóm Slides giới thiệu hệ thống NAVI SAILOR 4000
Nhóm Sildes cấu trúc hệ thống NAVI SAILOR 4000
Nhóm Slides giao diện ngƣời sử dụng hệ thống NAVI SAILOR
4000
Nhóm Slides các chế độ hiển thị hải đồ trong NAVI SAILOR
4000
Nhóm Slide giới thiệu TASKS LIST trong NAVI SAILOR 4000

Slide thao tác với tuyến hành trình trong hệ thống NAVI SAILOR
4000

viii


DANH SÁCH TƢ̀ VIẾT TẮT
Viế t tắ t
ARPA
AIS
CPA
DGPS
ECDIS
ECDB
ECS
ENC
GPS
IMO
IHO
IALA
IEC
MSC
NAVTEX
SAR
SOLAS
RADAR
RNC
RCDS
STW
SOG

SENC
XTE

Tƣ̀ viế t tắ t
Automated Radar Plotting Aid
Automatic information system
Closet Point to Approach
Differential Global Positioning System
Electronic chart display information system
Electronic Chart Data Base
Electronic Chart System
Electronic Navigation Chart
Global Positioning System
International Maritime Organization
International Hydrographic Organization
International Association of Lighthouse Authorities
International Electrotechnical Commission
Maritime Safety Committee
Navigation telex
Search and Rescue
Safety Of Life At See
Radio detechion and Ranging
Rater Navigation Chart
Raster Chart Display system
Speed Through the Water
Speed over Ground
System Electronic Navigation Chart
Cross Track Distance

ix

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cùng với sự phát triển không ngƣ̀ng của khoa ho ̣c kỹ thuâ ̣t
đƣơ ̣c ƣ́ng du ̣ng ngày mô ̣t nhiề u hơn vào công tác đào ta ̣o

, mô phỏng

, huấ n luyê ̣n thuyề n

viên nhằ m nâng cao chấ t lƣơ ̣ng , hiê ̣u quả đào ta ̣o , huấ n luyê ̣n ; nâng cao ki ̃ năng
thƣ̣c hành ; tạo môi trƣờng học tập và làm việc sát với thực tế . Thƣ̣c tế cho thấ y
mô hiǹ h này đã và đang đƣơ ̣c áp du ̣ng ta ̣i nhiề u cơ sở đào ta ̣o , huấ n luyê ̣n Hàng
hải trên thế giới có hiệu quả rất cao .
Trong khuôn khổ dƣ̣ án nhằ m nâng cao chấ t lƣơ ̣ng đào ta ̣o
đổ i mới căn bản toàn diê ̣n giáo du ̣c

, huấ n luyê ̣n ;

, Nhà trƣờng đã trang bị cho bộ môn Mô

phỏng Hàng hải - Khoa Hàng hải hê ̣ thố ng mô phỏng hiê ̣n đa ̣i đáp ƣ́ng tố t cho
viê ̣c ho ̣c tâ ̣p, giảng dạy và NCKH của giảng viên , sinh viên và ho ̣c viên trong và
ngoài trƣờng .
Đề tài “Hƣớng dẫn khai thác sƣ̉ du ̣ng hê ̣ thố ng hiể n thi ̣thông tin hải đồ
điê ̣n tƣ̉ Navi Sailor 4000 tại phòng thực hành mô phỏng lái tàu” giúp sinh viên
ngành Hàng hải dễ dàng hơn trong việc khai thác hệ thống hiể n thi ̣thông tin hải
đồ điện tử (ECDIS), nhằm đáp ứng đƣợc với nhu cầu huấn luyện cũng nhƣ thực
tế hành hải trên biển . Đồng thời đề tài cũng góp phần cung cấp tài liệu chuyên

môn hữu ích cho giảng viên, học viên, sinh viên và nhƣ̃ng ngƣời quan tâm .
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Khi thƣ̣c hiê ̣n đề tài , tác giả đề ra mục đích nghiên cứu nhƣ sau :
- Tìm hiểu và nắm vững về lý thuyết Hải độ điện tử

; Hê ̣ thố ng hiể n th ị

thông tin Hải đồ điể n tƣ̉ ;
- Tổ ng quan về hê ̣ thố ng mô phỏng Navi Sailor MFD

4000 ECDIS: Xây

dƣ̣ng qui trin
̀ h hƣớng dẫn cơ bản bằ ng phƣơng pháp trƣ̣c quan ;
- Xây dƣ̣ng đƣơ ̣c bô ̣ bài tâ ̣p thƣ̣c hành trên hê ̣ thố ng này ta ̣i phòng mô
phỏng lái tàu Bộ môn Mô phỏng Hàng hải , Khoa Hàng hải .
3. Đối tƣợng và phạm vị nghiên cứu của đề tài
- Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài :
x


