Nền trang con

CẤU HÌNH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ECDIS

Cập nhật: Thứ ba - 22/12/2020 21:48 | Lượt xem: 119

CẤU HÌNH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ECDIS

Trong khi sử dụng ECDIS chắc các bạn cũng muốn hiểu chi tiết các bộ phận cấu tạo chủ yếu hình thành thiết bị ECDIS và chức năng của từng bộ phận. Hình vẽ kèm theo mô tả sơ đồ cấu hình nguyên lý hoạt động cơ bản của ECDIS lắp đặt trên tàu. ECDIS gồm các thành phần gồm Máy tính chủ, ECDB, ENCDB, ENC và SENC, các bộ cảm biến đầu vào, thiết bị đầu cuối.
Dưới đây trình bày khái quát chức năng của từng thành phần này như sau:
1. MÁY TÍNH CHỦ
Máy tính chủ là trung tâm đầu não của thiết bị ECDIS, nó thực hiện một khối lượng tính toán rất lớn bao gồm hiển thị hải đồ, hiệu chỉnh hải đồ, các tác nghiệp hải đồ, tiếp nhận, xử lý và quản lý thông tin từ các bộ cảm biến; thực hiện hiển thị chồng khớp hải đồ điện tử và thông tin từ radar; thực hiện việc ra quyết định hỗ trợ tránh va (ARPA) v...v. Một nhiệm vụ quan trọng nữa của nó là xử lý hình ảnh hiển thị trên màn hình. Máy tính chủ thường sử dụng bộ vi xử lý 32 bit.
2. CƠ SỞ DỮ LIỆU HẢI ĐỒ ĐIỆN TỬ ECDB (electronic chart data base).
Là cơ sở dữ liệu được số hóa mà từ đó tạo ra hải đồ điện tử. ECDB là nền tảng của việc ứng dụng hải đồ điện tử, quyết định chức năng và tính năng của hải đồ điện tử.
Để thiết kế cơ sở dữ liệu việc đầu tiên là xác định hải đồ được xây dựng theo dữ liệu raster hay vector. Trong hệ thống vector, toạ độ các điểm biểu thị bằng các nhóm số xác định thông tin về ý nghĩa các điểm đó. Còn đối với hệ thống raster thì hình ảnh được hình thành từ thị tần chứa trong VRAM. Mặt khác nguồn gốc của cơ sở dữ liệu ECDB cũng rất quan trọng, nó đòi hỏi độ chính xác cao và đủ độ tin cậy.
Dữ liệu ECDB chủ yếu lấy từ hai nguồn: một nguồn từ các số liệu đo đạc thuỷ đạo mới nhất của các quốc gia được số hoá theo tiêu chuẩn của IHO, nguồn khác lấy từ dữ liệu gốc của nguyên bản hải đồ giấy, thông báo hàng hải, các số liệu thuỷ văn của các quốc gia và các nguồn tư liệu khác. Tất cả thông tin dữ liệu được số hóa để có ECDB được mô tả trên hình thứ hai.

3. CƠ SỞ DỮ LIỆU HẢI ĐỒ HÀNG HẢI ĐIỆN TỬ ENCDB (Electronic Navigation Chart Database):
ENCDB là các cơ sở dữ liệu thủy văn, tập hợp các phần tử con tức là cơ sở dữ liệu ECDB của các quốc gia - để tạo ra ENC. Mỗi một khu vực trên hải đồ giấy hoặc một khu vực hàng hải độc lập mà dữ liệu của nó được lấy từ ENCDB là một đơn nguyên dùng để dựng đồ bản cho ENC. Tập hợp nhiều đơn nguyên lưu giữ trong đĩa quang sẽ tạo thành ENC hoàn chỉnh. ENC qua cập nhật (Update - Hiệu chỉnh, bổ sung) xử lý trên máy vi tính tạo thành SENC (System Electronic Navigation Chart - Hải đồ hàng hải điện tử hệ thống”. SENC trực tiếp đưa sang màn hình để hiển thị thành hải đồ.
Nội dung thông tin cơ bản chứa trong ENCDB, hoàn toàn giống như nội dung thông tin trên hải đồ giấy, bao gồm:
- Các điểm kiểm soát, điểm cao trình và mục tiêu, phương vị trên lục địa;
- Bờ biển và hải đảo;
- Địa mạo, phân bố nước, đường sá, biên giới, cầu cống, đê đập, đường ống, đường dây điện;
- Khu dân cư;
- Cảng, công trình ven biển;
- Bãi khô;
- Độ sâu, đường đẳng sâu, địa chất;
- Các chướng ngại hàng hải;
- Thiết bị trợ hàng;
- Luồng tàu, khu vực neo đậu, giới hạn khu vực biển, đường ống, đường dây điện ngầm;
- Hải lưu, thuỷ triều;
- Hình phối cảnh, cảnh quan một số điểm;
- Độ lệch địa từ;
- Địa danh, các ghi chú thuyết minh chuyên ngành;
- Mạng lưới toạ độ địa lý, thước tỷ lệ đồ bản;
- Các thông tin bổ sung hàng hải như bảng thuỷ triều, danh mục tiêu dẫn đường, hướng dẫn hàng hải.

