Maritime Black Box This article is an introduction to a new marine equipment Data Recorder) VDR (Maritime Giới thiệu chung 1.1 Lịch sử phát triển hệ thống VDR Trong nhiều năm "Data Recorder" khái niệm quen thuộc với ngời biển tìm thấy chúng nhật ký (Log Book), hải đồ hàng hải (Navigation Chart), máy ghi hớng (Course Recorder), đồng hồ ghi ứng suất vỏ tàu (Hull Stress Meters), nhật ký máy tính thiết bị động lực máy phụ (Propulsion and auxiliary engine computer Logs), hệ thống điều phối giao thông tàu thuyền (VTS), hệ thống tự động nhận dạng (AIS), băng ghi hình trung tâm phối hợp tìm kiếm cứu nạn (Rescue co ordination center radio tranmision tapes), thiét bị VDR tập trung tất thiết bị tàu vào thiết bị đợc bảo vệ sau phục hồi lại để phân tích sau tai nạn xảy Rất nhiều công ty trang bị thiết bị VDR tàu không để thu thập liệu mà để quản lý đội tàu Ban an toàn giao thông quốc gia (The national transportation safety board) viết tắt NTSB Mỹ khuyến khích việc sử dụng thiết bị ghi liệu hàng hải từ năm 1970, NTSB đa khuyến cáo cho việc sử dụng thiết bị VDR qua việc nghiên cứu số tai nạn hàng hải nh tai nạn tàu Sea Witch tàu Esso Brusel dẫn đến việc gây cháy New York Harbour ngày tháng năm 1973 Dựa việc điều tra tai nạn hàng hải NTSB đa khuyến cáo cho Coast Guard sử dụng thiết bị ghi tự động lại thông tin an toàn hàng hải cần thiết cho việc dựng lại tai nạn Dựa việc điều tra tai nạn tàu chở dầu SS Marine Florida với cầu Benjamin Harissio Memorial Bridge vào năm 1973, NTSB đa khuyến cáo cho việc đa tiêu chuẩn việc ghi lại liệu hình ảnh âm nhằm tiến tới việc xem xét lắp đặt khai thác loại thiết bị tàu có tổng dung tích từ 16.000 đợc đóng sau năm 1965 Vào năm 1981 dựa nghiên cứu đặc biệt, Major Marine Collisions and Effects of Preventative Recommendations, NTSB đa số khuyến cáo cho Coast Guard: Xúc tiến việc đẩy mạnh nghiên cứu lắp đặt loại thiết bị ghi tự động nhằm l u trữ thông tin hàng hải cần thiết tàu biển Nhng Coast Guard theo th trả lời vào tháng năm 1982 viết rằng:+ tự động nh thiết bị hỗ trợ cho việc nghiên cứu tai nạn hàng hải nhng nhng Bộ Hàng Hải Mỹ huỷ bỏ việc nghiên cứu dự án IMCO loại khỏi danh sách làm việc Năm 1995, NTSB lại tiếp tục đa khuyến nghị cho việc cần thiết phải lắp đặt VDR tàu biển qua việc nghiên cứu tai nạn hàng hải tàu khách Noordam tàu chở hàng rời Mount Ymistos Qua việc nghiên cứu tai nạn NTSB đa số khuyến nghị cho Coast Guard: Yêu cầu tất tàu hoạt động trang vùng biển Mỹ có tổng dung tích từ 16000 trở lên phải lắp đặt thiết bị VDR Đề nghị IMO quy định yêu cầu tất nhũng tàu có tổng dung tích từ 500 trở lên phải lắp đặt VDR Năm 1996 dựa đề nghị phủ Mỹ phủ Anh cho việc lắp đặt VDR, tiểu ban hàng hải IMO (IMOs Navigation Subcommittee) yêu cầu Hội đồng kỹ thuật điện quốc tế (International Electrotechnical Commission - IEC) phát