Xây dựng phần mềm giám sát và quản lý báo hiệu hàng hải từ xa trên cơ sở nguồn dữ liệu từ hệ thống nhận dạng tự động (AIS) và hải đồ điện tử (ENC)

 Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất Tập 60, Kỳ 4 (2019) 1 - 13 1 
Xây dựng phần mềm giám sát và quản lý báo hiệu hàng hải từ 
xa trên cơ sở nguồn dữ liệu từ hệ thống nhận dạng tự động (AIS) 
và hải đồ điện tử (ENC) 
Bùi Ngọc Quý 1,*, Nguyễn Phúc Chính 2, Đồng Duy Mạnh 2, Phạm Văn Hiệp 1, Nguyễn 
Thị Mỹ Hạnh 3, Trần Trung Anh 1, Dương Anh Quân 1, Nguyễn Thị Thu Hà 4 
1 Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam 
2 Tổng công ty Đảm bảo an toàn hàng hải Miền Bắc, Việt Nam 
3 Phòng Xuất bản, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam 
4 Trung tâm Biên giới và Địa giới, Cục Đo đạc Bản đồ và Thông tin Địa lý, Việt Nam 
THÔNG TIN BÀI BÁO 
TÓM TẮT 
Quá trình: 
Nhận bài 31/05/2019 
Chấp nhận 10/08/2019 
Đăng online 30/08/2019 
 Công tác quản lý và giám sát báo hiệu hàng hải đòi hỏi nhiều thông tin và 
hoạt động liên tục để đảm bảo cho hoạt động hành hải được an toàn, do 
vậy các thiết bị báo hiệu luôn phải được theo dõi và quản lý. Để giám sát 
và quản lý các báo hiệu hàng hải cũng như các hoạt động hành hải của 
tàu thuyền, có nhiều phương pháp như thông qua công nhân vận hành 
trực tiếp, thông qua các cảm biến hoặc có thể giám sát từ xa thông qua 
các tín hiệu nhận dạng tự động. Trên cơ sở nguồn dữ liệu từ hệ thống 
nhận dạng tự động (AIS) và hải đồ điện tử (ENC) nhóm nghiên cứu đã tiến 
hành thiết kế, xây dựng phần mềm quản lý và giám sát báo hiệu hàng hải 
từ xa thông qua mạng internet. Nội dung bài báo này đề cập tới quá trình 
thiết kế và xây dựng phần mềm giám sát và quản lý báo hiệu hàng hải từ 
xa trên cơ sở dữ liệu thu được từ hệ thống nhận dạng tự động (AIS) và 
hải đồ điện tử (ENC). 
© 2019 Trường Đại học - Địa chất. Tất cả các quyền được đảm bảo. 
Từ khóa: 
Báo hiệu hàng hải 
Phần mềm 
Hải đồ điện tử 
ENC 
AIS 
1. Đặt vấn đề 
Báo hiệu hàng hải là thiết bị hoặc công trình, 
tàu thuyền được thiết lập và vận hành trên mặt 
nước hoặc trên đất liền để chỉ dẫn cho người đi 
biển hoặc tổ chức, cá nhân liên quan định hướng, 
xác định vị trí của tàu thuyền. Vị trí và đặc tính của 
báo hiệu có thể chỉ ra các giới hạn luồng hàng hải, 
các chướng ngại vật hay mối nguy hiểm đối với 
hàng hải để hàng hải an toàn, do đó việc duy trì 
hoạt động của báo hiệu hàng hải là nhiệm vụ vô 
cùng quan trọng của hoạt động bảo đảm an toàn 
hàng hải. 
Trong thời gian qua, công tác giám sát vị trí và 
năng lượng của báo hiệu hàng hải bằng việc chạy 
tàu và dùng định vị kiểm tra tọa độ, dùng máy đo 
điện áp; giám sát tình trạng hoạt động ban đêm 
_____________________ 
*Tác giả liên hệ. 
E - mail: buingocquy@humg.edu.vn 
2 Bùi Ngọc Quý và nnk./ Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 1 - 13 
bằng ống nhòm, các công việc này đòi hỏi phải 
có kinh nghiệm vì ban đêm có rất nhiều các nguồn 
sáng khác nhau phát ra như đèn trên cảng, trên 
tàu, nên dễ gây ra sự nhầm lẫn. Do đó, việc xây 
dựng phần mềm giám sát và quản lý báo hiệu hàng 
hải trên cơ sở dữ liệu thu nhận từ hệ thống AIS 
(Automatically Identification System) và ENC 
(Electronic Navigational Chart) sẽ giải quyết vấn 
đề theo dõi hoạt động của báo hiệu hàng hải và 
giám sát các phương tiện hoạt động hành hải từ xa 
thông qua phần mềm trên máy tính. 
2. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu 
2.1. Tổng quan về hệ thống nhận dạng tự động 
(Automatic Identification System - AIS) 
AIS là hệ thống nhận dạng tự động hoạt động 
trên băng tần VHF hàng hải dùng để nhận biết 
thông tin giữa phương tiện, đối tượng có gắn thiết 
bị AIS trong phạm vi phủ sóng VHF. Những thông 
tin từ AIS giúp cho việc điều hành hoạt động hàng 
hải, kiểm soát hoạt động của báo hiệu hàng hải và 
điều động tránh va chạm giữa các phương tiện khi 
hành hải, ngoài ra có thể trao đổi các thông tin như 
trợ giúp khi có sự cố, thông tin thời tiết,... Khi kết 
hợp AIS với một thiết bị thông tin liên lạc khác, AIS 
còn được ứng dụng trong các trường hợp khẩn 
cấp, cứu hộ, cứu nạn trên biển (Tetreault, 2005; 
Kurt and Philip, 2007). AIS cho phép các phương 
tiện thủy chủ động chia sẻ các thông tin của mình 
với các phương tiện, đài thông tin duyên hải hoạt 
động trong khu vực lân cận, các trạm VTS - Base 
Transceiver Station và cơ quan quản lý hàng hải 
(ITU - R, 2014). 
Thiết bị nhận dạng tự động AIS có tác dụng 
lưu thông tin tàu, thuyền viên, hàng hóa trên tàu 
(Tetreault, 2005; Kurt and Philip, 2007). Khi lắp 
đặt thiết bị AIS, không chỉ phục vụ quản lý nhà 
nước mà còn giúp các chủ tàu, người điều khiển 
phương tiện có thể quan sát, giao tiếp được với các 
tàu xung quanh. Khi xảy ra sự cố như chìm đắm, 
có thể dễ dàng phát hiện vị trí để giúp tìm kiếm 
cứu nạn thuận lợi hơn. 
2.2. Tổng quan về hải đồ điện tử (Electronic 
Navigational Chart - ENC) 
Hải đồ điện tử (ENC) là dạng hải đồ vector, 
trong đó bao gồm tất cả các thông tin, cơ sở dữ liệu 
kỹ thuật số được chuẩn hóa về cấu trúc, nội dung 
và định dạng, theo tiêu chuẩn S57 của Tổ chức 
Thủy đạc Quốc tế (IHO, 2000; Bui Ngoc Quy et al., 
2018) được sản xuất và phát hành bởi các cơ quan 
Thủy đạc quốc gia. Hải đồ điện tử chứa các thông 
tin cần thiết để cho tàu thuyền hành hải an toàn, 
đồng thời cung cấp cho người đi biển bản đồ và 
các thông tin hàng hải được hiển thị trực quan trên 
màn hình máy tính. Hơn thế nữa, ENC còn chứa 
nhiều thông tin thuộc tính chi tiết hơn so với hải 
đố giấy để tăng cường an toàn hàng hải và cho 
phép các nhà hàng hải điều khiển các con tàu một 
cách thuận tiện, ENC được ứng dụng rộng rãi 
trong các lĩnh vực như: 
- Trong công tác quản lý báo hiệu: Sử dụng 
phần mềm chuyên dụng để hiển thị hải đồ điện tử 
kết hợp với các thiết bị thu AIS để kiểm tra vị trí và 
tình trạng hoạt động của báo hiệu hàng hải; 
- Cập nhật, lưu trữ thông tin báo hiệu hàng 
hải, tuyến luồng hàng hải; 
- Trong công tác hành hải: Hải đồ điện tử 
được sử dụng làm nền cho hệ thống ECDIS (có kết 
hợp AIS, Radar,) cho phép chọn lọc đối tượng và 
điều chỉnh tỷ lệ hiển thị; 
- Các cơ quan quản lý hàng hải: ENC được sử 
dụng làm nền cho hệ thống ECDIS (kết hợp AIS, 
VTS) trong công tác quản lý các phương tiện hoạt 
động trong khu vực được giao quản lý ( Tetreault, 
2005); 
- Ngoài ra, ENC còn được ứng dụng trong các 
cơ quan nghiên cứu, giảng dạy, các cơ quan hoạt 
động trong lĩnh vực tìm kiếm cứu nạn, thăm dò 
dầu khí,(Kurt and Philip, 2007). 
3. Thiết kế tổng thể phần mềm giám sát và 
quản lý báo hiệu hàng hải từ xa trên cơ sở 
nguồn dữ liệu thu nhận từ hệ thống AIS và 
ENC 
3.1. Mô hình tổng thể 
Mô hình tổng thể của hệ thống phần mềm 
được thiết kế gồm hai khối chính: khối xử lý và 
khối khai thác (Hình 1). Khối xử lý được xem là 
trái tim của hệ thống với chức năng chính là tổng 
hợp các nguồn dữ liệu thu được, sau đó phân tích, 
xử lý thành các thông tin giám sát, lưu trữ dữ liệu 
và cung cấp ứng dụng cho phép người dùng khai 
thác thông tin trên nền hải đồ. Khối khai thác cung 
cấp giao diện cho các hoạt động giám sát và thao 
tác nghiệp vụ của người dùng (Nguyễn Phúc 
Chính, 2019).
 Bùi Ngọc Quý và nnk./ Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 1 - 13 3 
3.2. Nguyên lý hoạt động 
Phần mềm giám sát và quản lý báo hiệu hàng 
hải từ xa hoạt động dựa trên việc phân tích, xử lý 
nguồn dữ liệu thu thập được để chuyển thành các 
thông tin có nghĩa liên quan đến hoạt động của báo 
hiệu, tàu thuyền, đồng thời xác định hành vi nghi 
ngờ và đưa ra cảnh báo tình trạng của báo hiệu, 
tàu thuyền (Nguyễn Phúc Chính, 2019). 
Phần mềm thu thập dữ liệu báo hiệu (vị trí, 
tình trạng báo hiệu, điện áp,...); thông tin khí tượng 
thủy văn từ các trạm triều ký tự ghi (thông tin gió, 
mực nước,); dữ liệu tĩnh của tàu (hô hiệu, tên 
tàu, kích thước tàu, loại hàng hóa,), dữ liệu vị trí, 
hướng di chuyển, tốc độ, thời gian dự định tới, 
cảng đích và các thông tin khác của tàu thuyền 
thông qua nguồn phát AIS. Từ dữ liệu này, khối xử 
lý của phần mềm sử dụng nhiều thuật toán phức 
tạp kết hợp với kỹ thuật nghiệp vụ hàng hải xử lý 
và phân tích để tạo ra nguồn thông tin hữu ích và 
có hệ thống cho người sử dụng. Người dùng có thể 
theo dõi tình trạng hoạt động của các báo hiệu, 
hành vi của từng tàu, nhóm tàu; thiết lập cảnh báo 
liên quan đến từng đối tượng tàu. 
Khối khai thác cung cấp giao diện khai thác 
cho người sử dụng, cho phép người sử dụng giám 
sát các đối tượng trên bản đồ, thực hiện các thao 
tác nghiệp vụ một cách dễ dàng và hiệu quả nhất 
thông qua giao diện phần mềm. 
3.3. Kiến trúc hệ thống 
Trong mô hình kiến trúc của hệ thống, phần 
mềm được thiết kế với các chức năng để tiếp nhận 
nguồn dữ liệu đầu vào, phân tích và xử lý nguồn 
dữ liệu, lưu trữ dữ liệu, cấu hình hoạt động của hệ 
thống và cung cấp các ứng dụng để phục vụ các 
nghiệp vụ giám sát, khai thác hệ thống (Hình 2) và 
bao gồm các module chức năng chính như sau: 
Module thu nhận và xử lý tín hiệu (a) thực 
hiện việc thu nhận dữ liệu từ các nguồn dữ liệu, lọc 
dữ liệu, loại bỏ những dữ liệu sai lệch và tránh 
trùng lặp, xử lý dữ liệu để lấy ra các thông tin cần 
thiết và tổng hợp thành các thông tin có hệ thống, 
chuyển tiếp dữ liệu đến các module khác để xử lý. 
Module cơ sở dữ liệu (b) thực hiện việc quản 
trị và lưu trữ dữ liệu bao gồm dữ liệu hoạt động 
của hệ thống và dữ liệu liên quan đến báo hiệu, tàu 
thuyền. Dữ liệu hoạt động của hệ thống bao gồm 
dữ liệu cấu hình hoạt động, dữ liệu bản đồ, dữ liệu 
cảnh báo Dữ liệu báo hiệu, tàu thuyền là nguồn 
dữ liệu được thu thập từ các nguồn khác nhau về 
các thông tin liên quan. Hệ thống thực hiện các 
lệnh truy xuất dữ liệu theo thời gian thực qua 
module này.
Hình 1. Mô hình triển khai phần mềm. 
4 Bùi Ngọc Quý và nnk./ Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 1 - 13 
Module ứng dụng (c) thực hiện việc chuyển 
hóa dữ liệu thành các trường ứng dụng của hệ 
thống, phục vụ cho hoạt động giám sát, tìm kiếm, 
thiết lập các luật cảnh báo, Đây chính là nơi 
người dùng thực hiện việc giám sát và quản lý báo 
hiệu cũng như các hoạt động hành hải của tàu 
thuyền. 
3.4. Chuẩn dữ liệu NMEA 0183 
NMEA 0183 là một tiêu chuẩn giao tiếp giữa 
các thiết bị hàng hải do tổ chức NMEA (National 
Marine Electronics Association) đưa ra để truyền 
tải dữ liệu về thông số kỹ thuật, giá trị điện tử giữa 
các thiết bị hàng hải như: echo sounder (máy đo 
độ sâu), sonar (thiết bị dẫn đường và đo cự ly bằng 
sóng âm thanh), anemometer (máy đo gió), 
gyrocompass (la bàn tự động), máy thu GPS, 
Định dạng dữ liệu của chuẩn NMEA 0183 
Chuẩn NMEA 0183 sử dụng bảng mã ASCII. 
Dữ liệu truyền đi dưới dạng các “sentence”. 
Mỗi “sentence” được bắt đầu bởi ký tự ‘$’ và kết 
thúc bởi (CR - ký tự kết thúc, LF - ký tự 
xuống dòng). 
Các trường dữ liệu được nối tiếp nhau bởi
 dấu ‘,’. Kết thúc các trường dữ liệu là dấu ‘*’, sau 
dấu ‘*’ là số checksum được miêu tả bởi 1 số hexa. 
Checksum là một phép XOR giữa tất cả các ký tự 
giữa ‘$’ và ‘*’ (nhưng không bao gồm 2 ký tự này). 
Khi dữ liệu ở một trường không đúng định dạng 
hoặc không chính xác, bên nhận sẽ bỏ qua và xác 
nhận các dữ liệu khác bằng cách đếm các dấu ‘,’. 
Có 3 kiểu sentence: talker sentence 
(“sentence” từ nguồn phát), proprietary sentence 
(“sentence” độc quyền), query sentence 
(“sentence” truy vấn). 
