Nghiên cứu đề xuất phương pháp lựa chọn ENC ở các khu vực có dữ liệu chồng lấn trong công tác sản xuất hải đồ hàng hải điện tử tại Việt Nam

Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 51-8/2017 5 KHOA HỌC - KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN ENC Ở CÁC KHU VỰC CÓ DỮ LIỆU CHỒNG LẤN TRONG CÔNG TÁC SẢN XUẤT HẢI ĐỒ HÀNG HẢI ĐIỆN TỬ TẠI VIỆT NAM PROPOSING A METHOD FOR ENC SELECTION IN DATA OVERLAPPING AREAS ON MANUFACTURING ENC IN VIETNAM TRẦN VĂN LƯỢNG1, LA THANH HẢI2 1Trường Đại học Hàng hải Việt Nam 2Bộ Tham mưu Hải quân Tóm tắt Bài báo đề cập đến lợi ích của việc sử dụng hải đồ điện tử (ENC) trong việc dẫn tàu an toàn, đồng thời giới thiệu công tác sản xuất hải đồ điện tử trong nước. Tuy nhiên, việc đánh giá độ chính xác cũng như chất lượng của hải đồ điện tử sản xuất trong nước khi có vùng chồng lấn giữa các đơn vị sản xuất trong nước và nước ngoài gặp nhiều khó khăn và hạn chế. Trong bài báo này, nhóm tác giả đề xuất một số phương pháp xử lý dữ liệu hải đồ khi có vùng chồng lấn xảy ra, nhằm đảm bảo tính thống nhất trong cơ sở dữ liệu ENC. Từ khóa: Hải đổ điện tử, vùng chồng lấn dữ liệu, xử lý dữ liệu hải đồ, an toàn hàng hải. Abstract This paper discusses the benefits of using Electronic Navigational Chart (ENC) in safe navigation and introducing the procedure of manufactoring ENC in Vietnam. However, the assessment of the accuracy as well as the quality of ENC when there are overlapping areas between domestic and foreign manufacturers faces many difficulties and constraints. In this paper, the authors proposed several methods for processing chart data when overlapping zones occur, to ensure consistency in the ENC database. Keywords: ENC, overlapping, ENC data processing, maritime safety. 1. Lợi ích của việc sử dụng hải đồ điện tử Kể từ khi bắt đầu hoạt động Hàng hải, mong muốn của các sĩ quan Hàng hải là trả lời được một câu hỏi cơ bản: "vị trí tàu ở đâu? chính xác như thế nào?”. Để trả lời câu hỏi đó, các sĩ quan Hàng hải phải liên tục xác định vị trí từ việc quan sát các thiên thể, đo đạc tới các mục tiêu cố định trên bờ hoặc sử dụng tín hiệu vô tuyến để đánh dấu vị trí tàu trên hải đồ giấy. Sau đó đánh giá sự an toàn của tàu trong quá trình dẫn tàu. Các sĩ quan Hàng hải phải mất nhiều thời gian để hiệu chỉnh nhằm xác định vị trí tàu, tuy nhiên vị trí này là chỉ là vị trí tức thời không phải là vị trí sau khi tàu đi được một quãng thời gian. Vì vậy các sĩ quan Hàng hải luôn luôn phải xác định vị trí tàu sau khoảng thời gian nhất định. Trên biển cả công tác này thực hiện với tần xuất thưa hơn nhưng ở gần bờ công tác này thực hiện liên tục và trở nên vô cùng quan trọng. Hải đồ Hàng hải điện tử hay còn gọi là ENC được viết tắt từ cụm từ tiếng Anh: Electronic Navigation Chart, ENC ra đời là thế hệ kế tiếp của hải đồ giấy. ENC tự động hóa quá trình tích hợp vị trí theo thời gian thực trên màn hình hiển thị hải đồ và cho phép