triển tiêu chuẩn kiểm tra kỹ thuật quốc tế cho VDR dựa khuyến cáo IMO Vào ngày 19 - 21 tháng năm 1997 hội nghị IEC tiến hành làm việc để đa tiêu chuẩn làm việc VDR Các tiêu chuẩn đợc đề cập cách chi tiết nghị IMO A.861(20) Standard Shipborne for VDRs Trong nghị IMO đa tiêu chuẩn thực VDR, giống nh tiêu chuẩn cho VDR dùng cho máy bay dựa việc lu trữ liệu cho việc phân tích tai nạn 1.2 Những qui định IMO lắp đặt VDR Những yêu cầu việc trang bị VDR tàu thuyền đợc quy định nghị A861(20) - Standard for Shipborne Voyage Data Recorder (VDR) nh sau: Để trợ giúp cho việc điều tra tai nạn, tàu tham gia hành hải tuyến quốc tế, đối tợng khoản điều 1.4 phải đợc trang bị với thiết bị VDR nh sau: Các tàu khách đợc đóng vào sau ngày tháng năm 2002 Các tàu khách Ro - Ro đợc đóng trớc tháng năm 2002, không muộn lần khảo sát thiết bị hàng năm sau ngày tháng năm 2002 Các tàu khách khác với tàu khách Ro - Ro đợc đóng trớc tháng năm 2002, không muộn mùng tháng năm 2004 Tất tàu khác với tàu khách có tổng dung tích từ 3000 trở lên đợc đóng vào sau ngày tháng năm 2002 Những thiết bị VDR phải đáp ứng đợc tiêu chuẩn thực không gây ảnh hởng tới thiết bị đợc IMO qui định, phải loại VDR đợc IMO qui định theo IMO A861(18) Các nhà cầm quyền miễn trừ việc trang bị VDR tàu khác với tàu khách Ro -Ro mà đóng trớc ngày tháng năm 2002 nh chứng minh đợc việc kết nối thiết bị VDR với thiết bị khác tàu không hợp lý không thực đợc Hiện tiểu ban an toàn hàng hải IMO (IMO Marine Safety Committee ) tiến hành nghiên cứu tính khả thi cho việc kéo dài khoảng thòi gian tr ớc bắt buộc lắp đặt thiết bị VDR tất tàu hàng đối tợng công ớc SOLAS việc nghiên cứu kết thúc vào trớc tháng năm 2004 - Tại họp lần thứ 47 tiểu ban an toàn hàng hải IMO đa (2-6, July 2001) đa hớng dẫn quyền phục hồi làm chủ liệu thu đợc.Trong trờng hợp tàu xảy tai nạn chủ tàu (Shipowner) ngời có quyền sở hữu VDR liệu Trong tiến hành điều tra tai nạn tra có quyền sử dụng liệu này, chịu trách nhiệm cho việc thu xếp đownload phục hồi liệu phải thông báo đầy đủ cho chủ tàu Cấu tạo tổng quát VDR 2.1 Sơ đồ tổng quát Biểu đồ hệ thống VDR 2.2 Chức khối Nói chung VDR có khối sau: 1) Bộ phận thu thập liệu (Data Collection Unit - DCU): DCU đợc nối với thiết bị tàu thu thập, xử lý lu trữ liệu có liên quan nh đợc qui định IMO A.861 Đợc treo tờng buồng lái buồng thiết bị bên cạnh 2) Bộ phận lu (Protected Storage trữ liệu Unit PSU) cần bảo vệ PSU lu trữ tất liệu từ DSU vào đĩa cứng cho khoảng thời gian 12h, PSU đợc bảo vệ hộp bảo vệ đợc đặt phần tàu nhằm để dễ dàng lấy tàu xảy tai nạn Có khả chịu đợc áp suất nhiệt độ cao 250kg rơi từ độ cao mét với phạm vi tác động có đờng kính 100mm Nhiệt độ 1100oC cho 1h 2600C cho 10h Chìm nớc 30 ngày độ sâu 6.000 mét 3) Thiết bị đánh giá hiển thị lại (Replay and evaluation Unit - REU) Thiết