Tổng quan EPIRB – Thiết bị An toàn Khẩn Cấp cho Tàu của Bạn

Tổng quan EPIRB – Thiết bị An toàn Cấp bách cho Tàu của Bạn

EPIRB là gì?

An toàn trên biển là yếu tố then chốt giúp tài sản và con người của bạn luôn được bảo vệ. Trong hệ thống an toàn hàng hải, có một thiết bị cực kỳ quan trọng, đóng vai trò “cứu tinh” khi tàu gặp sự cố: đó là EPIRB. EPIRB (Emergency Position Indicating Radio Beacon) là một loại phao vô tuyến phát tín hiệu cấp cứu. Bạn có thể hình dung nó như một “thiết bị gọi cứu hộ” tự động hoặc thủ công mà mỗi con tàu cần có. Đây là một trong ba loại thiết bị phát tín hiệu khẩn cấp chính được sử dụng để gọi sự giúp đỡ trong các tình huống nguy hiểm:

EPIRB: Dành cho tàu thuyền trên biển.
ELT (Emergency Locator Transmitter): Dành cho máy bay.
PLB (Personal Locator Beacon): Dành cho cá nhân khi ở những nơi hẻo lánh.

Tất cả các loại thiết bị này – EPIRB, ELT và PLB – đều hoạt động dựa trên hệ thống vệ tinh và phát tín hiệu ở tần số 406 MHz. Tần số này được quy định quốc tế chỉ dành riêng cho mục đích cấp cứu.

Ngoài ra, các thiết bị cấp cứu này còn được trang bị một bộ phát tín hiệu vô tuyến 121.5 MHz. Tín hiệu công suất thấp 121.5 MHz này được dùng để hướng dẫn các đội cứu hộ khi họ đã ở gần, trong phạm vi 10 hải lý tính từ thiết bị.

EPIRB 406 MHz hoạt động ra sao?

EPIRB là một bộ phát tín hiệu vô tuyến kỹ thuật số 406 MHz có thể được kích hoạt trong các tình huống nguy hiểm đến tính mạng để yêu cầu hỗ trợ từ các cơ quan tìm kiếm cứu nạn. Sau khi kích hoạt, nó sẽ hoạt động liên tục trong ít nhất 48 giờ.

Nguyên lý hoạt động của EPIRB 406 MHz có nhiều điểm tương đồng với các thiết bị phát tín hiệu 406 MHz khác, nhưng cũng có những đặc điểm riêng biệt. Loại thiết bị này được thiết kế riêng cho mục đích hàng hải. Thiết bị sẽ gửi một tín hiệu giúp phát hiện và định vị tàu của bạn đang gặp nạn.

EPIRB là một thành phần quan trọng của Hệ thống An toàn và Cứu nạn Hàng hải Toàn cầu (GMDSS) , đồng thời là yếu tố then chốt của Cospas-Sarsat.

Hệ thống Cospas-Sarsat là gì? Đây là một hệ thống vệ tinh quốc tế có nhiệm vụ phát hiện và định vị các tín hiệu cấp cứu từ máy bay, tàu thuyền và cá nhân gặp nạn. Sau đó, hệ thống này sẽ chuyển tiếp thông tin cảnh báo đến các cơ quan tìm kiếm cứu nạn (SAR). Nói đơn giản hơn, Cospas-Sarsat thực hiện chức năng “tìm kiếm” trong các hoạt động “tìm kiếm và cứu nạn”.

Khi một thiết bị EPIRB được kích hoạt, hệ thống Cospas-Sarsat sẽ:

Giải mã thông điệp mã hóa nhị phân từ thiết bị, trong đó có số nhận dạng tàu hoặc máy bay và vị trí của thiết bị (đối với các thiết bị có bộ thu GNSS).
Thực hiện phân tích toán học tín hiệu để tính toán vị trí của thiết bị, ngay cả khi vị trí đó không được mã hóa trong thông điệp cấp cứu.

