Tổng quan về hệ thống vts

  • 48 trang
  • file .doc
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ từ
phía nhà trường, khoa, thầy cô và bạn bè trong lớp. Tất cả đã tạo điều kiện tốt
nhất để em có thể thực hiện đồ án này.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo hướng dẫn Nguyễn
Ngọc Sơn chỉ dạy rất tận tình. Thầy luôn giúp đỡ em trongNhờ vậy em mới có
thể hiểu thêm về các vấn đề khó trong hệ thống VTS. Nhờ đó em mới có thể
hoàn thành được đồ án này.
Do hiểu biết còn ít nên đồ án của em còn nhiều thiếu sót. Kính mong thầy cô
thông cảm.
TP. Hải Phòng, ngày 13 tháng 12 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Lê Quốc Anh
LỜI CAM ĐOAN
i
Em xin cam đoan:
1. Những nội dụng được viết trong đồ án là do chính tay em thực hiện dưới
sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo Th.S Nguyễn Ngọc Sơn.
2. Mọi tài liệu tham khảo em sẽ trích dẫn rõ ràng về tên tài liệu, tên tác giả
và ngày công bố.
Sinh viên
Lê Quốc Anh
MỤC LỤC
ii
Trang
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................. i
LỜI CAM ĐOAN..........................................................................................................ii
MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN...............................................iv
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.......................................................................................v
PHẦN MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VTS – VESSEL TRAFFIC SERVICE.2
1. Giới thiệu về hệ thống VTS...................................................................................2
1.1. Giới thiệu chung.............................................................................................2
1.2. Mục đích của hệ thống VTS............................................................................3
2. Cấu trúc chức năng của hệ thống VTS...................................................................4
2.1. Cấu trúc của hệ thống.....................................................................................4
2.2. Chức năng của hệ thống.................................................................................5
2.3. Dịch vụ............................................................................................................8
3.Nguyên lý hoạt động của hệ thống .........................................................................9
4. Hiệu quả của hệ thống VTS tại khu vực cảng Hải Phòng....................................10
CHƯƠNG 2: RADAR TRONG HỆ THỐNG VTS.....................................................13
1. Tổng quan về hệ thống radar hàng hải.................................................................13
1.1. Khái niệm cơ bản..........................................................................................13
1.2. Radar trong hệ thống VTS.............................................................................13
2. Đặc điểm Radar trong hệ thống VTS...................................................................14
3. Nguyên lý hoạt động của Radar...........................................................................16
3.1. Xung điện......................................................................................................16
3.2. Nguyên lý phát xung trong radar..................................................................17
3.3. Cơ cấu hiện ảnh của radar...........................................................................17
3.4. Nguyên lý đo khoảng cách............................................................................18
3.5. Nguyên lý đo góc...........................................................................................20
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ANTEN TRONG RADAR...............................................22
1. Giới thiệu chung..................................................................................................22
1.1. Tổng quan.....................................................................................................22
1.2. Các loại anten được sử dụng trong radar.....................................................23
2. Anten trong hệ thống VTS...................................................................................24
iii
2.1. Giới thiệu......................................................................................................24
2.2. Anten quét Terma...............................................................................................25