4. HẢI ĐỘ HÀNG HẢI ĐIỆN TỬ ENC
1) ENC được tiêu chuẩn hóa theo S-57
ENC là một hải đồ điện tử tập hợp cơ sở dữ liệu hải đồ hàng hải gồm nội dung, kết cấu, kích cỡ đã được tiêu chuẩn hoá theo IHO S-57, được cơ quan chính quyền hành chính uỷ quyền phát hành để sử dụng cho ECDIS. ENC không những chứa đựng toàn bộ thông tin hải đồ đã được số hoá cần thiết cho an toàn hàng hải, mà còn chứa đựng các thông tin bổ sung không có trên hải đồ giấy (chẳng hạn các thông tin trong Hàng hải chỉ nam), hoàn toàn thỏa mãn việc trang bị hải đồ cho tàu theo yêu cầu của SOLAS.
S-57 là định dạng vector tiêu chuẩn được lựa chọn sử dụng cho hải đồ ENC chính thức dùng để tồn trữ dữ liệu thủy văn.
2) Phân phối ENC trên thế giới
Các quy định về dịch vụ phân phối dữ liệu ENC kịp thời, đáng tin cậy mang tính toàn cầu và thống nhất là một thách thức to lớn của công việc biên tập ENC trên thế giới. IHO đã xây dựng một khái niệm gọi là WEND (World-wide ENC Database), nghĩa là “cơ sở dữ liệu ENC toàn cầu” để làm cơ sở cho công việc biên tập ENC. WEND bao gồm hai yếu tố:
a) IHO đưa ra một hiến chương gồm các nguyên tắc quản trị sự hợp tác giữa các cơ quan thủy văn sản xuất ENC trên toàn cầu. Các nguyên tắt đó là:
- Cơ quan chịu trách nhiệm lập đồ bản ban đầu của một khu vực nào đó sẽ phải chịu trách nhiệm sản xuất ENC cho khu vực đó.
- Phải tuân thủ tiêu chuẩn hiện hành của IHO, đặc biệt là S-57.
- Sản xuất ENC phải được thực hiện theo các quy định của hệ thống đảm bảo chất lượng công việc được thừa nhận (chẳng hạn như ISO 9000).
b) Một sơ đồ gọi là RENC mô tả một mạng lưới của các Trung tâm phối hợp hải đồ điện tử khu vực (Regional Electronic Chart Co-ordinating Centres - RENCs), trên sơ đồ đó:
Mỗi RENC chịu trách nhiệm chỉnh lý ENC và cập nhật cho khu vực của mình.
Thông qua sự trao đổi các bộ dữ liệu khu vực và các cập nhật của nó giữa tất cả các RENC, mỗi RENC có thể đưa ra một bộ dữ liệu (dataset) toàn cầu thống nhất cho ECDIS.
RENC đóng vai trò như là bộ phận xuất dữ liệu ENC quy mô lớn. RENC cung cấp ENC đến các nhà cung ứng dịch vụ cho người dùng thương mại – họ gần giống như những nhà phân phối hải đồ giấy – chính họ biên tập ENC thành các bộ dữ liệu hải đồ riêng đáp ứng những nhu cầu đặc biệt của các công ty vận tải biển hoặc các tàu biển.
Hiện tại trên thế giới có 3 cơ sở RENC đang hoạt động:
- Primar Stavanger, đặt cơ sở ở Norway, và
- IC-ENC, một đặt cơ sở ở United Kingdom và một đặt tại Australia.
Mô hình RENC đã được đa số các quốc gia sản xuất ENC chấp nhận hoàn toàn. Tuy nhiên, hiện nay vẫn còn một vài quốc gia sản xuất ENC phân phối riêng ENC trực tiếp cho các nhà cung ứng được chỉ định mà không qua RENC.
Tổ chức thủy văn quốc tế (IHO) cung cấp danh mục các trang web tại www.iho.int cho biết tất cả các tình trạng sẵn sàng của ENC toàn cầu. Danh mục có các đường kết nối hướng dẫn người dùng đến các nhà cung cấp và phân phối ENC.
3) Chương trình bảo vệ dữ liệu S-63
Vì ENC có thể bị sửa đổi mà không được ủy quyền hoặc sao chép phi pháp, cho nên IHO đã áp dụng “Chương trình bảo vệ dữ liệu S-63” (The IHO Data Protection Scheme) để ngăn chặn tình trạng này. Đây là chương trình bảo mật tiêu chuẩn cho ENC bằng các quy trình kỹ thuật phức tạp dành cho các nhà phân phối RENC để phân phối dữ liệu hải đồ, nó cung cấp các quy phạm cho phép các nhà chế tạo thiết bị hàng hải chế tạo ECDIS phù hợp S-63.