Đáng chú ý, các dịch vụ của hệ thống này là miễn phí cho tất cả người dùng trên toàn thế giới.

Cospas-Sarsat sử dụng nhiều loại hệ thống vệ tinh khác nhau để tính toán vị trí của thiết bị, với các phương pháp và mức độ chính xác khác nhau.

Cách chính để tính toán tọa độ là phương pháp dịch Doppler. Độ chính xác định vị khi sử dụng phương pháp này là lên đến 2 km.
Các EPIRB 406 MHz “thông thường” hoặc “truyền thống” hoạt động dựa trên phương pháp này. Trong trường hợp này, việc hỗ trợ được giao cho các cơ quan bờ biển, họ sẽ chuyển tiếp thông tin về vị trí của thiết bị được kích hoạt đến các tàu cứu hộ. Các tàu cứu hộ sau đó sẽ thực hiện các hoạt động tìm kiếm và cứu nạn tại hiện trường.
Định vị GNSS được sử dụng làm tham chiếu thứ cấp cho vị trí.

Các loại EPIRB hiện đại:

GNSS/GPS EPIRB: Tất cả các EPIRB hiện đại đều được trang bị bộ thu GNSS để kết nối với các Hệ thống Định vị Vệ tinh Toàn cầu (Global Navigation Satellite Systems). Bộ thu GNSS cho phép thiết bị truyền vị trí của nó cùng với tín hiệu vệ tinh 406 MHz. Thực tế, GNSS/GPS EPIRB là phiên bản nâng cấp của EPIRB truyền thống. Nhờ công nghệ này, vị trí của EPIRB được xác định với độ chính xác lên tới 10m , giúp việc định vị và cứu nạn trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.
AIS EPIRB: Các EPIRB mới nhất hiện nay được phê duyệt đã tích hợp bộ phát AIS.

AIS EPIRB này là một nâng cấp so với GNSS/GPS EPIRB. Mỗi AIS EPIRB đều có bộ thu GNSS tích hợp sẵn.

Khi một EPIRB có chức năng AIS được kích hoạt, tín hiệu AIS sẽ được gửi đến các tàu thuyền gần đó có trang bị bộ phát đáp AIS. Các tàu này sẽ ngay lập tức nhận được thông báo về tàu của bạn đang gặp nạn và vị trí của nó. Dữ liệu vị trí được cung cấp bằng công nghệ GNSS. Nhờ vậy, hoạt động cứu nạn có thể diễn ra nhanh hơn: các tàu cứu hộ có thể định vị thiết bị điện tử mà không cần thông tin được chuyển tiếp từ bờ. Thêm vào đó, AIS EPIRB có thể gửi tín hiệu trực tiếp đến các tàu khác trước khi dịch vụ bờ phát hiện tín hiệu cấp cứu.

Yêu cầu mới cho EPIRB trên tàu SOLAS: Theo quy định MSC.471(101) của IMO , mọi EPIRB tự nổi (float-free) được lắp đặt trên tàu từ ngày 1 tháng 7 năm 2022 trở đi phải có tần số AIS nội bộ, kênh 406 MHz và bộ thu GNSS , cùng với bộ phát 121.5 MHz. Nếu EPIRB của bạn được lắp đặt trước ngày này, nó có thể không cần tuân thủ các quy định mới nói trên.

EPIRB có chức năng RLS (Return Link Service): Một số mẫu EPIRB mới còn được trang bị tính năng Dịch vụ Phản hồi Liên kết (RLS – Return Link Service) của Galileo. Các tin nhắn RLS (hiển thị bằng đèn báo hoặc văn bản trên màn hình thiết bị) sẽ xác nhận cho người dùng rằng tín hiệu cấp cứu từ thiết bị của họ đã được các cơ quan tìm kiếm cứu nạn nhận được.