bị đợc sử dụng để hiển thị lại liệu đợc ghi để phân tích hành động lúc REU thiết bị tốt cho việc đào tạo tàu, liệu đợc lu PSU đợc tải xuống thông qua DCU để hiển thị lại lu trữ thời gian dài REU Bộ phận cho phép hiển thị lại liệu đợc lu trữ sau đợc lấy xuống từ phận ghi liệu đợc bảo vệ từ liệu đợc ghi VDR song song với thiết bị thu thập liệu DCU Các liệu đợc thu thập lại đợc hiển thị lại hình máy tính (conning display) 2.3 Các liệu ghi lại tàu bao gồm - Hình ảnh: Các hình ảnh thu đợc Radar - Âm thanh: Các hội thoại buồng lái, liên lạc VHF - Các thông số khác: Ngày Vị trí tàu, tốc độ hớng Độ sâu Lệnh bánh lái thực Các báo động (Các tín hiệu báo động buồng lái nh qui định bắt buộc IMO) ứng suất vỏ tàu Tốc độ hớng gió Tình trạng lỗ hổng tàu Tình trạng cửa kín nớc cửa chống cháy Các ứng dụng VDR Việc sử dụng VDR tàu thuỷ công nghiệp hàng hải thơng mại tăng an toàn mức độ khai thác hiệu Mặc dù đợc sử dụng muộn so sánh với công nghiệp hàng không Trong yêu cầu bắt buộc việc trang bị VDR ch a có hiệu lực, số công ty tàu biển phát triển bắt đầu lắp đặt VDR nh phần hệ thống buồng lái tích hợp (IBS - Integrated Bridge System) Mặc dù mục đích chủ yếu VDR dùng cho việc điều tra tai nạn hàng hải, nhng với cải tiến việc sử dụng VDR chứng minh VDR tăng an toàn hành hải nh hiệu khai thác Khái niệm giống nh việc sử dụng hộp đen máy bay để ghi lại liệu máy móc cho việc bảo dỡng Phần mô tả vài ứng dụng VDR cho việc quản lý âm báo động, giám sát hiệu khai thác tàu, tránh h hỏng thời tiết đào tạo kỹ thuyền nghệ Khai thác an toàn (SAFETY) Việc khai thác an toàn tàu điều quan trọng với ngời khai thác tàu, ngời sửa chữa, phận khác Khai thác hiệu an toàn yêu cầu việc kinh doanh ngày nghĩa vụ pháp lý làm cho ngời khai thác phải đặt an toàn lên hàng đầu Những nguy phải trả tiền cho vụ kiện, chống kiện, trả tiền cho tổn thất ngời, thơng tật, h hỏng hàng hoá, ô nhiễm môi trờng làm cho việc đIều khiển tàu không an toàn đặt lên hàng đầu Các thiết bị mà đảm bảo việc khai thác tàu đợc an toàn đợc u tiên hàng đầu VDR tiềm cho việc nâng cao an toàn hàng hảI đạt đợc mức độ cao Việc ghi lại đợc khối lợng lớn thông tin thiết bị hàng hải, hệ thống động lực lệnh đIều khiển nh tình trạng báo động cung cấp sở liệu phân tích dễ dàng Dữ liệu dùng để trợ giúp cho việc điều tra nguyên nhân gây tai nạn Quan trọng hơn, dùng để nghiên cứu kiện có khuynh hớng xảy ra, kiện dẫn đến tai nạn, từ tạo qui trình hớng dẫn phù hợp để tránh lặp lại tình tơng lai Những liệu ghi lại đợc dùng nh công cụ đào tạo để giúp cho ngời khai thác nhận diện tình nguy tiềm ẩn Ngoài liệu dùng để đánh giá tình trạng thiết bị để đảm bảo cho việc bảo quản khai thác phù hợp Hơn nữa, chế độ hiển thị (Real-time mode) không ảnh hởng tới chức ghi lại liệu VDR, liệu đợc hiển thị lại cho ngời khai thác để tránh tai nạn Những