Một talker “sequence” có dạng: 
$ttsss,d1,d2,. 
Mỗi “sentence” được bắt đầu bởi ký tự ‘$’, 2 
ký tự tiếp theo tt là thông tin về “talker ID”, 3 ký tự 
tiếp theo sss là thông tin về “sentence ID”. Một 
“sentence” có thể chứa tới 82 ký tự bao gồm cả ký 
tự ‘$’ và (CR - ký tự kết thúc, LF - ký tự 
xuống dòng). 
Tiêu chuẩn NMEA 0183 cho phép các nhà sản 
xuất có thể định nghĩa một định dạng độc quyền 
của mình bằng cách khai báo các “sentence” bắt 
đầu bởi “$P”. Sau “$P” là 3 ký tự về mã nhà sản 
xuất, sau đấy là những trường dữ liệu tùy các nhà 
sản xuất đưa ra nhưng phải tuân theo đúng định 
dạng của một “sentence” chuẩn. 
Hình 2. Mô hình kiến trúc hệ thống. 
 Bùi Ngọc Quý và nnk./ Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 1 - 13 5 
Một query “sentence” có dạng: $ttllQ,sss 
Hai ký tự đầu tt là địa chỉ của “talker ID” gửi 
yêu cầu, hai ký tự tiếp theo ll là địa chỉ của “talker 
ID” nhận yêu cầu. Ký tự Q định nghĩa “sentence” 
này là một “sentence” truy vấn. 3 ký tự tiếp theo 
sss là 3 ký tự “sentence ID” yêu cầu. 
3.5. Thiết kế cơ sở dữ liệu 
Cơ sở dữ liệu được thiết kế gồm 9 lớp với cấu 
trúc dữ liệu (Nguyễn Phúc Chính, 2019): Ship - 
Lưu trữ toàn bộ thông tin về tàu trong phạm vi 
giám sát (Bảng 1); Groupship - Lưu thông tin về 
các nhóm tàu (bảng 2); Shipwaypoint - Lưu thông 
tin về tuyến hành trình của tàu (Bảng 3); 
Shiptracks - Lưu thông tin về hành trình của tàu 
(Bảng 4); Zone - Lưu các thông tin về vùng (phạm 
vi) quản lý (Bảng 5); Zonelog - Lưu thông tin về 
lịch sử đi vào/đi ra các vùng quản lý của từng tàu 
(Bảng 6); Atonalertconfig - Lưu thông tin cấu hình 
cảnh báo cho các Aton (Bảng 7); Vmsnorthconfig - 
Lưu thông tin cấu hình của phần mềm Vms North 
(Bảng 8); Atonmessage - Lưu các bản tin thông 
báo của Aton (Bảng 9). 
Tên trường Thông tin Kiểu dữ diệu Độ rộng 
ID ID của bản ghi dữ liệu Int 11 
Groupid ID của nhóm tàu Int 11 
Mmsi Mã nhận dạng dịch vụ lưu động hàng hải (MMSI) Int 11 
Createdate Thời gian tạo bản ghi Datetime 
Updatedate Thời gian cập nhật bản ghi mới nhất Datetime 
Tên trường Thông tin Kiểu dữ diệu Độ rộng 
ID ID của bản ghi dữ liệu Int 11 
Groupname Tên nhóm tàu Tinytext 255 
Description Mô tả chung về nhóm tàu Tinytext 255 
Color Phân loại mầu hiển thị của nhóm tàu Int 11 
Isshow Cờ để xác định xem nhóm tàu có được hiển thị hay không Int 11 
Createdate Thời gian tạo bản ghi Datetime 
Updatedate Thời gian cập nhật bản ghi mới nhất Datetime 
Tên trường Thông tin Kiểu dữ diệu Độ rộng 
ID ID của bản ghi dữ liệu Int 11 
Trackid ID của bản ghi hành trình tàu Bigint 11 
Createdate Thời gian tạo bản ghi Datetime 
Tên trường Thông tin Kiểu dữ diệu Độ rộng 
ID ID của bản ghi dữ liệu Bigint 11 
Mmsi Mã nhận dạng dịch vụ lưu động hàng hải (MMSI) Int 11 
Trackname Tên hành trình tàu Varchar 250 
Description Mô tả hành trình tàu Tinytext 255 
Createdate Thời gian tạo bản ghi Datetime 
Updatedate Thời gian cập nhật bản ghi mới nhất Datetime 
Bảng 1. Cấu trúc dữ liệu thông tin về tàu - lớp SHIP. 
Bảng 2. Cấu trúc dữ liệu thông tin về nhóm tàu - lớp GROUPSHIP. 
Bảng 3. Cấu trúc thông tin về tuyến hành trình của tàu - lớp SHIPWAYPOINT. 
Bảng 4. Cấu trúc thông tin về hành trình tàu - lớp SHIPTRACKS. 