+ Tâ ̣p trung tim
̀ hiể u lý thuyế t Hải đồ điê ̣n tƣ̉ , Hê ̣ thố ng hiể n thi ̣thông tin
Hải đồ điê ̣n tƣ̉ ;
+ Tìm hiểu về hệ thống mô phỏng Navi Sailor MFD

4000 ECDIS của

Transas.
- Phạm vi nghiên cứu của đề tài :

Trong pha ̣m vi nghiên cƣ́u của đề tài

, tác giả xây dựng qui trình hƣớng

dẫn sƣ̉ du ̣ng đơn giản bằ ng phƣơng pháp trƣ̣ c quan và bô ̣ bài tâ ̣p thƣ̣c hành trên
hê ̣ thố ng này .
4. Phƣơng pháp nghiên cƣ́u của đề tài
Thu thâ ̣p tài liê ̣u , biên dich,
̣ nghiên cƣ́u, phân tích lý thuyế t hải đồ điê ̣n tƣ̉ ,
cơ sở lý thuyế t hê ̣ thố ng mô phỏng NAVI SAILOR 4000 ECDIS MFD của hañ g
Transas, kế t hơ ̣p với thao tác trên phòng mô phỏng để tạo ra một sản phẩm đúng
với mục đích nghiên cƣ́u đề ra .
5. Ý nghĩa khoa học , ý nghĩa thực tiễn của đề tài
* Ý nghĩa khoa học của đề tài
Đề tài sau khi đƣơ ̣c nghiê ̣m thu và chin̉ h sƣ̉a sẽ là mô ̣t tài liê ̣u tham khảo
hƣ̃u ić h giúp cho ho ̣c viên , sinh viên trong nghiên cứu khoa học về hải đồ điện
tử, nắm bắt đƣợc ƣu điểm vƣợt trội của hải đồ điện tử so với hải đồ giấy, đồng
thời khai thác có hiệu quả cao đối với hệ thống mô phỏng NAVI SAILOR 4000
ECDIS MFD.
* Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Đề tài đƣơ ̣c xây dƣ̣ng với nhiề u hình ảnh trực quan sinh động , dễ tiếp thu
sẽ mang đến sự đam mê cho sinh viên , học viên trong quá trình học tập và thực
hành góp phần giải quyết tình trạng thiếu phòng học thực hành
hành nhƣ hiện nay .

xi

, thiế t bi ̣thƣ̣c

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN LÝ THUYẾT HẢI ĐỒ ĐIỆN TƢ̉
1.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HẢI ĐỒ ĐIỆN TỬ
Hải đồ là một bản đồ dùng để thể hiện một phần bề mặt Trái đất, gồm: Bờ
biển, hải đảo, độ sâu đáy biển, chƣớng ngại vật nguy hiểm, mục tiêu hàng hải,
thông tin về hệ thống bảo đảm an toàn hàng hải,…Hải đồ đƣợc sử dụng để xác
định vị trí tàu, vạch hƣớng đi của tàu và dự kiến các phƣơng pháp hàng hải trong
thời gian và khu vực mà tàu sẽ hành trình.
Trên cơ sở những nguyên tắc và phƣơng pháp toán học, cần tính toán và
thiết lập mối quan hệ ràng buộc chặt chẽ giữa tọa độ địa lý của các điểm trên bề
mặt trái đất với hình chiếu của chúng trên mặt phẳng. Thông tin cơ bản trên hải
đồ gồm: dạng phép chiếu, tỷ lệ xích hải đồ, vĩ độ chuẩn, mạng kinh vĩ, đƣờng
ngắn nhất, đƣờng hằng hƣớng.
"Hải đồ giấy, bắt buộc phải sử dụng trên tàu biển theo điều khoản 20,
chƣơng V Công ƣớc quốc tế SOLAS 1974, là công cụ cơ bản trong ngành Hàng
hải lâu đời, sẽ vẫn tiếp tục đóng vai trò thiết yếu cho ngƣời đi biển trong tƣơng
lai. Tuy nhiên, hải đồ giấy không thể hiện hết tính năng trợ giúp hàng hải tối đa.
Việc quản lý, tu chỉnh một số lƣợng lớn các hải đồ giấy mất rất nhiều thời gian
của sỹ quan hàng hải." [1]
Với sự phát triển vƣợt bậc của khoa học kỹ thuật, sự ra đời của hệ thống
định vị toàn cầu GPS (DGPS) và công nghệ thông tin, con ngƣời đã tạo ra một
hệ thống hải đồ mới gọi là hải đồ điện tử. Ban đầu, hải đồ điện tử đƣợc sử dụng
nhƣ một công cụ hỗ trợ cho Hàng hải truyền thống bằng hải đồ giấy. Hiện nay,
hải đồ điện tử đang dần dần trở thành một phƣơng pháp Hàng hải và thay thế
cho hải đồ giấy. Hải đồ điện tử thỏa mãn các tính năng kỹ thuật theo yêu cầu của
tổ chức Hàng hải Thế giới IMO, có tính pháp lý nhƣ hải đồ giấy.
Cấu trúc cơ bản của một thiết bị hải đồ điện tử bao gồm một máy vi tính
hải đồ điện tử kết nối với bộ cảm biến của các thiết bị hỗ trợ hàng hải.
12