Hoạt động của hệ thống Cospas-Sarsat: Hệ thống Cospas-Sarsat bao gồm một phần không gian và một cơ sở hạ tầng mặt đất, trong đó có:

Các thiết bị phát tín hiệu cấp cứu truyền tín hiệu 406 MHz được nhận bởi các thiết bị SAR lắp đặt trên tàu vũ trụ của hệ thống.
Các thiết bị tìm kiếm và cứu nạn đặt trên vệ tinh – SARR (bộ lặp tín hiệu SAR) và SARP (bộ xử lý tín hiệu SAR); chúng xử lý và/hoặc chuyển tiếp tín hiệu cấp cứu đến trạm mặt đất gần nhất.
LUTs (local user terminals) – các trạm thu mặt đất xử lý tín hiệu đường xuống của vệ tinh để trích xuất dữ liệu nhận dạng thiết bị và đưa ra xác định độc lập về vị trí thiết bị.
MCCs (mission control centers) – các trung tâm điều khiển nhiệm vụ thu thập dữ liệu đầu ra do LUTs tạo ra và gửi thông báo về tình huống khẩn cấp và vị trí của nó đến cơ quan tìm kiếm cứu nạn thích hợp.
RCCs (rescue coordination centers) – các cơ quan có trách nhiệm thực hiện các hoạt động tìm kiếm và cứu nạn cần thiết.

Cho đến gần đây, hệ thống Cospas-Sarsat được tích hợp với hai loại vệ tinh:

Các vệ tinh trong quỹ đạo cực tương đối thấp (800-900 km) tạo thành hệ thống LEOSAR (Low Earth Orbit Search And Rescue).
Các vệ tinh trong quỹ đạo địa tĩnh ở độ cao 36.000 km tạo thành hệ thống GEOSAR (Geostationary Earth Orbit Search And Rescue).

Trong những năm gần đây, hệ thống Cospas-Sarsat đang trong giai đoạn hiện đại hóa quy mô lớn – các bộ lặp SAR đang được lắp đặt trên các vệ tinh GNSS (Global Navigation Satellite System) quay quanh Trái Đất ở độ cao từ 19 đến 23 nghìn km, bao gồm: GPS (Hoa Kỳ), Galileo (Liên minh Châu Âu) và GLONASS (Nga).

Các thành phần không gian Cospas-Sarsat mới này tạo thành một hệ thống gọi là

MEOSAR (Medium Earth Orbit Search And Rescue).

Mỗi hệ thống vệ tinh nằm ở một độ cao khác nhau và có trường nhìn khác nhau. Do đó, tất cả chúng đều có khả năng phát hiện tín hiệu thiết bị khác nhau.

Ví dụ, các vệ tinh GEOSAR có vùng phủ sóng bề mặt Trái Đất rộng nhất, nhưng chúng ở xa hơn đáng kể so với các vệ tinh LEOSAR và MEOSAR, nên chất lượng tín hiệu nhận được không tốt bằng.

Theo C/S G.003 – GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG COSPAS-SARSAT, các thông số hiệu suất chính mà hệ thống Cospas-Sarsat cần đáp ứng là:

Phủ sóng toàn cầu.
Kích hoạt thiết bị tự động.
Cảnh báo kịp thời.
Độ chính xác vị trí thiết bị.

Không phải tất cả các phân đoạn không gian thuộc Cospas-Sarsat đều đáp ứng đầy đủ các thông số này.

Ví dụ, hệ thống GEOSAR cung cấp vùng phủ sóng để phát hiện các thiết bị 406 MHz ở tất cả các khu vực trên Trái Đất giữa vĩ độ 75° Nam và 75° Bắc, ngoại trừ vùng cực. Những khoảng trống quanh các cực này không thể loại bỏ được do bản chất của quỹ đạo địa tĩnh. Các hệ thống không gian khác (LEOSAR hoặc MEOSAR) không có hạn chế tương tự.

Về tiêu chí thời gian cảnh báo, cảnh báo cấp cứu phải được truyền đến RCC chịu trách nhiệm trong vòng 15 phút sau khi tín hiệu ban đầu từ thiết bị được nhận. Các hệ thống GEOSAR và MEOSAR đáp ứng và vượt quá yêu cầu này (cung cấp cảnh báo thời gian thực).