6 Bùi Ngọc Quý và nnk./ Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 1 - 13 
Tên trường Thông tin Kiểu dữ diệu Độ rộng 
ID ID của bản ghi dữ liệu Int 11 
Guid Thông tin Varchar 50 
Name Tên vùng quản lý Varchar 250 
Type Phân loại vùng quản lý Varchar 250 
Createdate Thời gian tạo bản ghi Datetime 
Updatedate Thời gian cập nhật bản ghi mới nhất Datetime 
Tên trường Thông tin Kiểu dữ diệu Độ rộng 
ID ID của bản ghi dữ liệu Bigint 50 
Zoneid ID của vùng quản lý Int 11 
Mmsi Mã nhận dạng dịch vụ lưu động hàng hải (MMSI) Int 11 
Shiptype Phân loại tàu Varchar 200 
Width Chiều rộng của tàu Int 11 
Height Chiều dài của tàu Int 11 
Timein Thời điểm tàu đi vào vùng quản lý Datetime 
Timeout Thời điểm tàu đi ra khỏi vùng quản lý Datetime 
Tên trường Thông  ... 63 của 
tổ chức thủy đạc thế giới (IHO - S57; IHO - S63). 
Trên hải đồ thể hiện đầy đủ các loại dữ liệu như: 
Dữ liệu nền hải đồ (Đảo, bãi đá ngầm, độ sâu 
nước), dữ liệu phân tích (Đường cơ sở, vùng 
lãnh hải, vùng đặc quyền kinh tế, vùng đặt giàn 
khoan) hoặc thể hiện các thông tin thu thập do 
người dùng quy định (Vùng tranh chấp, vùng hay 
xảy ra va chạm, vùng nóng về buôn lậu, vùng cấm 
đánh bắt, vùng đã từng được thăm dò, vùng đã 
từng đặt giàn khoan). Phần mềm có khả năng 
nhập từng file hoặc cả thư mục chứa hải đồ để hiển 
thị. 
Hải đồ điện tử được tích hợp các chức năng 
như: Dịch chuyển hải đồ, phóng to, thu nhỏ, đo 
khoảng cách, đo diện tích, tạo vùng giám sát, cho 
phép người dùng đánh dấu vị trí, chú thích cho 
điểm đó hay chụp lại ảnh hải đồ hiện tại. Ngoài ra, 
hải đồ điện tử còn tích hợp thước thời gian cho 
phép người dùng tùy ý chọn thời điểm và khoảng 
thời gian hiển thị trong quá khứ. 
Giao diện khai thác của phần mềm cho phép 
người dùng tùy chọn những lớp dữ liệu được phép 
hiển thị trên hải đồ. Người dùng tự quy định nội 
dung hiển thị trên hải đồ bằng thao tác tích chọn 
trên giao diện. Với tính năng này, hải đồ được hiển 
thị đúng với tiêu chí của người dùng. Người dùng 
cũng có thể lọc các đối tượng tàu được phép xuất 
hiện trên hải đồ theo các tiêu chí như: Loại tàu, 
kích thước, quốc tịch, hô hiệu, thời điểm, khoảng 
thời gian, 
Hải đồ hỗ trợ 3 chế độ hiển thị màn hình: 
Base, Standard, All và chế độ ban ngày, ban đêm. 
Hỗ trợ đo khoảng cách giữa 2 điểm bất kì theo m, 
km. 
Để đọc được dữ liệu hải đồ điện tử, phần mềm 
sử dụng engine đọc và phân giải các thông tin 
trong file hải đồ điện tử theo chuẩn S57 hoặc S63 
lên màn hình hiển thị, với độ phân giải và các 
thông tin theo quy chuẩn quốc tế về hiển thị hải đồ 
điện tử,... theo sơ đồ luồng dữ liệu (Hình 3). 
Sau đó tiến hành lập trình xây dựng các 
Module tương ứng bao gồm: S57 Chart/ 
S63Chart: Module giải mã dữ liệu hải đồ theo 
chuẩn S57 hoặc S63; Module AIS Raw Data: Các 
nguồn dữ liệu AIS trực tiếp từ các thiết bị hoặc từ 
các trạm thu đẩy về hệ thống phần mềm theo sơ 
đồ luồng dữ liệu (Hình 4). 
Đọc và load các đối tượng trên hải đồ 
điện tử chuẩn file S57 
Bắt đầu 
Vẽ đối tượng 
Không vẽ 
 đối tượng 
Có 
Kết thúc 
So sánh tọa độ của đối 
tượng có thuộc phạm vi 
vùng hiển thị hải đồ 
không? 
Hình 3. Sơ đồ luồng chức năng hiển thị hải đồ. 
Nhận bản tin AIS qua TCP 
Bắt đầu 
Giải mã các bản tin 
Kiểm tra đối tượng đọc 
được trong bản tin đã được 
lưu trong vùng nhớ chưa? 
Lưu vào vùng 
nhớ của phần 
mềm 
Cập nhật lại thông tin 
mới cho đối tượng 
Hiển thị đối tượng lên hải đồ 
Không 
Có 
Kết thúc 
Hình 4. Sơ đồ luồng chức năng phân tích bản 
tin AIS. 
8 Bùi Ngọc Quý và nnk./ Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 1 - 13 
Module Chart DataInputStream: Chịu trách 
nhiệm phân loại, định tuyến và đẩy các luồng dữ 
liệu về các module thành phần tương ứng; 
Module NMEAFilter: Chuẩn hóa dữ liệu AIS theo 
chuẩn NMEA trước khi giải mã bản tin AIS; 
Module Chart: Hiển thị hải đồ cùng với thông tin 
của các đối tượng AIS có trong nguồn dữ liệu 
truyền về. Kết quả thu được giao diện hiển thị hải 
đồ điện tử (Hình 5) và các công cụ đọc dữ liệu bản 
tin AIS, ,... 