sĩ quan Hàng hải liên tục đánh giá vị trí và sự an toàn của tàu. Hơn nữa, các bản tin hiệu chỉnh vị trí từ hệ thống GPS/DGPS chính xác hơn nhiều và được thực hiện thường xuyên hơn bất kỳ phương pháp xác định vị trí tàu nào khác. Để có được vị trí tàu tốt, sĩ quan Hàng hải phải lập kế hoạch xác định vị trí tàu ít nhất 3 phút một lần, trong khi đó một hệ thống hải đồ điện tử có thể làm điều đó mỗi giây một lần với độ chính xác cao. Trên màn hiển thị hải đồ điện tử cũng cho phép tích hợp các dữ liệu hoạt động của con tàu như hướng, tốc độ của tàu, độ sâu và dữ liệu radar trên màn hình hiển thị. Hơn nữa, chúng cho phép tự động hóa hệ thống báo động để cảnh báo sĩ quan Hàng hải trước các tình huống nguy hiểm tiềm ẩn phía trước. Cuối cùng, sĩ quan hàng hải có một bức tranh tổng thể về tình hình hiện tại của tàu và các nguy hiểm tiềm ẩn phía trước trong khu vực Hàng hải. Với khả năng hiển thị lớp tín hiệu Radar trên màn hình hiển thị, các nguy cơ va chạm với các tàu khác cũng được thể hiện một cách rõ ràng. Vì vậy sử dụng hải đồ điện tử đúng mức sẽ nâng cao an toàn cho tàu hành trình. Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 51-8/2017 6 2. Sản xuất hải đồ điện tử tại Việt Nam Tổ chức Thủy đạc Quốc tế (IHO) đã phát triển chuỗi các tiêu chuẩn để các Cơ quan Thủy đạc các quốc gia (HO) trên toàn cầu áp dụng. Nói chung, các HO xác định riêng từng phương pháp phù hợp nhất với quốc gia của mình để áp dụng sản xuất hải đồ và các ấn phẩm Hàng hải, trong đó có ENC. Một số tiêu chuẩn có liên quan mật thiết nhất đến ENC: Tiêu chuẩn tham chiếu Miêu tả S-52 Định nghĩa và quy tắc hiển thị các biểu tượng trên hệ thống hiển thị hải đồ điện tử và thông tin (ECDIS) S-57 Định nghĩa định dạng dữ liệu ENC, bao gồm chỉ tiêu kĩ thuật xác định nội dung của ENC S-58 Miêu tả chuỗi các mục kiểm tra chất lượng áp dụng với dữ liệu ENC để xác nhận dữ liệu được xây dựng một cách chính xác S-62 Danh mục các cơ quan sản xuất ENC đã được công nhận S-63 Xác định lược đồ bảo vệ dữ liệu, bảo vệ sự toàn vẹn của ENC và kiểm soát giấy phép sử dụng S-65 Tài liệu hướng dẫn cho các cơ quan thủy đạc để lần đầu tiên phát triển quy trình sản xuất ENC Theo Công ước an toàn sinh mạng con người trên biển (SOLAS 74), các quốc gia tham gia Công ước có trách nhiệm bảo đảm sự sẵn có, đầy đủ và cập nhật thường xuyên hải đồ trong vùng nước quốc gia của mình, bao gồm ENC. Đồng thời, phải đảm bảo ENC được sản xuất tuân theo tiêu chuẩn S-57 phiên bản mới nhất và chứa mã nhà sản xuất chính xác đã quy định theo tiêu chuẩn S-62. Hình 1. Hải đồ điện tử tuyến luồng Vũng Tàu do Hải quân Việt Nam sản xuất Với tư cách là một thành viên, từ năm 2007 Việt Nam đã triển khai xây dựng dữ liệu hải đồ điện tử các vùng nước thuộc chủ quyền, quyền chủ quyền và quyền tài phán, các sản phẩm hải đồ điện tử do Việt Nam sản xuất được duy trì, cập nhật thường xuyên đảm bảo độ chính xác và tin cậy theo các tiêu chuẩn của IHO. Hiện