Một đặc điểm đặc biệt của hệ thống LEOSAR là LEOLUT thu thập dữ liệu trong suốt quá trình vệ tinh bay qua LUT – chu kỳ quỹ đạo của nó khoảng 100 phút. Khoảng thời gian này có thể cần thiết để tính toán một giải pháp độc lập và chuyển nó đến MCC để phân phối.

Một thông số quan trọng khác là độ chính xác của việc xác định vị trí thiết bị. Các giải pháp được sử dụng bởi hệ thống LEOSAR (xử lý Doppler) và hệ thống MEOSAR (kỹ thuật FDOA (frequency difference of arrival) và TDOA (time difference of arrival)) đều đáp ứng được yêu cầu này.

Bản chất của các vệ tinh GEO không cho phép chúng được sử dụng để định vị độc lập, tuy nhiên chúng có thể ngay lập tức lặp lại một thông điệp với vị trí được mã hóa đã được tính toán bởi bộ thu GNSS bên trong thiết bị.

Do đó, hệ thống MEOSAR bao gồm tất cả các ưu điểm của cả hệ thống LEOSAR và GEOSAR. Đồng thời, nó khắc phục được nhiều hạn chế hiện tại của chúng. Khi đạt được mức độ dự phòng và khả dụng vệ tinh cao (sẽ có 72 vệ tinh), hệ thống này sẽ cải thiện đáng kể tốc độ và độ chính xác trong việc định vị các thiết bị cấp cứu. Nhiều sinh mạng sẽ được cứu.

Trong những năm tới, tất cả các hệ thống vệ tinh – LEOSAR, GEOSAR và MEOSAR – sẽ hoạt động song song, phục vụ cả thiết bị thế hệ thứ nhất và thứ hai; các thông số tương thích của chúng đã được thống nhất.

Các thế hệ EPIRB của Cospas-Sarsat:

Các thiết bị được thiết kế để hoạt động với hệ thống LEOSAR thường được gọi là thiết bị thế hệ thứ nhất (FGB). Chúng cũng tương thích với hệ thống GEOSAR.
Các thiết bị đang được phát triển để hoạt động trong hệ thống vệ tinh Cospas-Sarsat thế hệ mới, MEOSAR, được gọi là thiết bị thế hệ thứ hai (SGB). Chúng cũng sẽ tương thích với hệ thống GEOSAR.

Các thiết bị thế hệ thứ hai (SGB) sẽ xuất hiện trên thị trường trong những năm tới, chúng sẽ có chức năng mở rộng và đáp ứng các tiêu chí cập nhật cho hệ thống Cospas-Sarsat.

Trong tương lai, Cospas-Sarsat sẽ dựa vào phân đoạn không gian MEO/GEO. Hệ thống MEOSAR sẽ thay thế hệ thống LEOSAR và trở thành phân đoạn không gian thống trị của Cospas-Sarsat. Hệ thống này sẽ xác định vị trí của thiết bị gần như trong thời gian thực với độ chính xác cao mà hệ thống hiện tại không có được.

Phân loại EPIRB và cách kích hoạt:

EPIRB được chia thành 2 loại dựa trên đặc điểm của giá đỡ và điều kiện kích hoạt:

Loại I (Kích hoạt tự động): Đây là các EPIRB tự nổi (float-free) 406/121.5 MHz, được GMDSS công nhận.
- EPIRB tự nổi được thiết kế để tự động tách khỏi tàu và nổi lên mặt nước nếu tàu bị chìm. Nó cũng có thể được kích hoạt thủ công.
- Các thiết bị này được đặt trong một giá đỡ đặc biệt có bộ phận giải phóng thủy tĩnh (HRU). Việc kích hoạt được kích hoạt khi
  