Hệ thống định vị
(GPS)
Hệ thống nhận
dạng tự động
(AIS)

ARPA

La bàn con quay
(Gyro compass)

HẢI ĐỒ ĐIỆN TỬ
(Máy vi tính)

Máy lái tự động
(Autopilot)

Hình 1.1 Cấu trúc cơ bản của một thiết bị hải đồ điện tử
đồ điện tử cung cấp cho ngƣời đi biển bản đồ và các thông tin hàng
TốcHải
độ kế
Tốc độ kế
La bàn từ
(Log)thực hiện trên màn hình
hải đƣợc
máy
vi
tính.
Một

máy
vi
tính
đƣợc compass)
giao diện
(Echosounder)
(Magnetic
với hệ thống xác định vị trí (thƣờng là GPS) cho phép màn hình máy vi tính hiển
thị cho ngƣời dùng vị trí tàu, mục tiêu và hình ảnh hải đồ. Sự hiển thị hình ảnh
trên hải đồ điện tử theo hệ quy chiếu địa lý cho phép thể hiện vị trí tàu tƣơng đối
với điểm hẹn, đƣờng đi và các chƣớng ngại nguy hiểm biểu thị trên hải đồ tạo
thành định dạng rất rõ ràng không nhầm lẫn, giống nhƣ trên hải đồ giấy nhƣng
khác với những gì hiển thị trên màn hình radar. Trong hệ thống thiết bị còn có
những công cụ khác để hiển thị hƣớng đi, tốc độ, hƣớng mũi tàu, độ sâu và các
thông tin hàng hải khác.

13


Hình 1.2 Hình ảnh hải đồ điện tử đang vận hành trên máy vi tính
1.2 PHÂN LOẠI HẢI ĐỒ ĐIỆN TƢ̉
Hải đồ điện tử đƣợc chế tạo trên cơ sở áp dụng công nghệ thông tin và
phát triển từ hải đồ giấy truyền thống, đồng thời trực tiếp lấy số liệu từ kết quả
khảo sát hàng hải.
Căn cứ vào giải pháp kỹ thuật, hải đồ điện tử hiện nay có hai loại:
- Hải đồ hàng hải quét mành RNC (Raster Navigational Charts) còn gọi là
hải đồ Raster.
- Hải đồ hàng hải điện tử ENC (Electronic Navigational Charts) còn gọi là
hải đồ Vector.
1.2.1 Hải đồ Raster RNC

1.2.1.1 Khái niệm hải đồ Raster
Hải đồ Raster là một bản sao chép lại của hải đồ giấy. Nói một cách đơn
giản, hải đồ giấy đƣợc quét bằng máy quét (scanner) để có đƣợc hình ảnh điện
tử của hải đồ giấy và cho hiển thị lên màn hình máy tính để, giống nhƣ ta quét
một bức ảnh. Các thông tin in trên hải đồ giấy đƣợc chuyển tải lên bản sao trên