3. Cấu tạo, đặc điểm của anten quét Terma ......................................................................27
3.1. Cấu tạo vật lý của Anten......................................................................................27
3.2.Phân cực trong anten.....................................................................................29
3.3. Tính phân tập về tần số và thời gian.............................................................30
3.4.Đặc tính của anten.........................................................................................31
3.5. Tầm xa cực tiểu của radar............................................................................34
4. Thuộc tính của anten.................................................................................................35
4.1. Các thuộc tính cơ bản.........................................................................................35
4.2. Dạng bức xạ.....................................................................................................36
KẾT LUẬN.................................................................................................................39
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................40
MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN
iv
VTS Vessel Traffic Service – Dịch vụ điều khiển lưu thông tàu
AIS Automatic Identification System – Hệ thống tự động nhận dạng
SMR Surface Movement Radars - Radar giám sát bề mặt
CCTV Closed Circuit Television – Hệ thống truyền hình mạch kín
ULA Uniform Linear Anten – Anten đơn tuyến tính
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼẼ
Số hình Tên hình Trang
1.1 Phòng điều khiển hệ thống VTS 3
v
1.2 Tổng quan phân hệ VTS 4
1.3 Sơ đồ khối hệ thống VTS 9
2.1 Xung điện trong radar 16
2.2 Đo khoảng cách trong radar 19
2.3 Đo góc trong radar 20
3.1 Anten loa 23
3.2 Trạm anten được lắp đặt 26
3.3 Các thông số kĩ thuật của anten 27
3.4 Hình dáng bên ngoài của anten 27
3.5 Thiết kế Anten 28
3.6 Khối điều hưởng của Anten 28
3.7 Phân cực ngang 29
3.8 Mối quan hệ giữa các đường chân trời 32
3.9 Tầm hoạt đông của ba loại chùm sóng 33
3.10 Góc bức xạ được tạo bởi ba loại chùm sóng 33
3.11 Thang đo cực tiêu của ba loại chùm sóng 34
3.12 Góc mở ngang và đứngcủa cánh sóng 36
3.13 Dạng bức xạ của chùm sóng hình quạt 37
3.14 Dạng bức xạ của chùm sóng hình cosecant 37
3.15 Dạng bức xạ của chùm sóng hình đảo cosecant 38
vi
PHẦN MỞ ĐẦU
Hiện nay đất nước ta đang trong quá trình hội nhập và phát triển và đang được
nhận rất nhiều sự đầu tư của các nước trên thế giới. Hàng hóa được vận chuyển
bằng nhiều đường như hàng không, đường biển, đất liền nhưng chủ yếu là vận
chuyển bằng đường biển.
Chính vì thế, nhiều bến cảng mới đã được nhà nước cũng như các doanh
nghiệp tư nhân xây dựng để dễ dàng giao thương hơn với các nước khác. Có
nhiều hệ thống quản lý, khai thác bến cảng nhưng hiện nay hệ thống điều khiển
lưu lượng giao thông tàu VESSEL TRAFFIC SERVICE – VTS được ưa chuộng
và nhiều quốc gia trên thế giới sử dụng như Anh, Bồ Đào Nha ....
Vậy Radar trong hệ thống VTS hoạt động ra sao và lý do tại sao VTS là hệ
thống được nhiều tin cậy đến vậy em xin được trình bày những tìm hiểu của em
về hệ thống này. Xin cảm ơn các thầy, cô đã lắng nghe em.
1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VTS
VESSEL TRAFFIC SERVICE
1. Giới thiệu về hệ thống VTS.
1.1. Giới thiệu chung.
Cùng với xu thế phát triển của ngành hàng hải Việt Nam trong bối cảnh chung
của khu vực và thế giới, việc phát triển các hệ thống, trang thiết bị phục vụ bảo
đảm an toàn hàng hải cho các phương tiện vận tải bằng đường biển trở nên là
một vấn đề cấp bách đối với các quốc gia có cảng biển.
Việt Nam ở vị trí địa lý thuận lợi nằm trên tuyến đường hàng hải quốc tế với
nhiều vịnh và vũng phù hợp để làm các cảng thương mại. Trong định hướng
phát triển của Bộ Giao thông Vận tải thì việc phát triển ngành hàng hải Việt
Nam trong xu thế mới là vấn đề tiên quyết và sống còn của Việt Nam. Đi đôi với
việc phát triển đội tàu vận tải thì việc áp dụng những tiến bộ khoa học trong lĩnh
vực bảo đảm an toàn cho tàu biển ra vào cũng cần được chú trọng.
Cảng biển khu vực Hải Phòng là một trong những khu vực năng động nhất
trong cả nước với số lượng tàu bè ra vào cảng tăng là số vụ tai nạn hàng hải
cũng gia tăng dẫn đến những thiệt hại rất lớn về vật chất cũng như con người.
Hơn thế nữa những tai nạn hàng hải này còn gây ra việc ô nhiễm môi trường.
