3
Website: Email : Tel : 0918.775.368
4
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, công nghệ thông tin đã được đưa vào ứng dụng vào nhiều mặt của
cuộc sống ứng dụng hỗ trợ công việc cho từng cá nhận tới ứng dụng cho qui trình sản
xuất và cả hệ thống quản lý như các các nhà máy sản xuất hay cơ quan nhà nước.
Việc ứng dụng hiệu quả công nghệ thông tin có vai trò hết sức quan trọng trong việc
phát triển kinh tế- xã hội nói chung và trong ngành công nghiệp nói riêng.
Trong lịch sử loài người, vận chuyển hàng hóa bằng đường biển có một vai trò
rất quan trọng. Trong đó vận chuyển bằng container tuy ra đời sau nhưng đã phát
triển rất mạnh mẽ. Đóng góp vào sự thành công đó phải nói đến hệ thống cảng trung
chuyển. Hiện nay đã có một đề tài của các bạn Bách Khoa về việc điều khiển tự động
hệ thống cần cẩu cho cảng. Vì vậy được sự định hướng và đồng ý của giáo viên
hướng dẫn em chọn đề tài xây dựng hệ thống quản lý cảng trung chuyển trực tuyến
trên cơ sở xác định vị trí container theo không gian 3 chiều.
Để có thể thực hiện thành công đề tài này em xin gửi lời cảm ơn chân trọng tới
các thầy cô giáo trong trường Đại học Bách khoa Hà Nội, các thầy cô giáo Khoa
Công nghệ thông tin và bộ môn Kỹ thuật máy tính, đã trang bị cho em kiến thức vô
cùng quý báu trong suốt 5 năm học vừa qua tại trường. Và em xin gửi lời cảm ơn tới
thầy giáo hướng dẫn Thạc sĩ Phạm Đức Khánh, bộ môn Kỹ thuật máy tính, Khoa
Công Nghệ Thông Tin đã tận tình giúp đỡ hướng dẫn, chỉ bảo và định hướng cho em
trong quá trình thực hiện đề tài.
Tuy nhiên vì thời gian thực hiện đề tài có hạn, tài liệu và thiết bị còn hạn chế
cùng với hiểu biết và kiến thức có hạn của bản thân nên đề tài còn có nhiều thiếu sót,
em rất mong được sự chỉ bảo hướng dẫn của các thầy cô và sự góp ý của các bạn để
có thể hoàn thiện hơn đề tài của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!
2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
3

Danh mục các hình
Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống .............................................. Error: Reference source not found
Hình 3.1 Encoder .................................................................. Error: Reference source not found
Hình 3.2 Output phase .......................................................... Error: Reference source not found
Hình 3.3 Sơ đồ cấu hình chân tín hiệu ATmega8 của họ AVR ..... Error: Reference source not
found
Hinh 3.4 Sơ đồ nguyên lý tương đương của chân vào ra ... Error: Reference source not found
Hình 3.5 Biểu đồ thời gian của chế độ CTC ........................ Error: Reference source not found
Hình 3.6 Biều đồ thời gian chế độ Fast PWM ..................... Error: Reference source not found
Hình 3.7 Biểu đồ thời gian của chế độ phase correct PWM ......... Error: Reference source not
found
Hình 3.8 Thanh ghi điều khiển TCCRx ............................... Error: Reference source not found
Hình 3.9 Bảng chọn chế độ Timer ....................................... Error: Reference source not found
Hình 3.10 Bảng chọn chế độ xung Clock ............................ Error: Reference source not found
Hình 3.11 Thanh ghi cờ ngắt TIFR ...................................... Error: Reference source not found
Hình 3.12 Thanh ghi mặt nạ ngắt TIMSK ........................... Error: Reference source not found
Hình 3.13 Sơ đồ khối chuyển đổi analog sang digital ........ Error: Reference source not found
Hình 3.14 Sơ đồ khối logic tự động Trigger ADC .............. Error: Reference source not found
Hình 3.15 Bộ đếm ADC ....................................................... Error: Reference source not found
Hình 3.16 Sơ đồ khối thời gian chuyển đổi đầu tiên của ADC ..... Error: Reference source not
found
Hình 3.17 Sơ đồ khối thời gian của bộ ADC, chuyển đổi đơn ...... Error: Reference source not
found
2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
3
Website: Email : Tel : 0918.775.368
4
Hình 3.18 Biểu đồ thời gian ADC, chuyển đổi tự động Trigger ... Error: Reference source not
found