14


màn hình máy vi tính, vì vậy vị trí địa lý của các đối tƣợng trên màn hình trùng
với đặc trƣng trên thực địa của chúng nhƣ trên hải đồ giấy.
1.2.1.2 Đặc điểm hải đồ Raster
a) Màu sắc
Một vài loại hải đồ Raster thể hiện hình ảnh với các màu khác nhau để có
thể nhìn đƣợc vào ban đêm hoặc nơi không đủ ánh sáng.
b) Nhiễu
Hình ảnh hải đồ Raster hay bị rối loạn, lộn xộn do bản thân hải đồ giấy
chứa quá nhiều thông tin, có thể những thông tin ấy không phải lúc nào cũng cần
thiết vào thời điểm sử dụng nhƣng không loại bỏ đƣợc khỏi hải đồ Raster.
c) Thay đổi tỷ lệ (Zoom)
Hầu hết các loại hải đồ điện tử đều có thiết bị phóng to, thu nhỏ một khu
vực nào đó của hải đồ để có thể xem khu vực đó với một tỷ lệ đƣợc khuếch đại.
Nhƣng với hải đồ Raster lại phát sinh một số vấn đề sau:
Hải đồ giấy đƣợc biên tập và xuất bản cho một tỷ lệ riêng biệt nhất định
tùy theo độ chính xác của thông tin đo đạc cùng các chi tiết theo yêu cầu của
hàng hải. Chẳng hạn, hải đồ cảng có thể đƣợc in với tỷ lệ 1:7500. Ở tỷ lệ này,
1mm trên hải đồ tƣơng ứng với 7,5 mét trên thực địa. Nếu ngƣời sử dụng để
nhìn rõ các chi tiết của cảng, cần phóng to một khu vực nào đó lên, chẳng hạn tỷ
lệ 1:1000 trên hải đồ điện tử Raster thì những thông tin sẽ đƣợc hiển thị ở tỷ lệ
1mm trên hải đồ tƣơng đƣơng 1 mét trên thực địa. Điều đó còn quá xa mới đạt

đƣợc độ chính xác của thông tin biên tập trên hải đồ, không đạt đƣợc yêu cầu về
độ chính xác của hệ thống xác định vị trí của ngƣời đi biển.
Ngoài ra, phóng to lớn hơn tỷ lệ hải đồ thì hình ảnh Raster sẽ mất độ rõ
nét của nó, các đƣờng thẳng sẽ biến thành đƣờng bậc thang phân biệt bởi các
điểm ảnh của hình ảnh khiến cho hải đồ Raster không thể phóng to tùy tiện. Một
hải đồ điện tử RNC tốt đều phải có thiết bị cảnh báo cho ngƣời sử dụng việc
phóng đại vƣợt quá tỷ lệ hải đồ.

15


Trên hải đồ Raster, vị trí tàu từ GPS cũng đƣợc cập nhật liên tục. Các
thông tin phụ trợ khác nhƣ vị trí xác định tự động, điểm hẹn, đo hƣớng ngắn, cự
ly đều có thể nhận đƣợc trên hình ảnh Raster. Nhƣng, khác với hải đồ Vector ở
chỗ, các yếu tố đặc trƣng của hải đồ không thể đƣợc lựa chọn hay cho ẩn theo ý
muốn của ngƣời sử dụng.
1.2.1.3 Tính pháp lý của hải đồ Raster
"Hải đồ Raster không đƣợc thừa nhận sử dụng trong tiêu chuẩn SOLAS,
nghĩa là không đƣợc sử dụng thay hoàn toàn hải đồ giấy, chỉ sử dụng kết hợp
với hải đồ giấy, không thể thay thế hoàn toàn hải đồ giấy.
Nƣớc Anh hiện nay xuất bản 2800 hải đồ dƣới dạng Raster mang ký hiệu
ASCS, đảm bảo chất lƣợng và độ chính xác nhƣ hải đồ giấy. Hải đồ NOAA của
Mỹ xuất bản dạng Raster mang cùng ký hiệu NOAA. Ngoài ra có nhiều quốc gia
cũng xuất bản không chính thức hải đồ Raster với chất lƣợng khác nhau lƣu
hành trên thế giới nhƣng thƣờng không ghi chú quốc gia phát hành." [1]
1.2.2 Hải đồ hàng hải điện tử Vector ENC
1.2.2.1 Khái niệm hải đồ điện tử Vector
Hải đồ Vector không chứa đựng những hình ảnh đơn giản của hải đồ giấy.
Nó đƣợc 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 vi tính với toàn bộ chi tiết chứa trong cơ sở dữ liệu hiển thị thông qua các
điểm, đƣờng và khu vực riêng biệt trên hải đồ, vì vậy đƣợc gọi là hải đồ Vector.
Các tƣ liệu thủy, địa văn đƣa vào cơ sở dữ liệu của hải đồ Vector đều lấy
trực tiếp từ các nhà xuất bản hải đồ giấy tƣơng ứng. Thông thƣờng, hải đồ
Vector do cơ quan nhà nƣớc phát hành đều đƣợc thực hiện bằng cách tham khảo
các số liệu quan trắc gốc và bổ sung những chi tiết không có trên hải đồ giấy,
chẳng hạn tăng thêm thông tin các đƣờng đẳng sâu hoặc chất lƣợng và độ chính
xác các thông tin. Vì những lý do đó mà quá trình chế tạo hải đồ Vector cần
nhiều thời gian và công sức hơn hải đồ Raster rất nhiều.
1.2.2.2 Đặc điểm hải đồ điện tử Vector
16