  EPIRB được giải phóng khỏi giá đỡ của nó. Cơ chế này sẽ giải phóng
  
  EPIRB ở độ sâu nước 1.5-4 mét. Sau đó,
  
  EPIRB sẽ nổi lên mặt nước và bắt đầu phát tín hiệu cấp cứu.
- EPIRB Loại I phải được lắp đặt bên ngoài cabin của tàu để có thể “tự nổi” khỏi tàu khi bị chìm.
Loại II (Kích hoạt thủ công): Bao gồm các EPIRB được kích hoạt bằng tay, hoặc EPIRB không tự nổi 406/121.5 MHz.
- Các EPIRB này nên được lấy ra khỏi giá đỡ và sau đó kích hoạt thủ công hoặc thả xuống nước để nó tự động kích hoạt.
- EPIRB không tự nổi nên được cất giữ ở một vị trí trên tàu mà có thể dễ dàng tiếp cận nhanh chóng trong trường hợp khẩn cấp.

Tất cả các EPIRB hiện đại đều cung cấp cả hai phương pháp kích hoạt và triển khai.

Ngoài ra, có 3 cấp nhiệt độ hoạt động cho EPIRB 406 MHz:

Cấp 0: -55°C đến +70°C.
Cấp 1: -40°C đến +55°C.
Cấp 2: -20°C đến +55°C.

Mã nhận dạng (HEX ID) và Đăng ký EPIRB: Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) quy định việc bắt buộc trang bị EPIRB trên các tàu tham gia các chuyến đi quốc tế. Nhiều quốc gia cũng áp dụng các quy định tương tự cho tàu thuyền trong vùng biển của họ.

Theo quy định của IMO và ICAO, tất cả các thiết bị phát tín hiệu cấp cứu hoạt động trên 406 MHz đều phải được đăng ký.

Mỗi thiết bị 406 MHz có một số nhận dạng duy nhất (UIN) được truyền đi như một phần của tín hiệu của nó. Đây là một mã định danh thập lục phân (HEX ID) gồm 15 ký tự, được nhà cung cấp lập trình vào thiết bị trước khi lắp đặt trên tàu. Nó được đánh dấu trên nhãn dán trên thiết bị, cũng như trên hộp đóng gói.

Sau khi thiết bị được đăng ký, mã HEX ID này trở thành một mã định danh duy nhất cho phép lực lượng cứu hộ biết họ đang tìm kiếm ai. Tất nhiên, điều này chỉ đúng nếu thiết bị được kích hoạt.

Chủ sở hữu nên biết mã định danh của thiết bị, vì đây là cách tốt nhất (và thường là duy nhất) để phân biệt thiết bị của mình với các thiết bị khác.

Mã HEX ID cho biết con tàu cụ thể và quốc gia đăng ký của EPIRB.

Các trạm LUT (local user terminals) ở bất cứ đâu trên thế giới, khi nhận được tín hiệu cảnh báo cấp cứu và vị trí địa lý từ một EPIRB 406 MHz được kích hoạt, có thể xác định được tàu gặp nạn, cũng như quốc gia đăng ký của nó. Điều này là một lợi thế lớn cho việc lập kế hoạch tìm kiếm cứu nạn, vì mỗi Trung tâm Điều phối Cứu nạn Hàng hải (MRCC) quốc gia đều lưu giữ hồ sơ về đặc điểm của tàu, như mô tả, số lượng thuyền viên, v.v..

Để hệ thống hoạt động thành công và đảm bảo an toàn cho người dùng EPIRB, việc đăng ký thiết bị là bắt buộc. Thông tin đăng ký phải có sẵn cho các cơ quan tìm kiếm cứu nạn.

Nghị quyết MSC.514(105) của IMO VỀ HƯỚNG DẪN TRÁNH CẢNH BÁO CẤP CỨU SAI (thay thế nghị quyết A.814(19), kể từ ngày 1 tháng 1 năm 2024) trực tiếp nêu rõ quy tắc này: “Các công ty, thuyền trưởng và thuyền viên phải, tùy theo trường hợp, đảm bảo rằng… các mã nhận dạng của EPIRB, được nhân viên SAR sử dụng để phản ứng với các tình huống khẩn cấp, phải được đăng ký đúng cách trong cơ sở dữ liệu có thể truy cập 24 giờ một ngày hoặc tự động cung cấp cho các cơ quan SAR (thuyền trưởng nên xác nhận rằng EPIRB của họ đã được đăng ký với cơ sở dữ liệu đó, để giúp các dịch vụ SAR xác định tàu trong trường hợp gặp nạn và nhanh chóng có được các thông tin khác cho phép họ phản ứng phù hợp)…”.