Để giảm thiểu những thiệt hại nêu trên và nâng cao hiệu suất làm việc của
cảng Hải Phòng, một hệ thống quản lý, điều khiển giao thông tàu thuyền trong
luồng và vùng biển hiện đại nhất ngày nay đã được đưa vào hoạt động, đó chính
là hệ thống VTS. Đây là một hệ thống thông tin góp phần đảm bảo an toàn khi
giao thông trên biển cũng như gia tăng hiệu qủa của công tác quản lý tàu thuyền
trong khu vực cảng biển đồng thời củng cố về mặt an ninh quốc phòng ở khu
vực Biển Đông.
2
1.2. Mục đích của hệ thống VTS.
VTS - Vessel Traffic Service là một hệ thống hiện đại được ứng dụng nhiều
công nghệ cao, công nghệ số giúp gia tăng độ tin cậy và khả năng điều khiển
giao thông tàu thuyền trên biển. Hệ thống này được trang bị, lắp đặt tại nhiều
cảng biển ở các quốc gia trên toàn thế giới. Các thiết bị như radar, camera theo
dõi, sóng điện từ ở tần số cực cao và hệ thống nhận dạng tự động tàu thuyền AIS
– Automatic Identification System được sử dụng để đeo bám, tìm vết về sự
chuyển động, di chuyển của các phương tiện lưu thông nhằm cung cấp thông tin
và đảm bảo an toàn hàng hải trong luồng và vùng biển được giám sát. Không
những thế thông tin hoạt động của đèn hải đăng trong khu vực lưu thông cũng
được hệ thống thông báo cho các phương tiện đang lưu hành.
Hình 1.1: Phòng điều khiển hệ thống VTS.
3
2. Cấu trúc chức năng của hệ thống VTS.
2.1. Cấu trúc của hệ thống.
Một hệ thống VTS được cấu thành từ nhiều hệ thống con như hình 1.2. Trong
những hệ thống con này sẽ được phân thành những hệ thống chính phải bắt buộc
trang bị trong một trạm VTS và những hệ thống phụ có thể có hoặc không. Hệ
thống phụ là những thiết bị có thể đã được lắp đặt rồi hoặc không cần thiết nếu
cảng biển không có yêu cầu sử dụng chức năng của thiết bị này.
Hình 1.2: Các hệ thống trong VTS
Trong đó các hệ thống chính của VTS là:
-Thiết bị vô tuyến điện .
-Hệ thống nhận dạng tự động AIS nhằm mục đích trao đổi thông tin giữa các
trạm radar nói chung.
-Hệ thống dự báo thời tiết biển .
-Hệ thống thông tin cộng đồng .
-Hệ thống quản lý thông tin .
-Hệ thống Radar.
Các hệ thống phụ có thể lắp đặt thêm dành riêng cho các dự án riêng biệt là:
4
-Hệ thống truyền hình CCTV .
-Hệ thống quang điện .
2.2. Chức năng của hệ thống.
Hệ thống VTS sẽ kết nối các trang thiết bị điện tử điều khiển lại với nhau
nhằm để truy tìm, bám vết các mục tiêu đồng thời trao đổi và tiến hành xử lý
thông tin nhận được từ các trung tâm thời tiết với tàu thuyền. Đồng thời quản lý
và giám sát hoạt động của các phương tiện lưu thông bằng công nghệ số trên dải
tần cực cao VHF và SHF.
Chức năng chính của hệ thống VTS có thể mô tả như sau:
- Phát các thông tin về di chuyển của các phương tiện hành hải, các điều kiện về
khí tượng thuỷ văn hay kế hoạch di chuyển của các phương tiện khác cùng tham
gia giao thông trong khu vực.
- Trao đổi thông tin với các phương tiện tham gia lưu thông về những vấn đề
liên quan đến an toàn như các thông báo về hàng hải, tình trạng các trang thiết bị
báo hiệu trên tuyến, các thông tin về khí tượng thuỷ văn, tình trạng lưu thông
trên toàn tuyến.