a) Hiển thị thông tin theo yêu cầu
Trên hải đồ Vector, dữ liệu đƣa vào máy với nhiều lớp khác nhau cho
phép ngƣời sử dụng có thể chọn lựa các thông tin trong mỗi lớp để hiển thị trên
màn hình theo nhu cầu sử dụng. Chẳng hạn, thay vì hiển thị độ sâu của một khu
vực nào đó, ngƣời sử dụng có thể lựa chọn không cần hiển thị độ sâu mà chọn
chỉ hiển thị các đƣờng đẳng sâu. Hoặc trong điều kiện ánh sáng ban ngày, ngƣời
sử dụng không cần thiết các dữ liệu về đặc tính ánh sáng của hải đăng thì có thể
xóa nó đi trên màn hình. Với một số thông tin không đƣợc chọn hiển thị trên
màn hình nhƣng vẫn có thể sử dụng chúng để kiểm soát vị trí tàu và phát tín
hiệu báo động trong hệ thống hàng hải.
b) Màu sắc và ký hiệu
Trên hải đồ Vector, các màu sắc và ký hiệu khác nhau cũng đƣợc sử dụng
để biểu thị các thông tin khác nhau, làm nổi bật những thông tin quan trọng,
giúp cho việc đọc hải đồ dễ dàng và đơn giản. Đƣơng nhiên là ngƣời sử dụng
phải có các kỹ năng điều chỉnh cần thiết để làm rõ và chính xác những gì mà
mình quan tâm.
1.2.2.3 Tính pháp lý của hải đồ điện tử Vector

"Hải đồ Vector ENC là cơ sở dữ liệu sử dụng trong ECDIS. Nội dung
đƣợc chuẩn hóa, cấu trúc và khuôn dạng đƣợc chứng nhận để sử dụng với
ECDIS thông qua cơ quan thủy đạc do chính phủ chỉ định. Nhƣng dữ liệu ENC
phù hợp với các tiêu chuẩn ban hành bởi tổ chức Thủy đạc quốc tế IHO theo nội
dung của chuẩn S-57.
Tại khóa họp thứ 86, diễn ra tại trụ sở của Tổ chức Hàng hải quốc tế
(IMO) trong tháng 06 năm 2009, Ủy ban an toàn hàng hải (MSC) đã thông qua
nghị quyết MSC.282(86) sửa đổi, bổ sung Công ƣớc quốc tế về an toàn sinh
mạng con ngƣời trên biển, năm 1974 (SOLAS 74). Nội dung sửa đổi bổ sung
theo quy định V/19.2.2.3 của Công ƣớc SOLAS 74, yêu cầu các tàu biển hoạt
động tuyến quốc tế phải trang bị Hệ thống thông tin và hiển thị hải đồ điện tử
ECDIS, có hiệu lực áp dụng từ ngày 01 tháng 01 năm 2011.
17


Theo quy định V/19 của SOLAS74 thì ECDIS tƣơng đƣơng hải đồ giấy
với các điều kiện :
- Khả năng chỉ báo mọi thông tin hải đồ cần thiết ;
- Nguồn gốc từ tổ chức Thủy đạc do chính phủ có thẩm quyền;
- Có độ tin cậy và sẵn sàng nhƣ hải đồ giấy xuất bản bởi tổ chức Thủy đạc
có thẩm quyền của chính phủ ;
- Cập nhật dữ liệu ENC.
Các tiêu chuẩn thể hiện ECDIS :
- Phát triển bởi IHO, nhóm IHO/IMO + IEC, IMO-Res. 817(19):
+ Đảm bảo hoạt động tin cậy của các thiết bị
+ Thông tin đƣợc cung cấp và chỉ báo điện tử đảm bảo:
 Ít nhất tương đương các hải đồ cập nhật, và
 Tài liệu xuất bản hàng hải khác.
+ Tránh phản tƣơng tác giữa ECDIS với thiết bị dẫn đƣờng hàng hảivà
thông tin." [1]

1.2.3 So sánh hải đồ Raster và hải đồ điện tử Vector ENC
1.2.3.1 Ƣu, nhƣợc điểm của hải đồ Raster
- Nhược điểm của hải đồ Raster
Hình ảnh hiển thị trên màn hình đƣơ ̣c tạo thành bởi nhiều điểm ảnh
(pixels). Ví dụ hình 1.3 là số đo độ sâu 5,5 mét hiển thị trên hải đồ Raster. Trên
hải đồ Raster không cung cấp thêm cho ta bất cứ thông tin nào khác về độ sâu
ngoài con số 5,5 mét nhƣ đã ghi trên hải đồ giấy. Nói một cách khác, hải đồ
Raster chỉ là hình ảnh của một phần hải đồ giấy đƣợc “quét” lại mà thôi. Đó
chính là đặc điểm hạn chế của hải đồ Raster so với hải đồ Vector.