5. HẢI ĐỒ HÀNG HẢI ĐIỆN TỬ HỆ THỐNG SENC (System Electronic Navigation)
ECDIS dựa vào hải đồ hàng hải điện tử ENC để thiết lập thông tin đồ họa, nhưng để đảm bảo tính nguyên vẹn của dữ liệu, tiêu chuẩn tính năng của ECDIS không cho phép người dùng trực tiếp truy nhập và thay đổi nội dung trong ENC. Vì vậy, ECDIS phải tạo ra liên tục một cơ sở dữ liệu từ ENC gọi là “Hải đồ hàng hải điện tử hệ thống” (System Electronic Navigation Chart – SENC) . Người dùng chỉ có thể truy nhập vào SENC.
Mặt khác, để có được các cơ cấu dữ liệu năng suất cao hiển thị nhanh chóng dữ liệu ENC, hầu hết các ECDIS đều chuyển các bộ dữ liệu ENC từ S-57 sang dạng ngôn ngữ - máy quốc tế. Trong trường hợp này, đầu tiên RENC chuyển giao ENC cho các nhà phân phối dữ liệu hàng hải được ủy quyền, chính các nhà phân phối này thực hiện công đoạn chuyển ENC thành SENC. Thực ra quá trình chuyển đổi ENC thành SENC được thực hiện ngay bên trong thiết bị ECDIS. Mỗi nhà chế tạo phần mềm ECDIS đều có định dạng SENC của riêng mình. Như vậy giữa các nhà chế tạo ECDIS khác nhau có các SENC khác nhau.
Nói cách khác, SENC là kết quả của sự phối hợp của ENC (bản thân dữ liệu ENC không được thay đổi) cùng với bất kỳ dữ liệu cập nhật khác của ENC như thông tin hiệu chỉnh, cập nhật hải đồ và những thông tin liên quan do người sử dụng nhập vào hoặc truy xuất từ bộ cảm biến của các thiết bị hàng hải khác. Đó là những cơ sở dữ liệu “tích cực” hoặc gọi là cơ sở dữ liệu “sẵn sàng sử dụng” dùng để hiển thị thông tin đồng thời cung cấp dữ liệu cho báo động và giám sát đường đi.
Một khía cạnh khác, SENC là cơ sở dữ liệu do ECDIS tạo ra từ dữ liệu của ENC. Nhưng hiện nay thực tế là rất nhiều dữ liệu trong ENC đều khai thác từ dữ liệu dùng để in hải đồ giấy sau khi tiến hành số hoá. Tuy nhiên, toàn bộ thông tin trên hải đồ giấy rất lộn xộn, khi nhìn vào dễ lầm lẫn, hoa mắt. Trên hải đồ giấy vẫn chỉ thể hiện được một phần nội dung khảo sát đo đạc mà lại in ấn với thước tỷ lệ nhỏ hơn tỷ lệ khảo sát rất nhiều, khi cần hiển thị cầu tàu, tình trạng luồng lạch, vị trí neo đậu với tỷ lệ lớn thì người sử dụng cảm thấy không đủ thông tin và độ tin cậy. Vì vậy, người ta lựa chọn những dữ liệu được khảo sát hoàn chỉnh để bổ sung vào kho dữ liệu ENC, đó là cách lý tưởng nhất để chế tạo ENC.
Mối quan hệ giữa ENC, SENC, ENCDB và ECDB trong ECDIS được mô tả trên sơ đồ trên hình vẻ.
6. CÁC BỘ CẢM BIẾN ĐẦU VÀO
Ngoài việc hiển thị một cách chính xác hải đồ điện tử, ECDIS còn phải hiển thị vị trí tàu, tốc độ, hướng đi và các thông tin về đối tượng có liên quan chung quanh tàu. Vì vậy hệ thống phải được kết nối với các bộ cảm biến của các thiết bị hỗ trợ hàng hải và các bộ cảm biến của các nguồn thông tin khác như GPS, RADAR, ARPA, AIS, SPEED LOG, ECHO SOUNDER…
Đầu vào các cảm biến nối với ECDIS phải được cấu hình thích hợp và phải được hiệu chuẩn ngay khi lắp ráp ECDIS. Nếu không làm như vậy thì sẽ xuất hiện sai số trong hệ thống.
7. THIẾT BỊ ĐẦU
Thiết bị đầu cuối bao gồm màn hình 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...

Nguồn: Tiếu Văn Kinh
Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây

Bản quyền thuộc về PACIFIC MARINE

General Director Mr Denis
ONLINE
INQUIRY