ví dụ sau vài ứng dụng (Real time mode): Tránh h hại thời tiết xấu (Heavy Weather Damage Avoidance ) Các containers bị tích tàu bị h hỏng tình trạng thời tiết xấu Việc giám sát chuyển động tàu ứng suất vỏ tàu báo động cho ng ời khai thác giới hạn khai thác an toàn bị vợt qua, việc dựa hình real - time phân tích kết hợp với tính toán tác động sóng, chuyển động dự đoán tàu dựa dự báo thời tiết quan sát trực tiếp giảm nguy h hỏng thời tiết xấu Sử dụng thiết bị này, ngời khai thác trả lời nhiều câu hỏi What If thay đổi tốc độ tàu hớng để giảm cờng độ tác động trớc thực Các cảm biến khẳng định hành động ngời khai thác Hệ thống quản lý âm báo động (Central Alarm Management ) Với nhiều loại tín hiệu báo động loại thiết bị cảm biến tàu đại, tín hiệu báo động bị nhẫm lẫn quản lý Các thuỷ thủ đoàn phải nhiều ngày làm quen với tín hiệu báo động học cách để tắt chúng Bởi VDR có chức giám sát âm báo động chính, hệ thống Central Alarm Management System tự động giám sát, ghi hiển thị âm báo động tàu thuỷ thủ đoàn nhận dạng quản lý cách xác tiết kiện thời gian Xác định tính ổn định hớng (Directional Stability) Một tàu lớn với hình dáng vỏ tàu béo có tính không định hớng tốc độ chạy tới thấp Khi tàu quay không tuân theo bánh lái, dẫn đến va chạm khu vực nớc hạn chế mắc cạn vùng nớc nông hình Real time hiển thị tốc độ quay trở, góc bẻ lái yếu tố khác ảnh hởng tới điều động tàu báo động cho ngời khai thác nguy tiềm ẩn Điều tra tai nạn hàng hải (Incident Investigation) Nh điều tra tai nạn giao thông khác, tai nạn hàng hải yêu cầu việc ghi liệu xác để kiểm tra hệ thống thực thuyền viên, tình trạng hệ thống trớc tai nạn xảy Trong công nghiệp hàng hải, phần lớn tai nạn không nặng lắm, hành động thuỷ thủ đoàn sau tai nạn xảy quan trọng VDR ghi lu trữ lại liệu việc phân tích thực sau tàu đến cảng Việc nhận dạng yếu tố gây tai nạn quan trọng cho việc tránh tai nạn tơng tự tơng lai Có thể việc điều tra đáng ý việc điều tra tai nạn tàu khách ngời bị thiệt mạng,thiệt hại môi trờng Từ việc điều tra để xác định luật, thiết bị, qui trình khai thác bổ xung đề tránh tai nạn Cho ng ời khai thác, tai nạn hàng hải học đắt học cách thông qua liệu VDR Việc xem xét hình ảnh đợc tua tua giúp cho nhà điều tra tai nạn hàng hải việc xác định kiện xảy ra, nguồn gây tai nạn Huấn luyện quản lý nhân lực buồng lái (Bridge Team Training) Các công ty tàu biển nỗ lực việc đào tạo quản lý buồng lái để đảm bảo khai thác an toàn Các liệu khai thác thực tế phận hiển thị lại Playback cung cấp cảnh thật để nâng cao hiệu quản lý buồng lái đánh giá qui trình cho phòng chống tai nạn khai thác Hiệu (EFFICIENCY) Hiệu khai thác phần quan trọng khác cạnh tranh lĩnh vực hàng hải Trong đòng dài, ngời khai thác hiệu an toàn tồn Hiệu khai thác nâng cao nhà quản lý so sánh việc thực với tiêu chuẩn sở đợc