18


Hình 1.3 Thông số đo sâu hiển thị trên hải đồ Raster
- Ưu điểm của hải đồ Raster
Ƣu 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 hải đồ
trên màn hình. Giá thành của hải đồ Raster cũng không đắt lắm. Ngoài ra hải đồ
Raster có thể đƣợc sản xuất dễ dàng và nhanh chóng.
1.2.3.1 Ƣu, nhƣợc điểm của hải đồ điện tử Vector ENC
- Ưu điểm của hải đồ điện tử Vector
So với hải đồ giấy và hải đồ điện tử Raster , thì hải đồ điện tử Vector cũng
cấp cho ngƣời sử dụng nhiều thông tin hơn. Các số liệu trong Danh mục đèn,
Danh mục tín hiệu vô tuyến điện, Bảng thủy triều, Hàng hải chỉ nam… đều đƣợc
thể hiện trên hải đồ Vector. Ngoài ra, trên hải đồ điện tử Vector còn có những
thông tin bổ sung nhƣ chất lƣợng dữ liệu, nguồn gốc dữ liệu hoặc những chi tiết
hỗ trợ hàng hải nhƣ hình ảnh các hải đăng, phao tiêu.
- Nhược điểm của hải đồ điện tử Vector
Do số lƣợng thông tin lớn nên quá trình chế tạo hải đồ điện tử Vector cần
nhiều thời gian và công sức hơn hải đồ Raster rất nhiều.

Như vậy:
Hải đồ điện tử Vector ENC cung cấp cho ngƣời sử dụng nhiều thông tin
cần thiết cho công tác hàng hải hơn là hải đồ Raster.
Khi sử dụng hải đồ hàng hải điện tử Vector, ngƣời sỹ quan hàng hải
không còn phải tốn nhiều thời gian và công sức để thiết kế trƣớc chuyến hành
trình với nhiề u thông tin ngổn ngang liên quan đến an toàn, hiệu quả chạy tàu,
19


chọn lựa tính toán tuyến đƣờng tối ƣu, hiệu chỉnh những thông tin cần thiết,
những chỉ dẫn trên đƣờng đi, với một kho hải đồ và ấn phẩm bằng giấy, bởi vì
tất cả đã đƣợc tính hợp trong hải đồ điện tử Vector. Bên cạnh đó công việc cập
nhật hải đồ Vector tƣơng đối đơn giản và bản cập nhật có thể tải về từ nhiều
nguồn khác nhau nhƣ đĩa CD hay trên internet,…
Hải đồ Vector đƣợc xây dựng theo phƣơng pháp thu thập các thông số
của các yếu tố nhƣ đƣờng bờ, mục tiêu bờ, thông tin độ sâu… tất cả các dữ liệu
đó tập hợp thành cơ sở dữ liệu số và lƣu giữ theo các lớp dữ liệu. Vì thế khi hiển
thị thì các lớp dữ liệu này có thể đƣợc chọn lựa cho hiển thị hoặc không vì vậy
không gây rối loạn nhƣ hải đồ Raster.
Nhƣ vậy hải đồ điện tử Vector ENC đem lại hiệu quả vƣợt trội hơn hẳn
hải đồ Raster; là loại hải đồ hàng hải hiện đại nhất hiện nay và đƣợc ứng dụng
rộng rãi trên nhiều tàu biển trên thế giới.
1.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP HIỂN THỊ HẢI ĐỒ ĐIỆN TỬ
Để hiển thị hải đồ điện tử ENC và RNC trên màn hình cần sử dụng một
hệ thống gọi là Hệ thống hải đồ điện tử (Electronic Chart System – ECS) hoặc
Hệ thống thông tin và hiển thị hải đồ điện tử(Electronic Chart Display and
Information System – ECDIS)
1.3.1 Hệ thống hiển thị hải đồ và thông tin hàng hải (Electronic Chart
Display and Information System-ECDIS)
1.3.1.1 Khái niệm hệ thống ECDIS

ECDIS là một hệ thống thông tin tổng hợp dựa trên cơ sở kỹ thuật máy vi
tính sử dụng cơ sở dữ liệu hải đồ điện tử 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 nhƣ: xác định vị
trí, lập kế hoạch hải trình, kiểm soát đƣờng đi, đo khoảng cách, phƣơng vị trên
hải đồ,… Nhờ có ECDIS mà công việc lập kế hoạch hải trình và kiểm soát
đƣờng đi, cảnh báo mắc cạn, lệch đƣờng đi… đƣợc thực hiện một cách nhanh

20


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.