- Thông báo, điều động các phương tiện trong các trường hợp cụ thể. Cảnh báo
các phương tiện tham gia hành hải các thay đổi đột xuất trên tuyến như xác tàu
đắm,đâm va...
Trong các hệ thống VTS hiện nay thường yêu cầu bắt buộc phải có rất nhiều hệ
thống thông tin liên lạc. Chúng có thể bao gồm liên lạc điện thoại mặt đất, liên
lạc sóng cao tần và liên lạc vệ tinh. Nhưng thông thường chủ yếu dùng phương
pháp liên lạc qua hệ thống VTS.
Các chức năng trên được hệ thống thực hiện qua các hệ thống con:
Một trong những thiết bị chính của hệ thống VTS là radar sẽ được sử dụng để
phát hiện, định vị mục tiêu đang di chuyển trong khu vực và kiểm soát trên băng
tần X bằng cách phân tập tần số và phân tập thời gian. Do radar được sử dụng
5
kết hợp với một phần mềm chuyên dụng, được thiết kế dành riêng cho những
ứng dụng chuyên nghiệp như VTS, hệ thống giám sát bờ biển hay radar giám sát
bề mặt nên độ phân giải và khả năng chống nhiễu được nâng lên rất cao giúp
cho việc phát hiện các mục tiêu dù rất nhỏ và ở trong thời tiết khắc nhiệt, khó
khăn một cách dễ dàng hơn.
Hệ thống nhận dạng tự động AIS (Automatic Identification System) là hệ thống thu phát
thông tin dựa trên sóng vô tuyến VHF. AIS được thiết kế dựa theo công nghệ “Tự tổ chức
đa truy cập” (Self Organized Time Division Multiple Access – SOTDMA), nó cho phép ta
kết nối thông tin toàn cầu sử dụng cho hàng hải, hàng không,... Hệ thống được sử dụng để
ghi nhận vị trí của tàu trong một khoảng thời gian nhất định (vị trí tàu thay đổi theo thời
gian). Ngoài ra, hệ thống AIS còn cho phép truyền thông tin 2 chiều giữa tàu và bờ bằng
cách sử dụng các bản tin ngắn (short messages). AIS ngày càng trở nên quan trọng đối với
giám sát giao thông bởi các bản tin AIS cho phép xác định vị trí và xác thực các mục tiêu.
Hệ thống AIS gửi các bản tin xác định vị trí dựa trên tín hiệu thu được từ hệ thống GPS
(Global Positioning System), do vậy sự sai lệch tín hiệu GPS sẽ ảnh hưởng đến sai lệch vị trí
so với thực tế. Một yếu tố khác gây ra lỗi đối với hệ thống AIS là việc cấu hình các bộ thu
phát, các cấu hình này sẽ ảnh hưởng đến việc xác định vị trí và xác thực thông tin tàu. Các
trạm AIS được sử dụng để truyền và nhận các bản tin AIS.
Thiết bị vô tuyến điện Radio Direction Finder (RDF) thông báo hướng nhận được tín hiệu
VHF. Vì vậy, khi tàu sử dụng tín hiệu VHF, các giao điểm của các đường RDF trên màn
hình giao thông sẽ cho biết vị trí (gần đúng) của con tàu. Do vậy cung cấp cho các nhà điều
hành VTS phương tiện để có thể xác định vị trí các tàu trên màn hình hiển thị tình trạng giao
thông.
Hệ thống VHF (Very High Frequency): Phương tiện thông tin liên lạc chính giữa tàu và
bờ là sử dụng sóng vô tuyến VHF. Mỗi người điều hành VTS phải có truy cập vào kênh vô
tuyến VHF tại các kênh được quy định trong vùng quản lý. Hệ thống thông tin VHF là một
thành phần quan trọng trong hệ thống VTS. Các hệ thống thông tin VHF (VHFCOM) là
một hệ thống hoàn chỉnh và riêng biệt, có thể được tích hợp vào hệ thống VTS .