Khảo sát cơ chế hoạt động của hệ thống cần cẩu của cảng nhằm xây dựng bộ
thu thập, xác định vị trí, trang thái của từng cần cẩu trong bãi.
Nghiên cứu về giải pháp sắp xếp, luân chuyển container trong bãi trong quá
trình xuất nhập container.
Xây dựng bộ thu thập tín hiệu encoder và chuyển thông tin vào CSDL trên
máy chủ.
Xây dựng phần mềm quản lý hoạt động, quản lý nhân sự của cảng bằng ngôn
ngữ VB.NET CSDL SQL Server trên nền hệ điều hành WindowXP
Xây dựng thêm bộ mô phỏng tín hiệu từ encoder nhằm thực hiện việc kiểm
thử hệ thống.
1.3. KẾ HOẠCH TIẾN ĐỘ CỤ THỂ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
Tuần 1 Tuẩn3:
Nghiên cứu hoạt động xuất nhập container của cảng Tân Cảng.
Tuần 4Tuần 6:
Phân tích hệ thống.
Thiết kế cơ sở dữ liệu.
2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
3
Website: Email : Tel : 0918.775.368
4
Nghiên cứu giải pháp sắp xếp tối ưu trong việc luân chuyển, lưu bãi container
trong cảng.
Tuần 7Tuần8:
Xây dựng phần mềm.
Tuần 9Tuần10
Xây dựng bộ mô phỏng tín hiệu encoder thu thập ngoài hiện trường.
Xây dựng bộ thu thập tín hiệu encoder và giao thức giao tiếp với máy tính
Tuần 11Tuần12:
Hoàn thiện phần mềm và kiểm thử sơ bộ hệ thống.

viên cảng quản lý.
Hiện nay đã có một đề tài đang nghiên cứu về điều khiển tự động hệ thống cần
cẩu trong Cảng Container của sinh viên Bách Khoa. Do đó được sự định hướng và
đồng ý của giáo viên hướng dẫn nên em chọn đề tài xây dựng hệ thống quản lý cảng
trung chuyển container trực tuyến trên cơ sở xác định vị trí theo không gian 3 chiều.
2.2. KHẢO SÁT THỰC TẾ
2.2.1. Khảo sát cảng
Trong hoạt động của cảng trung chuyển mỗi một tàu muốn cập cảng họ phải
cung cấp đầy đủ thông tin trước một ngày. Các thông tin này bao gồm: thông tin về
hãng tàu, chuyến, tàu, hành trình của tàu và thông tin đầy đủ về container có trên tau.
Khi đó bộ phận nhập tàu sẽ kiểm tra xem xét có cho phép tàu cập cảng hay không.
Nếu tàu được phép cập cảng bộ phận này sẽ tiến hành lưu lại tất cả thông tin của tàu
và ngày giờ tàu sẽ được cập cảng. Lúc này bộ phận quản lý sẽ chuẩn bị lên kế hoạch
cho việc bốc dỡ và sắp xếp container lên các bãi.. Nếu như tàu được cập cảng bộ
phận quản lý sẽ lên kế hoạch bốc dỡ và gửi xuống từng tổ đội bốc dỡ. Việc tính toán
lên kế hoạch phải theo nguyên tắc sắp xếp Container trong cảng:
Nếu Container chuyển lên cùng tàu thì xếp chung vào một khu
Đối với những Container có cùng kích cỡ được xếp chung với nhau. Nếu là
Container rỗng thì không được xếp quá 5 tầng, nếu là Container hàng thì không được
xếp quá 3 tầng.
Khi có một tàu cập cảng toàn bộ thông tin về tàu được đưa xuống bộ phận kiểm
tra tại bãi. Các nhân viên bốc dỡ sẽ thực hiện bốc dỡ container theo kế hoạch có sẵn.
Container trước khi nhập bãi phải kiểm tra lại các thông số có phù hợp với những
gì mà chủ tàu cung cấp hay không. Sau đó sẽ cân hàng kiểm tra lại trọng lượng, kích
cỡ thật và bấm giờ vào cổng. Và sau đó in phiếu thành 4 liên sử dụng trong suốt thời
gian container nằm tại kho
Thông tin container
Thông tin container là từ lệnh của hãng tàu (mỗi hãng sẽ có mẩu lệnh riêng). Khi
khách hàng vào đưa lệnh của hãng tàu sẽ in phiếu xuât. Kể cả Container hạ về cảng
và xe muốn vào lấy đem ra ngoài đều phải có lệnh của hãng tàu. Trên đó sẽ ghi lại