Hình 1.4 Sơ đồ khối của một thiết bị ECDIS
Hải đồ điện tử ENC sử dụng trên ECDIS đƣợc các cơ quan thủy văn hoặc
các tổ chức đƣợc nhà nƣớc cho phép phát hành chính thức, đó là loại hải đồ
đƣợc chế tạo rất tỷ mỷ và kiểm soát nghiêm ngặt.
Các loại hải đồ Vector thƣơng mại không phải là ENC, không đƣợc IMO
chấp nhận sử dụng trong ECDIS.
ECDIS cung cấp cho ngƣời sử dụng các dữ liệu hàng hải đƣợc hiển thị
trên màn hình độ phân giải cao với các thông tin chính xác và tin cậy về vị trí và
chuyển động của tàu.
ECDIS còn 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 chƣớng ngại nguy hiểm.
Tùy theo hoàn cảnh và điều kiện hàng hải, trên ECDIS ngƣời sử dụng có
thể điều chỉnh mức độ chi tiết của hải đồ và màu sắc phù hợp với ánh sáng
21

ngày/đêm. ECDIS còn có thể cho hiển thị các thông tin trợ giúp nhƣ 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 mà IMO đã phê chuẩn phải lắp đặt chính
thức trên tàu biển.
1.3.1.2 Cơ sở lý pháp lý xây dựng ECDIS
"Hệ thống hiển thị hải đồ điện tử và thông tin ECDIS là một ứng dụng của
công nghệ thông tin trong hàng hải đƣợc xác định theo những tiêu chuẩn chính
thức và mang tính pháp lý, hoàn toàn phù hợp với những yêu cầu theo Điều
khoản V/20 của SOLAS năm 1974 về trang bị hải đồ trên tàu. (Năm 1995 IMO
đã chính thức tuyên bố ECDIS có thể được sử dụng trên tàu để thay thế cho hải
đồ giấy theo Nghị quyết A817[19]).
Tiêu chuẩn của ECDIS hiện đang sử dụng đƣợc tổng hợp từ bốn tiêu
chuẩn cơ bản sau đây:
- Tiêu chuẩn tính năng kỹ thuật của ECDIS đƣợc IMO phê chuẩn tháng
11-1995 trong Nghị quyết A671(19).
- IHO S57 – Tiêu chuẩn chuyển tiếp dữ liệu thủy văn số hóa Phiên bản 3.
- IHO S52 – Chi tiết kỹ thuật về nội dung và hiển thị hải đồ trên ECDIS.
- IEC C1174 – Yêu cầu vận hành và tính năng của ECDIS – Phƣơng pháp
thử nghiệm và yêu cầu kết quả thử nghiệm.
Trong các tiêu chuẩn cơ bản trên thì “Tiêu chuẩn tính năng kỹ thuật của
ECDIS” do IMO phê chuẩn có chức năng chi phối toàn bộ các tiêu chuẩn còn lại
và cung cấp khuôn khổ cơ bản cho ECDIS." [1]
1.3.2 Hải đồ hàng hải điện tử của hệ thống (System Electronic Navigational
Chart – SENC)
Mặc dù ECDIS dựa vào hải đồ hàng hải điện tử ENC để thiết lập thông tin
họa đồ, nhƣng để đảm bảo tính nguyên vẹn của dữ liệu, tiêu chuẩn tính năng của
ECDIS không cho phép ngƣời dùng trực tiếp truy cập và thay đổi nội dung trong
22

ENC. Vì vậy, ECDIS phải tạo ra liên tục một cơ sở dữ liệu gọi là “Hải đồ hàng
hải điện tử của hệ thống” (SENC), đó là những dữ liệu “sẵn sàng sử dụng” dùng
để hiển thị thông tin đồng thời cung cấp dữ liệu cho báo động và giám sát đƣờng
đi.
SENC là kết quả của sự phối hợp của ENC với bất kỳ dữ liệu cập nhật của
ENC cùng những thông tin liên quan do ngƣời sử dụng nhập vào hoặc truy xuất
từ bộ cảm biến của các thiết bị hàng hải khác.