6
Thiết bị truyền hình CCTV là đưa việc sử dụng Camera – Máy ảnh Video để thu và
truyền tín hiệu đến một nơi cụ thể, trên một tập hợp giới hạn của màn hình. Thuật ngữ này
thường được áp dụng cho những người sử dụng để giám sát trong các lĩnh vực có thể cần
theo dõi như buồng lái tàu thủy, ngân hàng, sòng bạc, sân bay, cảng biển, các căn cứ quân
sự, và các cửa hàng tự trả tiền,...
Các chức năng chủ yếu khác của hệ thống bao gồm:
-Xử lý tín hiệu Video: Chức năng này thực hiện tách số đo từ tín hiệu radar .
Đầu vào là hình ảnh radar. Đầu ra là các biểu đồ và tín hiệu hình ảnh đã số hóa.
-Phần mềm giao tiếp: Chức năng này thực hiện việc loại bỏ sự trùng lặp và dữ
liệu xác thực cần thiết, chuyển đổi định dạng và chuyển đổi giao thức cho các dữ
liệu cảm biến.
-Theo dõi: Dựa trên các phép đo cảm biến, một hình ảnh giao thông phù hợp
được xây dựng. Đối với các đối tượng bị theo dõi, ít nhất cần duy trì được vị trí
thực tế và vectơ tốc độ.
-Nhận dạng: Căn cứ vào thông tin được nhập từ những người điều hành, dữ
liệu từ hệ thống hoặc AIS (nhận được từ các đối tượng mục tiêu), các đối tượng
mục tiêu sẽ được xác định với tên tàu, hô hiệu hoặc 1 văn bản chỉ định.
-Cảnh báo: Cung cấp các thông báo cho các nhà điều hành VTS về các tình
huống bất thường hoặc các tình huống có khả năng nguy hiểm.
-Định tuyến: Mỗi tàu có thể được gắn vào một tuyến xác định. Các chức năng
định tuyến cung cấp thông tin về lịch trình và các thông báo về những sai khác
so với tuyến quy định.
-Lập kế hoạch hành trình: Hệ thống duy trì kế hoạch và xác định thông tin
trong cơ sở dữ liệu DB.
-Các giao diện thông tin: Điều khiển thiết bị vô tuyến VHF và các giao diện
tín hiệu thoại với thiết bị vô tuyến. Điều khiển thiết bị vô tuyến VHF.
-Hiển thị lưu lượng giao thông (operator): Tổng quan về tình hình giao thông
thực tế.
7
Hiển thị EOS. Ghép các hình ảnh từ các Camera.
-Ghi: Các thông tin xử lý tín hiệu hệ thống được lưu trữ trên ổ cứng.
-Phát lại: Các thông tin xử lý dữ liệu hệ thống đã được ghi có thể được phát lại
cho các vị trí làm việc cần thiết để phân tích.
-Lưu trữ: Các thông tin xử lý dữ liệu hệ thống đã được ghi có thể được lưu trữ
bởi các băng từ (tape) để hổ trợ chức năng phát lại để phân tích thông tin.
-Điều khiển và giám sát: Báo cáo trạng thái hệ thống và bảo trì hệ thống.
2.3. Dịch vụ.
Dịch vụ trong hệ thống VTS này gồm có:
- Dịch vụ thông tin: là dịch vụ đảm bảo rằng các thông tin cần thiết phải sẵn
sàng kịp thời để ra các quyết định về lái tàu kịp thời. Các thông tin này được
cung cấp bằng cách phát quảng bá rộng rãi vào các thời điểm với chu kỳ cố định
hoặc theo yêu cầu của tàu thuyền, và có thể bao gồm cả các thông báo về vị trí,
nhận dạng và các dự định của tàu khác, thông tin về luồng, thông tin thời tiết,
các nguy hiểm, các thông tin có thể ảnh hưởng đến việc quá cảnh của tàu …
- Dịch vụ tổ chức lưu lượng giao thông: là dịch vụ để ngăn sự phát sinh tình
huống lưu thông hàng hải nguy hiểm và cung cấp thông tin an toàn, di chuyển
của các tàu thuyền. Dịch vụ này liên quan đến quản lý khai thác lưu thông và
chuyển tiếp các thông tin về di chuyển của tàu để ngăn chặn sự tắc nghẽn và tình
huống nguy hiểm và có liên quan đến mật độ lưu thông cao hoặc khi sự di
chuyển của phương tiện mà ảnh hưởng lớn đế lưu lượng giao thông trên biển.