Người mua EPIRB 406 MHz đã qua sử dụng cũng có nghĩa vụ cung cấp chi tiết để bổ sung vào cơ sở dữ liệu.

Để tạo điều kiện tiếp cận thông tin đăng ký thiết bị, Cospas-Sarsat đã cung cấp Cơ sở dữ liệu đăng ký thiết bị 406 MHz quốc tế. Nó bắt đầu hoạt động vào ngày 16 tháng 1 năm 2006.

Kích hoạt EPIRB ngoài ý muốn: Hàng năm, nhiều nguồn lực quý giá bị lãng phí để định vị các EPIRB được kích hoạt do tai nạn.

Người dùng cần biết rằng ngay cả một lần phát tín hiệu ngắn từ thiết bị 406 MHz cũng có thể được hệ thống Cospas-Sarsat GEOSAR phát hiện ngay lập tức, dẫn đến việc cảnh báo cho một RCC.

Các cảnh báo cấp cứu giả gây ra hậu quả nghiêm trọng, vì vậy việc phát chúng bị nghiêm cấm.

Nếu vì bất kỳ lý do gì mà EPIRB bị kích hoạt ngoài ý muốn, tàu phải liên hệ với trạm bờ gần nhất hoặc RCC và hủy cảnh báo cấp cứu.

Tuy nhiên, thông thường sẽ không có hành động nào chống lại chủ tàu và thuyền viên khi báo cáo một cảnh báo giả và hủy bỏ nó. Nếu những vi phạm như vậy lặp đi lặp lại, Chính phủ có thể truy tố.

Bạn có thể tìm thêm thông tin trong Nghị quyết IMO A.814 (19) HƯỚNG DẪN TRÁNH CẢNH BÁO CẤP CỨU SAI (sẽ được thay thế bởi Nghị quyết IMO MSC.514(105) HƯỚNG DẪN TRÁNH CẢNH BÁO CẤP CỨU SAI, kể từ ngày 1 tháng 1 năm 2024).

Kiểm tra EPIRB: EPIRB, là một phần quan trọng của thiết bị GMDSS, phải hoạt động tốt để thực hiện các chức năng được giao. Để đảm bảo điều này, nó được kiểm tra thường xuyên.

Chức năng tự kiểm tra (self-test) của EPIRB nên được kiểm tra mỗi tháng một lần. Việc này do sỹ quan vô tuyến GMDSS của tàu thực hiện. Chức năng tự kiểm tra này xác nhận rằng bộ phát tín hiệu cấp cứu và bộ thu GPS hoạt động, pin còn tốt và đèn nháy hoạt động.
Các thiết bị và giá đỡ cũng phải được kiểm tra xem có hư hỏng vật lý nào không.
Cần kiểm tra ngày hết hạn của pin và tình trạng của HRU (hydrostatic release unit – bộ phận giải phóng thủy tĩnh), kiểm tra dây buộc và điều kiện tiếp xúc với nước biển.
EPIRB cũng phải chịu các cuộc kiểm tra hiệu suất hàng năm và bảo trì tại bờ. Chúng là bắt buộc đối với các tàu tuân thủ quy định GMDSS.
Các cuộc kiểm tra do các chuyên gia có trình độ – kỹ sư khảo sát vô tuyến – thực hiện. Trong các cuộc kiểm tra này, các kỹ sư sẽ kiểm tra kỹ lưỡng khả năng hoạt động của EPIRB với sự trợ giúp của các thiết bị kiểm tra GMDSS chuyên nghiệp.