4.2. Xây dựng chức năng quản lý, giám sát tàu 
thuyền thông qua các báo hiệu hàng hải 
Phần mềm được xây dựng module có khả 
năng quản lý riêng danh sách các báo hiệu hàng 
hải có lắp đặt AIS (bao gồm hiển thị trạng thái của 
các báo hiệu (có tín hiệu, mất tín hiệu, có cảnh 
báo,); cảnh báo điện áp; cảnh báo tình trạng đèn 
sáng hoặc không; cảnh báo trôi/lệch vị trí,) 
thông qua sơ đồ luồng dữ liệu (Hình 6), sau đó tiến 
hành lập trình xây dựng các module: Module 
AtoNDataViewTree: Hiển thị thông tin của các đối 
tượng ATON theo dạng tree khi xem chi tiết thông 
tin của một đối tượng; Module OCPNRegion: Giám 
sát và cảnh báo tàu theo các vùng/khu vực được 
thiết lập; Module PositionParser: Module phân 
tích vị trí của các đối tượng tàu thuyền trong vùng 
quản lý hoạt động. Kết quả đã xây dựng được công 
cụ quản lý và thiết lập các cảnh báo đối với các báo 
hiệu hàng hải có lắp đặt AIS (Hình 7a) và giám sát 
báo hiệu hàng hải với các chức năng cảnh báo điện 
áp, tình trạng đèn sáng hoặc không hoặc cảnh báo 
tàu thuyền trôi/lệch vị trí (Hình 7b). 
4.3. Xây dựng chức năng quản lý tàu và nhóm 
tàu 
Phần mềm cho phép người dùng tự định 
nghĩa và thêm mới danh sách các tàu, nhóm tàu có 
lắp đặt AIS cần quan tâm. Điều này cho phép người 
dùng tập trung hơn vào việc giám sát những đối 
tượng cần quan tâm. 
Phần mềm cho phép người dùng xem thông 
tin của một tàu hoặc nhóm tàu có lắp đặt AIS bất 
kỳ trên hải đồ bằng cách lựa chọn trực tiếp từ hải 
đồ hoặc tìm kiếm theo tên tàu, quốc tịch, hô hiệu 
Phần mềm tự động cập nhật liên tục thông tin của 
đối tượng và hiển thị trên hải đồ, các thông tin hiển 
thị bao gồm: Tên tàu, quốc tịch, hô hiệu, loại tàu, 
kích thước tàu, hướng di chuyển, đích đến, thời 
gian dự định đến, Người dùng có thể theo dõi 
thông tin tàu có lắp đặt AIS tại thời điểm hiện tại 
hoặc bất kỳ thời điểm nào trong quá khứ. 
Phần mềm cho phép tự động cập nhật vị trí 
mới nhất của đối tượng tàu có lắp đặt AIS theo thời 
gian thực đồng thời theo dõi hành trình tàu trong 
khoảng thời gian tùy chọn. Tại từng vị trí trên hải 
trình, người dùng có thể theo dõi được thông tin 
tàu, vị trí, tốc độ, hướng đi, của tàu tại từng thời 
điểm trong khoảng thời gian đó. 
Hình 5. Giao diện hiển thị hải đồ điện tử trên phần mềm. 
 Bùi Ngọc Quý và nnk./ Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 1 - 13 9 
Với chức năng quản lý tàu có lắp đặt AIS, 
người dùng có thể xem nhanh vị trí gần nhất của 
những tàu có lắp đặt AIS trong danh sách, xem 
nhanh thông tin và trạng thái của những tàu trong 
danh sách. Thay vì phải tìm kiếm từng đối tượng 
thì với tính năng này người dùng có thể dễ dàng 
theo dõi thông tin và hoạt động của những tàu 
quan tâm. 
Sơ đồ luồng dữ liệu (Hình 8) thể hiện cách 
thức thực hiện chức năng này. Trên cơ sở đó các 
module được tiến hành lập trình xây dựng, bao 
gồm: Module CreateGroupDialog: Tạo nhóm tàu 
cần quản lý; Module GroupTrackPrintOut: Quản 
lý lịch sử vết hành trình của các đối tượng tàu 
thuyền theo nhóm. Kết quả là bộ công cụ với các 
chức năng quản lý tàu và nhóm tàu (Hình 9) 
4.4. Xây dựng chức năng phát hiện tàu đi vào 
vùng theo dõi 
Kích hoạt vùng theo dõi tàu có lắp đặt AIS từ 
các vùng đã vẽ chú thích, hệ thống sẽ tự động lưu 
lại danh sách các tàu có lắp đặt AIS vào trong vùng 
cảnh báo. 
Lưu lại dữ liệu tracking của các tàu có lắp đặt 
AIS đi vào khu vực quản lý đồng thời cho phép 
xuất ra các định dạng *txt, *xlsx (Excel) giúp cho 
việc quản lý và lưu trữ thời gian truy xuất hành 
trình của tàu; Phần mềm có khả năng tự động đưa 
ra các cảnh báo khi phát hiện các hành vi bất 
thường của tàu có lắp đặt AIS như chạy vào vùng 
cần theo dõi, chạy sai tốc độ quy định, ,...