nay, theo nhiệm vụ chức năng của các cơ quan, ở nước ta có các cơ quan sản xuất hải đồ điện tử như: - Bộ Quốc Phòng: từ năm 1955, Bộ Quốc phòng đã giao cho Quân chủng Hải quân trực tiếp đảm nhiệm về đo đạc đường biển và sản xuất hải đồ, sau này công tác đo đạc thành lập hải đồ được Nhà nước chính thức giao cho Bộ Quốc phòng (ngày 04/02/1974) và hiện nay công tác này Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 51-8/2017 7 vẫn do Hải quân tiếp tục trực tiếp thực hiện. Đến nay, Hải quân Việt Nam đã sản xuất được trên 150 cell (mảnh) hải đồ điện tử các khu vực vùng nước cảng biển, luồng hàng hải và vùng biển Việt Nam phục vụ nhiệm vụ quốc phòng và bảo đảm an toàn hàng hải, phát triển kinh tế. Hải đồ điện tử do Hải quân sản xuất được cài đặt cho các hệ thống hiển thị hải đồ điện tử và thông tin trên các tàu ngầm, tàu mặt nước thuộc Quân chủng Hải quân và Bộ Tư lệnh Cảnh sát biển. - Bộ Giao thông Vận tải: giao trực tiếp cho Tổng công ty Bảo đảm an toàn hàng hải miền Bắc (VMS-N) và Tổng công ty Bảo đảm an toàn hàng hải miền Nam (VMS-S) xây dựng và phát hành hải đồ vùng nước cảng biển, luồng hàng hải và tuyến hàng hải phục vụ cho công tác bảo đảm an toàn hàng hải. VMS-N quản lý vùng biển từ Móng Cái, tỉnh Quảng Ninh đến đèn biển Sa Huỳnh, tỉnh Quảng Ngãi, với 21 tuyến luồng hàng hải. (VMS-S) quản lý vùng biển phía Nam đèn biển Sa Huỳnh, tỉnh Quảng Ngãi vào đến hết vùng biển tỉnh Kiên Giang với 22 tuyến luồng hàng hải. Sản phẩm hải đồ điện tử do VMS-S, VMS-N sản xuất bao gồm 75 cell được Văn phòng Thủy đạc Anh (UKHO) đánh giá, kiểm định chất lượng, duy trì, cập nhật hàng tuần và phân phối trên toàn thế giới. 3. Một số vấn đề trong sản xuất hải đồ điện tử ở Việt Nam Tại thời kì phát triển ban đầu của ENC, người ta nhận thấy khi số lượng lớn các cơ quan thủy đạc phát triển riêng hệ thống sản xuất ENC sẽ tạo ra thách thức khi kết hợp các cell từ những cơ quan sản xuất khác nhau nhằm tạo thành một cơ sở dữ liệu hải đồ nhất quán cho người dùng ECDIS. Vì vậy, IHO phát triển cơ sở dữ liệu hải đồ điện tử toàn cầu (WEND: World-wide ENC Database) nhằm thiết lập một bộ các quy tắc phối hợp để thúc đẩy sự hài hòa các tiêu chuẩn dữ liệu và thúc đẩy sự thống nhất chất lượng, dễ dàng cho người dùng ECDIS truy cập đến dữ liệu ENC. Do đó các cell nằm trong cùng mục đích sử dụng (tỷ lệ) có thể có phần chồng lấn lên nhau, nhưng thông tin hiển thị trên màn hình thì không được phép chồng lấn. Các mảnh ENC không cùng mục đích sử dụng (tỷ lệ) có thể chồng lấn cả diện tích và thông tin hiển thị. Tiêu chuẩn S-57 không cho phép chồng phủ dữ liệu giữa các cell ENC cùng mục đích hàng hải (tỷ lệ). Việc tạo dữ liệu có sự chồng phủ có thể gây nên các vấn đề khi hiển thị trên ECDIS, có thể dẫn đến tiềm ẩn sai sót tính năng an toàn của ECDIS, ví dụ kích hoạt chức năng cảnh báo đường bình độ an toàn. Hình 2. Dữ liệu ENC bị chồng lấn giữa các cơ quan sản xuất Theo nhiệm vụ chức năng các cơ quan sản xuất hải đồ điện tử tại Việt Nam, có sự chồng lấn giữa các cell hải đồ điện tử cùng mục đích sử dụng (tỷ lệ), đặc biệt khi các cơ quan sản xuất ENC phân phối dữ liệu do cơ quan mình sản xuất ra ngoài thị trường sẽ dẫn đến cơ sở dữ liệu chồng đè lên nhau, không nhất quán trong hiển thị dữ liệu trên màn hình ECDIS. Vì vậy các cơ quan sản xuất ENC cần có phương pháp sản xuất, chia sẻ dữ liệu nhằm đảm bảo tính thống nhất trong cơ sở dữ liệu ENC. 4. Vấn đề chồng lần sản xuất ENC và kinh nghiệm giải quyết giữa các cơ quan 4.1. Giải quyết vấn đề chồng lấn giữa các cơ quan sản xuất Dưới đây là kinh nghiệm của Hoa Kỳ và Canada trong giải quyết vấn đề chồng lấn cơ sở dữ liệu ENC: Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 51-8/2017 8 Nhằm tuân thủ các nguyên tắc quốc tế, Canada và Hoa Kỳ đã đồng ý loại bỏ sự bao phủ chồng chéo của các hải đồ điện tử. Khu vực đầu tiên bị ảnh hưởng bởi những thay đổi là eo biển Juan de Fuca, eo biển Haro và khu vực đường ranh giới giữa hai nước được thực hiện vào ngày 15 tháng 12 năm 2011. Hoa Kỳ và Canada sẽ tiếp tục giải quyết các chồng chéo ENC ở vùng Đại Tây Dương và Great Lakes. Phạm vi bao phủ mới của ENC này sẽ dẫn đến việc mỗi quốc gia thay đổi phạm vi bao phủ, do đó khi phân chia lại khu vực ENC của một quốc gia sẽ được cung cấp cho quốc gia kia. Những nguyên tắc này bao gồm một số điều khoản: ENC trùng lắp nên tránh. Chỉ có một quốc gia phải có trách nhiệm phục vụ sản xuất ENC trong bất kỳ khu vực nhất định; Trách nhiệm sản xuất ENC có thể được ủy thác một phần hoặc toàn bộ bởi một quốc gia cho một quốc gia khác, sau đó trở thành quốc sản xuất trong khu vực được thỏa thuận; Khi các giới hạn sản xuất là giới hạn chính thức đối với nước vùng lãnh hải quốc gia, quyền thương mại sẽ thuộc về nước sản xuất ENC. Hình 3. Chồng lấn ENC giữa Hoa Kỳ và Canada Hình 4. Ranh giới khu vực sản xuất ENC sau khi thỏa thuận giữa Hoa Kỳ và Canada Một số trường hợp khác, thỏa thuận phân chia trách nhiệm sản xuất được thực hiện trên cơ sở tỷ lệ. Ví dụ, một cơ quan sản xuất các cell ENC tỷ lệ nhỏ, cơ quan khác sản xuất ENC tỷ lệ lớn hơn trên cùng khu vực nhưng sử dụng lượng thông tin chi tiết hơn. Trong những trường hợp này, người dùng cần lưu ý đến các bản cập nhật cho từng tỷ lệ khác nhau vì hai cơ quan sản xuất ENC có thể có những phương pháp biên tập, cập nhật khác nhau. Tuy nhiên, vẫn tồn tại những cơ quan sản xuất ENC chưa hoàn toàn loại bỏ các phần chồng lấn dữ liệu. Người sử dụng có thể nhận thấy sự chồng lấn dữ liệu này trên bảng chắp hải đồ cung cấp bởi các cơ quan phân phối ENC. 4.2. Đề xuất phương pháp lựa chọn ENC ở các khu vực có dữ liệu chồng lấn Thông thường, ECDIS sẽ cho phép cài đặt dữ liệu chồng lấn, mỗi công ty sản xuất ECDIS có những tiêu chuẩn riêng để hiển thị và tận dụng dữ liệu chồng phủ. Do đó, người sử dụng cần nghiên cứu kĩ các tài liệu hướng dẫn sử dụng và kiểm tra cách thức hiển thị của ECDIS tại khu