thiết lập Các nhà khai thác tàu thờng dựa vào thuỷ thủ để lấy số liệu thời gian, vi trí tàu, tốc độ, máy tàu liệu chuyến khác, sau ghi chúng giấy ghi chúng vào sở liệu máy tính Bởi cách để kiểm tra tính xác thực liệu đa vào, liệu có ích việc giám sát thực Việc giám sát liên tục liệu máy hàng hải thiết bị VDR tạo sở liệu lý tởng cho đánh giá thực Các báo cáo chuyến tạo từ liệu ghi lại trớc , ra, đánh giá hiệu chân vịt, máy tàu, tình trạng vỏ tàu nh mức tiêu thụ nhiên liệu Những yếu tố trợ giúp cho nhà quản lý lập lịch trình sửa chữa tối u cho tàu, chọn loại dầu Trong chế độ Real time mode VDR cung cấp liệu máy quan trọng để báo động cho ngời khai thác hoạt động bất thờng máy trớc tạo h hỏng nặng, ví dụ sau vài ví dụ liệu VDR việc nâng cao hiệu khai thác Tình trạng máy tải (Engine overload) Những tàu đợc thiết kế với tốc độ chạy chậm chân vịt biến bớc thờng hay gặp tình trạng engine overload chạy ngợc dòng Việc giám sát công suất (Shaft horsepower) tốc độ vòng quay( RPM) hiển thị chúng lên biểu đồ engine overload báo động cho ngời khai thác gần tới tình Hull and propeller roughness monitoring Sự tăng lên xâm thực chân vịt độ nhám vỏ tàu tạo tăng lên dầu tiêu thụ Trong tình xấu lực cản phụ làm tăng tình trạng tải máy thờng xuyên (engine overload) chí tình thời tiết tốt dẫn tới suy giảm tốc độ khai thác Việc ghi chi tiết mã lực máy ( engine SHP), vòng quay chân vịt ( RPM), tốc độ tàu sau vừa vào đà ( dry-docking) đợc sử dụng nh sở việc so sánh điều kiện Đánh giá thực (Performance evaluation) Việc đánh giá hoạt động tàu mục tiêu khó khăn thiếu hụt liệu chi tiết hàng hải máy móc Với liệu VDR vị trí tàu, tốc độ tàu, công suất máy SHP, vòng quay máy RPM tốc độ gió, làm cho nhà quản lý so sánh thực tàu với tiêu chuẩn thực Các khiếu nại tốc độ tàu hợp đồng dựa tốc độ thực tế đ ợc ghi Cho chủ tàu liẹu dùng để so sánh với tàu giống nh (sister) chạy tuyến để rút lỗi thực hành từ nâng cao hiệu khai thác Các liệu ghi lại lâu dài giúp cho kỹ s việc xác định tiêu chuẩn cho việc thiết kế tàu Các ứng dụng khác VDR (BEYOND VDR BASICS: ADDED ECONOMIC BENEFITS ) Mặ dù VDR có mục đích để ghi lại liệu cho điều tra tai nạn hàng hải, có nhiều áp dụng chế độ real time nh: đợc sử dụng cho mục đích đánh giá đào tạo phơng pháp hiệu để cung cấp thiết bị hiệu cho việc đánh giá hoạt động khai thác tàu, thuỷ thủ học tập kinh nghiệm từ ngời khác rút kinh nghiệm cho Ví dụ: thuyền trởng hiển thị lại tình điều động tình vào cảng để sai sót nâng cao yêu cầu trực ca Từ giúp cho việc hành hải an toàn nhận biết đợc sai sót rút biện pháp phòng ngừa Bộ phận đợc sử dụng để cung cấp thông tin trực tuyến cho thiết bị khác nh nhật ký điện tử (Electronic Logbooks), hệ thống quản lý thông tin đội tàu Fleetmaster cách nối trực tiếp với hệ thống thông tin vệ tinh để cung cấp cho trạm bờ, thông tin thu đợc từ VDR quan trọng cho trung tâm tìm kiếm cứu nạn thông qua EPIRB có nhớ, EPIRB lên tàu chìm hoạt động nh EPIRB thông thờng hoạt động tần số 121.5MHZ, 406MHZ, cung cấp thông tin có thời gian xác cao có giá trị cho nỗ lực ứng cứu, thu xếp thiết bị trợ giúp hay chuyên gia kỹ thuật cho hoạt động ứng cứu tàu bị nạn [...]