Bắt đầu 
Kết thúc 
Chọn/vẽ vùng trên bản đồ 
Lưu thông tin vùng cảnh báo vào Database 
Lưu thông tin tàu vào vùng cảnh báo 
Nhập thông tin cho vùng 
Báo cáo vị trí 
(bản tin 1,2,3,..) 
Kiểm tra vị trí tàu xem có 
nằm trong vùng cảnh báo 
không 
Lưu thông tin tàu ra khỏi vùng cảnh báo vào 
database 
Có 
Không 
Kiểm tra vị trí tàu xem có 
nằm trong vùng cảnh báo 
không 
Không 
Có 
Hình 6. Sơ đồ luồng chức năng quản lý, giám sát 
đối tượng tàu thuyền thông qua các báo hiệu 
hàng hải. 
Hình 7. Quản lý và thiết lập cảnh báo cho các báo 
hiệu có lắp đặt AIS (a) và cảnh báo tình trạng của 
báo hiệu (b). 
(b) 
(a) 
10 Bùi Ngọc Quý và nnk./ Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 1 - 13 
Cảnh báo được gửi tới người dùng thông qua 
email, sms hoặc qua popup trên màn hình giúp 
người dùng cập nhật kịp thời diễn biến đang xảy 
ra. Để thực hiện chức năng này chúng tôi đã xây 
dựng luồng dữ liệu (Hình 10) và tiến hành lập 
trình xây dựng các module: Module 
AISAlertConfigDialog: Module để tạo và cấu hình 
các vùng cảnh báo; Module AISTarget AlertDialog: 
Module quản lý các cảnh báo. 
Kết quả phần mềm cho phép người quản lý thực 
hiện các cài đặt xác định vùng cảnh báo, vùng nguy 
hiểm (Hình 11a), khi có tàu đi vào vùng đã cài đặt 
cảnh báo, sẽ có cảnh báo bằng âm thanh, icon, hộp 
thoại tin nhắn xuất hiện trên màn hình máy tính 
(Hình 11b) hoặc cài đặt (Hình 12a) và cảnh báo 
cho các tàu thuyền chạy sai tốc độ (Hình 12b). Các 
tàu sau khi đi vào vùng theo dõi, sẽ tự động bật lại 
trong menu quản lý hành trình tàu và có thể tra 
cứu lại trong cơ sở dữ liệu tại bất cứ thời điểm nào 
(Hình 13), lưu vết hành trình tàu và tự động tắt 
sau khi tàu rời khỏi vùng theo dõi. Hành trình này 
được lưu lại trong menu quản lý. 
Không 
Bắt đầu 
Chọn vẽ vùng cảnh báo vùng nguy hiểm 
Nhập thông tin cho vùng nguy hiểm 
Hiện thông báo cảnh báo (tin nhắn, hình 
ảnh, âm thành) cho đối tượng tàu 
Lưu thông tin cấu hình vùng vào database 
Kết thúc 
Có 
Có 
Không 
Kiểm tra tàu có đang nằm 
trong vùng cảnh báo 
không? 
Nhận báo cáo vị trí 
(bản tin số ,2,3,..) 
Hình 10. Sơ đồ chức năng cảnh báo tàu đi vào 
vùng theo dõi. 
Bắt đầu 
Kết thúc 
Chọn quản lý nhóm tàu 
Nhập thông tin và thay đổi màu 
sắc cho nhóm tàu 
Chuyển tàu ở nhóm Ungroup lên nhóm 
tàu đã chọn 
Không 
Có 
Thêm tàu vào nhóm tàu 
đã có 
Thêm mới một 
nhóm tàu 
Có 
Sửa thông tin nhóm tàu, xóa 
nhóm tàu 
Không 
Hình 8. Sơ đồ luồng chức năng quản lý nhóm tàu. 
(a) 
(b) 
(c) 
Hình 9. Công cụ quản lý tàu và nhóm tàu (a); Chức 
năng lọc để tìm kiếm tàu từ CSDL(b) và hiển thị kết 
quả tìm kiếm (c). 
 Bùi Ngọc Quý và nnk./ Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 1 - 13 11 
Hình 11. Chức năng xác định vùng cần theo dõi, 
cảnh báo (a) và cảnh báo cho các tàu đi vào vùng 
cảnh báo bằng các tín hiệu trên màn hình (b). 
Hình 12. Hiển thị cảnh báo cho tàu thuyền đi vào 
vùng nguy hiểm (a) hoặc đi sai tốc độ (b) trên hải đồ 
điện tử. 
Hình 13. Quản lý hiển thị lộ trình cho tàu. 
12 Bùi Ngọc Quý và nnk./ Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 1 - 13 
5. Khả năng ứng dụng của phần mềm cho 
công tác quản lý và giám sát báo hiệu hàng 
hải 
Với các chức năng đã xây dựng, phần mềm có 
khả năng ứng dụng tốt cho công tác quản lý và 
giám sát các tín hiệu hàng hải cho các tàu thuyền 
và phương tiện giao thông đường thủy có trang bị 
các thiết bị AIS và ENC với các tính năng như: 
 - Hiển thị hải đồ theo các chuẩn quy định của 
tổ chức thủy đạc thế giới - IHO; 
 - Vẽ các đối tượng trên hải đồ; 
 - Quản lý tàu và các nhóm tàu; 
 - Cảnh báo các hành vi bất thường của tàu 
thuyền khi đi quá tốc độ hoặc đi vào các vùng giới 
hạn, vùng nguy hiểm; 
 - Quản lý hành trình của các tàu thuyền; 
 - Quản lý và cảnh báo các báo hiệu hàng hải; 
 -  
Với việc xây dựng ngôn ngữ mở, trong tương 
lai chúng ta có thể phát triển phần để kết nối các 
thiết bị khác như radar, camera, phục vụ hữu ích 
cho công tác quản lý hàng hải. 
