Các tàu được thiết kế để vận hành trong các điều kiện khắc nghiệt và các môi trường yêu cầu cao về an toàn, như các tàu ngoài khơi và tàu cung ứng dàn khoan, đều được trang bị các hệ thống đài chỉ huy tích hợp tinh vi. Các đài chỉ huy này được lắp đặt theo các ký hiệu phân cấp tàu cao nhất trong đó liệt kê các yêu cầu cụ thể về cách bố trí đài chỉ huy công thái học, tiện nghi, chức năng điều hướng và tập trung vào độ tin cậy cũng như sự an toàn khi vận hành.
Trong khi việc dẫn đường cho một con tàu được thực hiện trên đài chỉ huy phía trước, thì đài chỉ huy phía cuối tàu được dùng để điều khiển tàu. Trên các con tàu ngoài khơi, đây là nơi làm việc được sử dụng nhiều nhất trong các vận hành ngoài khơi, gần các bệ điều khiển và thực hiện các nhiệm vụ đặc biệt như điều khiển mỏ neo, các vận hành lặn xuống sâu hoặc công trình xây dựng dưới biển sâu. Các nghiên cứu về công thái học – như bố trí hợp lý nơi làm việc để lái tàu và điều khiển tàu, khu vực tầm với của người vận hành để lấy các công cụ và điều khiển, các lối đi của đài chỉ huy, các phạm vi quan sát và các khu vực khuất – phải được xác định theo các ký hiệu phân cấp.
Các yêu cầu về chở trang thiết bị các bộ cảm biến và các hệ thống được lắp đặt trên boong tàu phải cung cấp cho người vận hành và người lái tàu các giao diện trực quan, độ tin cậy dữ liệu cao và khả năng sẵn sàng hoạt động tối đa của các hệ thống và chức năng. Các yêu cầu phân cấp khác thường bao gồm các thiết bị dự phòng trong các bộ cảm ứng như các la bàn con quay hồi chuyển và các máy thu định vị và việc sử dụng các ra đa đồ thị, ECDIS với lớp phủ ra đa hoặc các hiển thị chỉ huy. Trong các ký hiệu cụ thể của mình, các tổ chức phân cấp tàu cũng yêu cầu một bảng báo động trung tâm hai chiều cho việc hiển thị trung tâm và thừa nhận các báo động của đài chỉ huy. Đài chỉ huy phía cuối được trang bị để vận hành một hệ thống DP cũng như là điều khiển cần cẩu và tời. Các hiển thị điều hướng bắt buộc của ra đa chỉ huy và đồ thị cũng như là các bộ cảm biến quan trọng cần dễ đọc cho người vận hành tàu ngoài khơi nhưng không xao nhãng các vận hành đài chỉ huy phía cuối.
Bảng báo động trung tâm thứ hai phải giúp xử lý có hiệu quả báo động phát sinh mà không gây cản trở cho các vận hành ngoài khơi. Tích hợp để đáp ứng được các yêu cầu chức năng ngày càng tăng Để tuân thủ các ký hiệu phân cấp và đạt được các nhu cầu vận hành cơ bản, trước đây người ta thường lắp đặt các trang thiết bị của nhiều nhà sản xuất khác nhau trên các đài chỉ huy lái tàu của các con tàu ngoài khơi. Tuy nhiên, mức độ tích hợp vẫn còn hạn chế trong nhiều trường hợp và hông cho phép việc tích hợp đầy đủ chức năng của các hệ thống lái tàu khác nhau hoặc các hệ thống tàu khác trên đài chỉ huy.
Với các yêu cầu về chức năng và các nhu cầu vận hành đang ngày càng trở nên phức tạp hơn trong những năm gần đây, ngày càng có nhu cầu về mức độ tích hợp cao hơn. Các lợi ích kéo theo là sự vận hành được chuẩn hóa, tự động hóa các chương trình và giám sát thực hiện của hệ thống để đơn giản hóa việc vận hành, trao quyền cho đoàn thủy thủ và nâng cao khả năng sẵn sàng hoạt động của hệ thống, nâng cao độ tin cậy và an toàn. Chìa khóa cho sự tích hợp ở mức độ cao hơn trong các hệ thống đài chỉ huy hiện đại là một cấu trúc hệ thống định hướng vào nhiệm vụ và dựa trên mạng lưới cung cấp các chức năng hệ thống nâng cao theo các tiêu chuẩn hoạt động của tổ chức hàng hải thế giới dành cho các hệ thống lái tàu tích hợp. Các tiêu chuẩn hoạt động mới được trình bày cụ thể trong MSC.258 (83) cần một hệ thống lái tàu tích hợp để tích hợp các nhiệm vụ tránh va chạm, giám sát đường đi, lập kế hoạch đường đi, hiển thị dữ liệu điều khiển lái tàu, hiển thị trạng thái và số liệu và giao diện tập trung giữa người – máy cho việc quản lý báo động về các hiển thị đa chức năng.