... tàu và báo động cho ngời khai thác về nguy cơ tiềm ẩn Điều tra tai nạn hàng hải (Incident Investigation) Nh là điều tra các tai nạn giao thông khác, tai nạn hàng hải cũng yêu cầu việc ghi dữ liệu chính xác để có thể kiểm tra hệ thống và sự thực hiện của các thuyền viên, tình trạng hệ thống trớc khi tai nạn xảy ra Trong công nghiệp hàng hải, phần lớn các tai nạn là không nặng lắm, các hành động của các... định các luật, thiết bị, và qui trình khai thác bổ xung đề tránh các tai nạn này Cho những ng ời khai thác, những tai nạn hàng hải là những bài học đắt giá mà có thể học bằng cách thông qua dữ liệu của VDR Việc xem xét các hình ảnh đợc tua đi tua đi giúp cho các nhà điều tra tai nạn hàng hải trong việc xác định các sự kiện xảy ra, nguồn gây tai nạn Huấn luyện quản lý nhân lực buồng lái (Bridge Team Training)... để nâng cao hiệu quả quản lý buồng lái và đánh giá các qui trình cho phòng chống tai nạn khai thác Hiệu quả (EFFICIENCY) Hiệu quả khai thác là một phần quan trọng khác trong cạnh tranh trong lĩnh vực hàng hải Trong con đòng dài, chỉ những ngời khai thác hiệu quả và an toàn là sẽ tồn tại Hiệu quả khai thác có thể nâng cao chỉ khi các nhà quản lý có thể so sánh việc thực hiện với các tiêu chuẩn cơ sở... trong các cơ sở dữ liệu máy tính Bởi vì không có cách nào để kiểm tra tính xác thực của dữ liệu đa vào, do đó các dữ liệu là ít có ích trong việc giám sát thực hiện Việc giám sát liên tục dữ liệu máy và hàng hải bởi thiết bị VDR tạo ra một cơ sở dữ liệu lý tởng cho đánh giá thực hiện Các báo cáo chuyến đi có thể tạo ra từ các dữ liệu ghi lại trớc đó , ngoài ra, còn có thể đánh giá hiệu quả chân vịt, máy... là một cơ sở trong việc so sánh điều kiện hiện tại Đánh giá thực hiện (Performance evaluation) Việc đánh giá hoạt động của tàu là một mục tiêu rất khó khăn bởi vì sự thiếu hụt các dữ liệu chi tiết về hàng hải và về máy móc Với các dữ liệu VDR về vị trí của tàu, tốc độ tàu, công suất máy SHP, vòng quay của máy RPM và tốc độ gió, làm cho các nhà quản lý có thể so sánh sự thực hiện của tàu với các tiêu... định những tiêu chuẩn cho việc thiết kế một con tàu mới Các ứng dụng khác của VDR (BEYOND VDR BASICS: ADDED ECONOMIC BENEFITS ) Mặ dù VDR có mục đích chính là để ghi lại các dữ liệu cho điều tra tai nạn hàng hải, có rất nhiều áp dụng của chế độ real time nh: có thể đợc sử dụng cho mục đích đánh giá và đào tạo và là một phơng pháp hiệu quả để cung cấp một thiết bị hiệu quả cho việc đánh giá hoạt động khai