thử thực tế gặp rất nhiều khó khăn. Chính vì vậy theo định hướng và được sự đồng ý
của giáo viên hướng dẫn em đưa ra giải pháp xây dựng một bộ mô phỏng tín hiệu
container 3 chiều để tiện cho việc kiểm thử chương trình.
2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
3
Website: Email : Tel : 0918.775.368
4
2.3. TÌM HIỂU VỀ CONTAINER
2.3.1. Giới thiệu
Container là một dụng cụ vận tải có các đặc điểm:
• Có hình dáng cố định, bền chắc, để được sử dựng nhiều lần.
• Có cấu tạo đặc biệt để thuận tiện cho việc chuyên chở bằng một hoặc nhiều
phương tiện vận tải, hàng hóa không phải xếp dỡ ở cảng dọc đường.
• Có thiết bị riêng để thuận tiện cho việc xếp dỡ và thay đổi từ công cụ vận tải
này sang công cụ vận tải khác.
• Có cấu tạo đặc biệt để thuận tiện cho việc xếp hàng vào và dỡ hàng ra.
• Có dung tích không ít hơn 1m3 .
2.3.2. Tiêu chuẩn hóa container
Để phương thức chuyên chở container được phát triển và áp dụng rộng rãi đòi
hỏi tiến hành nhiều tiêu chuẩn hoá bản thân container. Nội dung tiêu chuẩn hóa
container gồm có: hình thức bên ngoài, trọng lượng container, kết cấu móc, cửa, khoá
container……
Hiện tại nhiều tổ chức thế giới nghiên cứu tiêu chuẩn hóa container, song tổ chức
ISO vẫn đóng vai trò quan trọng nhất. Năm 1967, tai Moscow, đại diện tổ chức tiêu
chuẩn hóa của 16 nước là hội viên ISO đã chấp nhận tiêu chuẩn hoá container của ủy
ban kỹ thuật thuộc ISO.
Sau đây là tham số kỹ thuật của 7 loại container thuộc xêri1 theo tiêu chuẩn của
ISO:Theo quy ước, container loại 1C có chiều dài 19,1 feet, trọng lượng tối đa là 20
tấn, dung tích chứa hàng 30,5 m3 được lấy làm đơn vị chuẩn để quy đổi cho tất cả

1.B 8.0 29,1 25 23,0 45,5
1.C 8.0 19,1 20 18,0 30,5
1.D 8.0 9,9 10 8,7 14,3
1.F 8.0 4,9 5 4,0 7,0
2.3.3. Phân loại container
Thực tế container được phân thành nhiều loại dựa trên các tiêu chuẩn khác nhau,
cụ thể:
• Phân loại theo vật liệu đóng container
Container được đóng bằng loại vật liệu nào thì gọi tên vật liệu đó cho container:
container thép, container nhôm, container gỗ dán, container nhựa tổng hợp …..
• Phân loại theo cấu trúc container.
o Container kín (Closed Container)
o Container mở (Open Container)
2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
3
Website: Email : Tel : 0918.775.368
4
o Container khung (France Container)
o Container gấp (Tilt Container)
o Container phẳng (Flat Container)
o Container có bánh lăn (Rolling Container)
• Phân loại theo công dụng của container
Theo CODE R688 - 21968 của ISO, phân loại theo mục đích sử dụng, container
được chia thành 5 nhóm chủ yếu sau:
- Nhóm 1: Container chở hàng bách hóa.
Nhóm này bao gồm các container kín có cửa ở một đầu, container kín có cửa ở
một đầu và các bên, có cửa ở trên nóc, mở cạnh, mở trên nóc - mở bên cạnh, mở trên
nóc - mở bên cạnh - mở ở đầu; những container có hai nửa (half-heigh container),
những container có lỗ thông hơi…..