Một hệ thống lái tàu tích hợp cũng tích hợp dữ liệu cảm biến và các thông tin khác như MSI, AIS, các đồ thị, ra đa, quản lý báo động tập trung, hiển thị trạng thái hệ thống, và chỉ báo đáng tin cậy cho trang thiết bị quan trọng để nâng cao sự sẵn sàng của chức năng và dữ liệu và do đó giúp cho việc lái tàu an toàn hơn và các vận hành đài chỉ huy dễ dàng hơn mà không tốn thêm chi phí. Các tàu ngoài khơi có thể hưởng lợi từ Hệ thống lái tàu tích hợp thông qua các tính năng sau đây: Các trạm làm việc đa chức năng. Yếu tố chính là hiển thị đa chức năng, nó có thể được cấu hình để cung cấp ra đa, ra đa đồ thị, ECDIS, chỉ huy hoặc bất kì sự kết hợp nào mà tạo điều kiện để tiếp cận hoặc điều khiển các nhiệm vụ khác nhau từ bất kì nơi làm việc nào có kết nối với mạng lưới. Thông thường, đài chỉ huy lái tàu bao gồm 4 hoặc 5 bộ hiển thị đa chức năng, các bộ hiển thị đa chức năng bổ sung khác có thể được lắp đặt trên đài chỉ huy phía cuối, ví dụ cho bộ điều khiển lái tàu, bộ cảm ứng và quản lý báo động hoặc ra đa đồ thị. Điều này đơn giản hóa các quy trình thông qua sự truy cập trung tâm, giảm bớt công việc cho đoàn thủy thủ và cùng với sự giám sát thực hiện tích hợp, khả năng sẵn có cao nhất của dữ liệu và chức năng và theo đó là sự an toàn khi vận hành cũng được bảo đảm. Tùy theo nhà sản xuất hệ thống dẫn đường, các trạm làm việc và các ứng dụng có thể tùy chọn tích hợp thêm các chức năng hoặc được nâng cấp và mở rộng sau này theo các nhu cầu vận hành. Một ví dụ hay cho các tàu ngoài khơi là các chủ tàu lựa chọn hệ thống định vị động là một ứng dụng trên các bộ hiển thị đa chức năng, tăng thêm tính linh hoạt và năng lực tại mỗi nơi làm việc mà không cần thêm phần cứng. Giao diện người – máy chuẩn trong phần mềm và phần cứng
Để đảm bảo việc vận hành đơn giản hóa đến mức có thể, bộ hiển thị đa chức năng đi kèm với sự tượng trưng hài hòa cần thiết, tích hợp giao diện người – máy và dữ liệu. Đối với tất cả các hiển thị, chức năng chuyển đổi trung tâm các màu và làm mờ có thể thực hiện từ bất kì nơi làm việc nào trên đài chỉ huy. Tuy nhiên, một triết lý chung không nhất thiết bị hạn chế với các hiển thị đài chỉ huy.
Có thể đạt được giá trị gia tăng khi tất cả các thiết bị phần cứng được lắp đặt tại các bàn điều khiển – như các thiết bị điều khiển lái, các hệ thống kiểm soát động cơ đẩy, các bộ lái tự động, các hệ thống định vị, v.v…, và cả các bảng vận hành cho ra đa, ECDIS và chỉ huy – sử dụng cùng các nút được tiêu chuẩn hóa, các bề mặt và các chữ khắc. Sử dụng thông minh nhân lực dư thừa Một Hệ thống đài chỉ huy tích hợp sử dụng rất nhiều bộ cảm biến như la bàn, máy ghi nhật ký tốc độ, máy thu GNSS, các máy dò tiếng vang, máy thu ra đa, và máy thu AIS. Những bộ cảm biến quan trọng hơn được lặp lại ít nhất hai lần để tạo thêm sự an toàn, đặc biệt trên các tàu ngoài khơi. Hệ thống tham chiếu chung cố định mới liên tục theo dõi tính hợp lệ của dữ liệu, tính nhất quán và chính xác của tất cả các dữ liệu cảm biến và đánh giá chất lượng các dữ liệu này.