Dịch vụ này cũng bao gồm việc thiết lập và vận hành hệ thống để đảm bảo
thông thoáng lưu lượng hoặc kế hoạch di chuyển hoặc cả hai để đặt ưu tiên cho
việc di chuyển, phân bổ khoảng trống , thông báo bắt buộc về di chuyển, tuyến
phải theo, giới hạn về tốc độ và chuẩn bị các phương tiện khác phù hợp được
xem xét và chỉ huy bởi cơ quan VTS. Dịch vụ này đặc biệt quan trọng trường
8
hợp thời tiết hoặc dẫn đường khó. Dịch vụ này đáp ứng yêu cầu của tàu hoặc bởi
cơ quan quản lý hệ thống VTS thấy cần thiết phải thực hiện.
Do giám sát được chặt chẽ lưu lượng giao thông trên luồng và các vùng
biển, phòng tránh va chạm, hỗ trợ dẫn đường hàng hải nên hệ thống VTS còn có
chức năng nhận dạng và theo dõi các tàu trong khu vực tìm kiếm và cứu nạn.
Chức năng tìm kiếm cứu nạn sẽ cho phép các cơ quan chức năng yêu cầu một
dịch vụ tìm kiếm và cứu hộ được gọi là SAR (Search And Rescue) cung cấp
thông tin về hiện trạng cục bộ (giới hạn trong đặc điểm và vị trí của tàu) trong
một khu vực xác định (đường tròn hay hình chữ nhật). Nhờ vào thông tin này,
có thể quản lý tốt hơn hoạt động tìm kiếm và cứu nạn trên biển.
3.Nguyên lý hoạt động của hệ thống .
* Sơ đồ khối của hệ thống VTS cơ bản:
9
Hệ thống gồm các khối chính như sau:
Hình 1.3: Sơ đồ khối hệ thống VTS.
Từ hình 1.3 ta thấy một hệ thống VTS cơ bản có các khối như sau:
- Khối hệ thống thiết bị vô tuyến VHF (VHF Radio System) liên tục trực canh
trên kênh 16 và kênh 70.
- Khối hệ thống Radar (Radar System) bao gồm anten và các máy thu phát.
- Khối hệ thống nhận dạng tự động (AIS system) .
- Khối xử lý dữ liệu (Data Processor) .
- Màn hình hiển thị theo dõi hoạt động của hệ thống.
*Nguyên lý làm việc của hệ thống.
10
Khi hệ thống VTS được kích hoạt , radar sẽ thu được tín hiệu hình ảnh của các
mục tiêu và hiển thị trên bản đồ số. Do radar được tích hợp thêm ARPA
(Automatic radar plotting aid - hệ thống radar tự động hiển thị) nên cán bộ vận
hành hệ thống có thể dễ dàng nhận diện được hướng di chuyển của các mục tiêu
và đoán được trước các nguy cơ va chạm có thể xảy ra giữa các mục tiêu, đồng
thời máy nhận dạng AIS sẽ thu được và hiển thị các thông tin từ các đài tàu trên
một bản đồ số. Do đó các phương tiện lưu thông sẽ được giám sát chặt chẽ trong
tầm hoạt động của thiết bị. Khi cần trao đổi thông tin với các đài tàu, hệ thống
VHF sẽ được sử dụng để loan báo các phương tiện. Tất cả các tín hiệu hình ảnh
radar, AIS và thông tin liên lạc VHF sẽ được thu thập, xử lý, hiển thị và lưu trữ
qua thiết bị ghi và lưu trữ dữ liệu trên biển S-VDR (System - Voyage Data
Recorder) . Ngoài ra hệ thống được trang bị thêm các máy tính để có thể xem lại
lịch sử của các tín hiệu đã loan báo của hệ thống.