6. Kết luận 
Trên cơ sở tích hợp công nghệ nhận dạng tự 
động (AIS) và hải đồ điện tử (ENC) kết hợp giữa 
công cụ phân tích và xử lý dữ liệu với kiến thức 
nghiệp vụ hàng hải, phần mềm hỗ trợ cho công tác 
giám sát và quản lý báo hiệu hàng hải cũng như 
giám sát các phương tiện tàu thuyền trong các 
hoạt động hành hải đã được thiết kế và xây dựng. 
Các chức năng thu nhận, lưu trữ thông tin của 
phần mềm đã tạo ra nguồn thông tin phong phú, 
làm giàu cho dữ liệu báo hiệu hàng hải và dữ liệu 
tàu thuyền thông qua hệ thống AIS, từ đó được các 
công cụ phần mềm xử lý, phân tích để tạo ra các 
thông tin hữu ích hiển thị trực quan trong giao 
diện hỗ trợ đắc lực cho công tác giám sát và quản 
lý báo hiệu hàng hải cũng như cho các hoạt động 
hành hải khác. 
Các chức năng giám sát và lưu vết hành trình 
của phần mềm sẽ là dữ liệu quan trọng cho công 
tác đảm bảo an ninh hoặc tìm kiếm cứu nạn khi có 
sự cố xảy ra đối với các hoạt động hành hải,  
Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu này cũng mới 
chỉ là những nghiên cứu bước đầu. Để có thể ứng 
dụng rộng rãi và phát triển hoàn thiện hơn nữa, 
cần phải có những đầu tư và mở rộng quy mô 
nghiên cứu và ứng dụng phần mềm cho công tác 
quản lý báo hiệu hàng hải và phương tiện thủy, 
đồng thời các phương tiện thủy cần phải được 
trang bị các thiết bị có tích hợp công nghệ nhận 
dạng tự động (AIS) và ENC, 
Tài liệu tham khảo 
Bui Ngoc Quy, Pham Van Hiep, Duong Anh Quan, 
Nguyen Phuc Chinh, Dong Duy Manh, 2018. 
Development of Electronic Navigation Chart 
for ship navigation in HICT port, Hai Phong. 
Journal of Mining and Earth Sciences 59 (6). 35 
- 42. 
International Hydrographic Organization (IHO), 
2000. S57 - Transfer Standard for Digital 
Hydrographic Data. International 
Hydrographic Bureau. Monaco. 
International Hydrographic Organization (IHO), 
2010. S63 - IHO Data Protection Scheme. 
International Hydrographic Bureau. Monaco. 
Nguyễn Phúc Chính, 2019. Nghiên cứu xây dựng 
phần mềm giám sát và quản lý báo hiệu hàng 
hải từ xa trên nền tảng công nghệ hệ thống 
nhận dạng tự động (AIS) và hải đồ điện tử 
(ENC). Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật. Trường Đại 
học Mỏ - Địa chất. 
Tetreault, B. J., 2005. Use of the Automatic 
Identification System (AIS) for maritime 
domain awareness (MDA). Proceedings of 
OCEANS 2005 MTS. Washington DC. USA. 
Kurt D. S., Philip A. M., 2007. Marine Ship 
Automatic Identification System (AIS) for 
Enhanced Coastal Security Capabilities: An Oil 
Spill Tracking Application. Proceedings of 
OCEANS 2007 MTS. Vancouver. BC. Canada. 
International Telecommunication Union - 
Radiocommunication Sector (ITU - R), 2014. 
Technical characteristics for an automatic 
identification system using time division 
multiple access in the VHF maritime mobile 
frequency band. International 
Telecommunication Union. 
 Bùi Ngọc Quý và nnk./ Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 60 (4), 1 - 13 13 
ABSTRACT 
Remote navigation signal management and monitoring software 
development based on data collected from AIS and ENC 
Quy Ngoc Bui 1, Chinh Phuc Nguyen 2, Manh Duy Dong 2, Hiep Van Pham 1, Hanh My Thi Nguyen 
3, Anh Trung Tran 1, Quan Anh Duong 1, Ha Thu Thi Nguyen 4 
1 Faculty of Geomatics and Land Administration, Hanoi University of Mining and Geology, Vietnam 
2 Vietnam Maritime Safely Corporation - North, Vietnam 
3 Publishing office, Hanoi University of Mining and Geology, Vietnam 
4 Center for National and Administrative Boundaries, Deparment of Survey Mapping and Geographic 
Information Vietnam, Vietnam 
The Navigation signal management and monitoring requires a lot of information and needs 
continuous operation in order to assure the navigation safety, therefore, the signal need to monitoring 
and managing. To monitoring and managing the navigation signal and navigation control, there are 
several methods applied such as directly operation by workers, by sensor or by remote control through 
AIS. Based on the data collected from AIS and ENC, the research group has developed the remote 
navigation signal managing and monitoring software through the internet. This paper describes the 
process of the software design and development.