23


1.3.3 Hệ thống hiển thị hải đồ RNC (Raster Chart Display System – RCDS)
Vì tính phức tạp và khắt khe trong việc chế tạo hải đồ Vector ENC nên
cần có thời gian để chế tạo ENC đủ để bao phủ toàn cầu. Để đáp ứng nhu cầu
hiện tại, một số quốc gia đề nghị áp dụng một hệ thống bổ sung gọi là “Hệ thống
hiển thị hải đồ RNC” thƣờng đƣợc gọi là “ECDIS Dual-Fuelling”. Nhờ có
RCDS đã mở ra khả năng sử dụng hải đồ RNC trên ECDIS ở những khu vực
chƣa có hải đồ Vector chính thức. Tuy nhiên, sử dụng hải đồ RNC trên RCDS
chỉ khai thác đƣợc một phần chức năng của ECDIS mà thôi.
1.3.4 Hệ thống hải đồ điện tử (Electronic Chart System-ECS)
ECS là hệ thống thông tin điện tử hàng hải hiển thị vị trí tàu và dữ liệu có
liên quan hải đồ và thông tin hải đồ từ cơ sở dữ liệu ECS thể hiện trên màn ảnh,
nhƣng không đáp ứng tất cả yêu cầu của IMO về ECDIS và không thỏa mãn tất
cả các yêu cầu trong chƣơng V của SOLAS về trang bị hải đồ. Nó có thể sử
dụng với các hải đồ Vector ENC hay các hải đồ RNC chính thức hoặc dữ liệu
hải đồ khác đƣợc sản xuất riêng biệt và có chức năng tƣơng tự ECDIS. (ISO
19379)
Hệ thống ECS không nằm trong danh sách bắt buộc phải trang bị. Tuy

nhiên ECS cũng có các rất nhiều tiện ích trong việc hỗ trợ Hàng hải giống với
ECDIS nên cũng đƣợc dùng rất phổ biến trên thế giới. Để đáp ứng đầy đủ các
yêu cầu của IMO đƣa ra thì chi phí để trang bị ECDIS là rất đắt tiền. Trong khi
đó ECS với các tính năng tƣơng tự nhƣng có chi phí rẻ hơn rất nhiều.
Theo quy định của Việt Nam thì các tất cả các loại tàu vận tải tuyến nội
địa chƣa bắt buộc phải trang bị ECDIS hay ECS. Tuy nhiên với các đặc điểm,
tính năng ƣu việt của ECDIS và ECS thì việc trang bị trên các tàu vận tải nội địa
là hết sức cần thiết nhằm giúp nâng cao an toàn hàng hải, và bảo vệ môi trƣờng.
Việc trang bị ECDIS trong tƣơng lai sẽ phụ thuộc vào khả năng tài chính
của mỗi chủ tàu và quy định của Quốc gia. Tuy nhiên ngay từ bây giờ thuyền
viên nên đƣợc làm quen và sử dụng các tiện ích mà hệ thống ECDIS mang lại
24


mà không nhất thiết phải làm việc trực tiếp với ECDIS mà có thể thông qua
ECS.
ECS có thể đƣợc xây dựng dựa trên các thiết bị có sẵn trên đội tàu vận tải
nội địa kết hợp với các phần mềm miễn phí và máy tính cá nhân nên giá thành
rất rẻ.
1.4 Cập nhật và hiệu chỉnh hải đồ điện tử
Có hai phƣơng pháp cơ bản để cập nhật, hiệu chỉnh hải đồ điện tử.
1.4.1 Thay thế
Thay thế có nghĩa là toàn bộ thông tin cũ phải bỏ đi và cập nhật thông tin
mới vào máy. Khi thay thế đòi hỏi phải thay thế toàn bộ tập tin (file) thông tin
của hải đồ. Cũng có thể chia hải đồ ra nhiều phần và chỉ thay thế những phần
phải cập nhật.
1.4.2 Cập nhật bổ sung
Cập nhật bổ sung có nghĩa là cập nhật thực hiện trên cơ sở chỉ thay đổi
đối tƣợng phải cập nhật. Nói một cách khác, cách làm giống nhƣ công tác hiệu
chỉnh hải đồ giấy theo “Thông báo hàng hải NM” truyền thống. Cách làm này

đƣơng nhiên là tiết kiệm đƣợc lƣợng dữ liệu trong một lần cập nhật vì chỉ có
một tập tin của đối tƣợng thay đổi trên hải đồ điện tử mà không phải là một
mảng hải đồ. Hải đồ đƣợc cập nhật vẫn là hải đồ gốc, thông tin cập nhật đƣợc
viết đè lên và thay thế thông tin gốc.
1.4.3 Cập nhật hàng tuần đối với hải đồ điện tử của Anh
Việc hiệu chỉnh hải đồ hàng hải điện tử ENC cũng nhƣ đối với hải đồ
RNC của Anh (ARCS), đƣợc cơ quan thủy văn Anh ra thông báo hàng tuần về
các hiệu chỉnh mới nhất thông qua các đại lý phân phối. Nội dung cập nhật đƣợc
cung cấp trên đĩa CD-ROM riêng biệt.
1.4.4 Cập nhật từ xa

25