Theo cách đánh giá này, hệ thống tham chiếu chung cố định tạo ra một bộ dữ liệu cảm biến tốt nhất và cung cấp bộ dữ liệu này trong suốt quá trình hoạt động của hệ thống một cách tự động hoặc bằng cách lựa chọn thủ công. Thông tin cảm biến thừa có thể được sử dụng một cách thông minh theo cách này và tính chính xác và sự an toàn vận hành của toàn bộ hệ thống đài chỉ huy theo đó có thể được nâng cao. Tùy theo cấu trúc hệ thống, một số nhà sản xuất cho phép việc quản lý trung tâm các bộ cảm biến và tất cả các dữ liệu dẫn đường quan trọng khác. Việc quản lý trung tâm các đồ thị AIS và ARPA đảm bảo rằng tên gọi mục tiêu ID là đồng nhất trên tất cả các hiển thị ra đa và ECDIS. Các thông báo Navtex và các thông báo ngắn AIS cũng được quản lý tập trung và cung cấp cho tất cả các trạm làm việc. Quản lý báo động Chìa khóa cho các giải pháp đài chỉ huy mới, tuân theo hệ thống lái tàu tích hợp là sự phân cấp thông minh các báo động theo tính liên quan của nó trong toàn bộ hệ thống và một giao diện thao tác trung tâm mà trên đó tất cả các báo động, cảnh báo được hiển thị.
Do vậy, số lượng cảnh báo phát sinh thực sự vang lên sẽ giảm xuống; việc phải chú ý vào ít hiển thị nhấp nháy hơn và tiếng bíp sẽ làm giảm sự căng thẳng và khối lượng công việc của người vận hành trong khi hướng sự chú ý đến các báo động cần thiết. Các yêu cầu của hệ thống lái tàu tích hợp được mở rộng thêm bằng bảng báo động trung tâm (CAP), cần thiết cho ví dụ như các tàu phân cấp NAUT-OSV của DNV. Ngoài các báo động dẫn đường như tránh va chạm và tránh mắc cạn, bảng báo động trung tâm có các báo động đài chỉ huy khác – ví dụ từ sự tự động hóa động cơ. Sau đó, sự an toàn trên tàu và trong các vận hành ngoài khơi được tăng cường thêm thông qua khả năng chú ý và xác nhận trung tâm từ các nơi làm việc lái tàu (phía trước) và điều khiển tàu (phía đuôi). Danh mục dịch vụ hàng hải Ngoài ra, hệ thống lái tàu tích hợp có thể kết nối với các hệ thống trên tàu khác cũng như là sử dụng và tích hợp các dịch vụ dữ liệu trên bờ như cập nhật biểu đồ trực tuyến, trong đó có các cơ sở dữ liệu lập kế hoạch đường đi và thủy triều, các dịch vụ NAV – TEX và dữ liệu dự báo thời tiết để định tuyến thời tiết và theo dõi thời tiết trong suốt các vận hành ngoài khơi.
Dịch vụ và hậu cần phụ tùng thay thế cũng cần trao đổi tin tức liên tục giữa tàu và bờ. Hệ thống điều khiển đài chỉ huy thông minh Synapsis của Raytheon Anschütz là hệ thống dẫn đường tích hợp đầu tiên – và cũng là duy nhất cho đến thời điểm này được duyệt kiểu theo tiêu chuẩn hoạt động IMO mới Ủy ban an toàn Hàng hải MSC.252 (83). Ngoài các tính năng hoạt động đơn thuần, Synapsis có một cấu trúc mới thường dựa trên các trạm làm việc đa chức năng chia sẻ thông tin thông qua mạng Ethernet đài chỉ huy dự phòng và cung cấp cho người vận hành khả năng truy cập và kiểm soát dữ liệu trung tâm. Các trạm làm việc được kết nối với mạng này tự động nhận dữ liệu của mình, các nhiệm vụ và các cấu hình trong khi liên tục được giám sát về khả năng có sẵn và tính toàn vẹn của dữ liệu. Việc cung cấp tất cả các thông tin một cách cục bộ làm tăng tính sẵn có của dữ liệu và các dịch vụ cũng như là độ tin cậy khi vận hành. Các trạm làm việc có một khung phần mềm cơ sở hạ tầng cải tiến, có chức năng như Nền hệ thống tích hợp Synapsis trong mạng lưới dẫn đường của đài chỉ huy. Tất cả các dịch vụ trung tâm như xử lý dữ liệu điều khiển lái tàu, lưu trữ dữ liệu và phân phối dữ liệu, giám sát báo động và hiển thị dữ liệu được tập trung và xử lý trên nền hệ thống. Tùy theo nhiệm vụ và hiển thị được yêu cầu, dữ liệu được nhóm lại và chia sẻ thông qua mạng chuấn hóa và được hiển thị bằng các ứng dụng người dùng đầu cuối. Nền hệ thống cũng tích hợp các nhiệm vụ đã được thực hiện riêng rẽ trước đó bởi các ứng dụng người dùng đầu cuối khép kín, như cấu hình và nhiệm vụ, quản lý nguồn lực dư thừa.
(Theo Ship and Offshore)