4. Hiệu quả của hệ thống VTS tại khu vực cảng Hải Phòng.
Hệ thống quản lý hàng hải VTS luồng vào cảng Hải Phòng có tầm quan trọng
đặc biệt trong việc cải tiến cơ chế quản lý, giám sát, bảo đảm an toàn hàng hải
trong khu vực cảng Hải Phòng. Tăng cường công tác quản lý điều hành và giám
sát tàu thuyền hoạt động trên luồng, khu nước cảng.
Bảo đảm an toàn hàng hải hỗ trợ cho công tác tìm kiếm cứu hộ, cứu nạn,
ngăn ngừa các hiểm hoạ về hàng hải. Giảm đến mức thấp nhất vê tai nạn hàng
hải về gây ô nhiễm môi trường.
Đối với công tác thủ tục tàu biển ra vào khu vực được nhanh chóng, thuận
lợi, giảm phiền hà đối với các tàu và chủ tàu nước ngoài đến cảng.
Tính hấp dẫn của cảng cũng được tăng lên đáng kể đối với các nước trong
khu vực. Đặc biệt trong xu thế cạnh tranh khốc liệt những năm gần đây trong
lĩnh vực hàng hải, việc đưa hệ thống vào hoạt động sẽ làm tăng tính hấp dẫn của
hệ thống cảng Hải Phòng đối với các chủ tàu và các hãng tàu nước ngoài, tăng
11
tính cạnh tranh của hệ thống cảng tại Hải Phòng đối với các cảng khác trong khu
vực.
Hỗ trợ việc kiểm soát, tăng cường công tác bảo vệ bờ biển bảo vệ an ninh
quốc phòng trên khu vực biển phía nam thuộc chủ quyền lãnh hải trên biển của
Việt Nam, giữa vực độc lập và bảo vệ toàn vẹn lãnh thổ quốc gia trên biển.
Khi hệ thống đi vào hoạt động, sẽ giúp ích rất nhiều trong công tác quản lý
phương tiện lưu thông trên toàn tuyến luồng, tham gia vào công tác an toàn và
cứu nạn trên biển, bảo vệ môi trường.
Tại các vị trí điều hành của hệ thống sẽ có được sự liên lạc và hợp tác với tất
cả các phương tiện trong vấn đề bảo đảm an toàn hành hải, quản lý và kiểm soát
các thông tin khí tượng thuỷ văn cũng như an toàn và đưa ra được những thông
tin chính xác cho hoa tiêu và người điều khiển phương tiện.
Hệ thống đưa ra các điểm kiểm soát (Calling point) mà khi các phương tiện
thuỷ vượt qua các vị trí này phải báo cáo với các sỹ quan điều hành VTS về
hướng di chuyển cũng như tốc độ di chuyển: Việc qui định các điểm cụ thể này
giúp cho việc quản lý được dẽ dàng và cập nhật thường xuyên nhằm đưa ra một
thông tin chính xác về số lượng và vị trí của các tàu đang tham gia lưu thông
trên luồng.
Hệ thống cũng giúp cho các nhà quản lý nắm được vết hành trình của các tàu
chuyên chở các chất nguy hiểm đang tham gia lưu thông trên luồng giúp cho
việc bảo đảm an toàn hành hải tốt hơn và phòng chống được các nguy cơ đâm va
có thể xảy ra gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường.
Khi kiểm soát trên tuyến luồng, các sỹ quan điều hành hệ thống khi quan sát
trên màn hình chỉ báo thấy có dấu hiệu có thể gây đâm va hay nghi ngờ có thể
dẫn đến khả năng đâm va có quyền đưa ra các yêu cầu điều chính hướng và tốc
độ đối với các phương tiện nhằm giảm thiểu và ngăn ngừa khả năng tai nạn xảy
ra.
12
Khi đưa hệ thống vào áp dụng thì một khung pháp lý về hành hải trong vùng
nước quản lý của VTS cũng sẽ được áp dụng và phù hợp với luật pháp Hàng hải
Quốc tế cũng như luật Hàng hải Việt Nam.
Cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế quốc dân, sự phát triển của ngành
hàng hải nói chung và của khu vực cảng Hải Phòng nói riêng đang có những
bước nhảy vọt. Điều này được chứng minh qua lượng hàng hoá xuất nhập khẩu
trong khu vực cảng những năm gần đây.
Với đặc điểm luồng vào với lưu lượng tàu bè lưu thông trên tuyến là rất lớn
và ngày càng gia tăng cùng với sự điều hành giám sát và quản lý tuyến luồng
chủ yếu bằng mắt thường và đơn giản như hiện nay là không đáp ứng nổi, các
tai nạn hành hải liên tiếp xảy ra và ngày càng gia tăng gây thiệt hại nghiêm trọng
đến tính mạng và tài sản, gây ô nhiễm môi trường.
CHƯƠNG 2: RADAR TRONG HỆ THỐNG VTS
1. Tổng quan về hệ thống radar hàng hải.
1.1. Khái niệm cơ bản.
Thuật ngữ “RADAR” là viết tắt của nhóm từ “ Radio Detection And
Ranging”, có nghĩa là hệ thống xác định vị trí của mục tiêu bằng cách đo cự ly
và góc phương vị nhờ vào nguyên lý sóng phản xạ.
Mục tiêu phát hiện là những vật thể vật lý bất kỳ hoặc cũng có thể là một
nhóm các vật thể có đặc tính điện từ khác biệt với đặc tính điện từ của môi
13
trường truyền sóng. Trong điều kiện hàng hải đó là: tàu thuyền, các mốc hàng
hải, bờ đất, các tảng băng trôi, các công trình biển… . Những thông tin hữu ích
về mục tiêu đều do các sóng điện từ mang lại, được gia công và xử lý phù hợp
để trở thành những kết quả đo lường hữu ích tại các trạm radar.
Phụ thuộc vào nguồn gốc của các sóng tới trạm này mà người ta chia các hệ
thống định vị thành các hệ định vị tích cực và thụ động. Phụ thuộc vào cấu trúc
của các sóng thăm dò, người ta còn chia các hệ thống định vị thành: các hệ
thống radar phát sóng liên tục và các hệ thống radar phát sóng không liên tục
hay radar phát xung. Trong các hệ thống radar phát sóng liên tục sóng phát đi
có thể bị điều chế hoặc không bị điều chế.
1.2. Radar trong hệ thống VTS.
Radar trong hệ thống VTS là radar phát xung, hoạt động ở tần số siêu cao và
có bước sóng cực kì ngắn. Do có bước sóng cực kì ngắn nên sóng có tính chất
có thể phản xạ tốt từ mục tiêu, ngoài ra còn truyền lan theo đường thẳng với tốc
độ không đổi và chịu rất ít ảnh hưởng của thời tiết nhu sương mù hay mưa.
Radar phát đi các chùm sóng siêu cao tần có tính chu kì, được gọi là các chùm
xung “thăm dò”, có độ rộng xung rất nhỏ so với độ rỗng lớn. Trong khoảng thời
gian giữa hai chùm xung ấy, máy thu của trạm thu nhận các chùm xung phản xạ
từ mục tiêu trở về. Mỗi một chùm xung đơn lẻ phản xạ từ mục tiêu trở về máy
thu có độ trễ tỷ lệ thuận với khoảng cách của mục tiêu nơi sóng phản xạ trở về
với trạm. Do đó có thể xác định được khoảng cách từ mục tiêu đến trạm. Đồng
thời nhờ anten có độ định hướng cao và quay tròn có thể xác định góc phương vị
của mục tiêu. Vì các vật thể khác nhau ở các khoảng cách và phương vị khác
nhau nên sóng phản xạ trở về lần lượt ở những thời điểm khác nhau, từ đó cho
phép hệ thống có thể quan sát và xác định được nhiều mục tiêu cùng một lúc.
Điều kiện duy nhất là các mục tiêu này nằm trong vùng phủ sóng của trạm và
cách xa nhau trong phạm vi phân giải của trạm.
14