tích là 20ft hình dáng như một khung sắt hình chữ nhật chứa khoảng 400 galon
(15410 lít) tuỳ theo yêu cầu loại container này có thể được lắp thêm thiết bị làm lạnh
hay nóng, đây là loại container được chế tạo cho những hàng hóa đặc biệt, nó có ưu
điểm là sức lao động yêu cầu để đổ đầy và hút hết (rỗng) là nhỏ nhất và có thể được
sử dụng như là kho chứa tạm thời. Tuy nhiên, nó cũng có những khuyết tật, chẳng
hạn:giá thành ban đầu cao,giá thành bảo dưỡng cao.
Các hàng hóa khi cho vào đòi hỏi phải làm sạch thùng chứa(mỗi lần cho hàng
vào là một lần làm sạch thùng chứa)
Khó khăn cho vận chuyển nên hàng bị rơi nhiều (hao phí do bay hơi, rò rỉ….)
Trọng lượng vỏ cao.
- Nhóm 5: Các container đặc biệt ( Special container), container chở súc vật
sống (Cattle Container).
2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
3
Website: Email : Tel : 0918.775.368
4
Những container của ISO được lắp đặt cố định những ngăn chuồng cho súc vật
sống và có thể hoặc không thể chuyển đổi thành container phù hợp cho mục đích
chuyên chở hàng hóa bách hóa. Loại container này dùng để chuyên chở súc vật sống
do vậy nhược điểm chính của nó là vấn đề làm sạch giữa các loại hàng hóa. Trong
nhiều quốc gia đó chính là vấn đề kiểm dịch khi các container rỗng dùng để chở súc
vật sống quay trở lại dùng để tiếp tục bốc hàng.
2.3.4. Xác dịnh và kiểm tra thông số kỹ thuật container.
Các thông số kỹ thuật của container được ghi trên vỏ hoặc trên biển chứng nhận
an toàn. Thông số kỹ thuật của container bao gồm:
Trọng lượng tối đa hay trọng tải toàn phần của container (Maximum Gross
Weight) khi container chứa đầy hàng đến giới hạn an toàn cho phép. Nó bao gồm
trọng lượng tối đa cho phép cộng với trọng lượng vỏ container.
Trọng tải tịnh của container (Maximum Payload) là trọng lượng hàng hóa tới mức

năng tương tự như vận đơn container theo cách gửi nguyên (FCL/FCL).
Nếu ngưởi gửi hàng lẻ do người gom hàng đứng ra tổ chức nhận hàng và chuyên
chở thì sẽ có hai loại vận đơn được ký phát:
+ Vận đơn của người gom hàng (House Bill of Lading)
Người gom hàng trên danh nghĩa là người chuyên chở sẽ ký phát cho người chủ
hàng lẻ của mình. Trong vận đơn này cũng có đầy đủ các thông tin chi tiết cần thiết
về người gửi hàng (người xuất khẩu), người nhận hàng (Người nhập khẩu). Người
nhận hàng lẻ sẽ xuất trình vận đơn của người gom hàng lẻ cho đại diện hoặc đại lý
của người gom hàng tại cảng đích để được nhận hàng.
Vận đơn người gom hàng vẫn có thể dùng trong thanh toán, mua bán và giao
dịch. Song để tránh trường hợp ngân hàng không chấp nhận vận đơn của người gom
hàng là chứng từ thanh toán, người xuất khẩu nên yêu cầu người nhập khẩu ghi trong
tín dụng chứng từ “vận đơn người gom hàng được chấp nhận” (House Bill of Lading
Acceptable).
2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
3
Website: Email : Tel : 0918.775.368
4
+ Vận đơn thực của người chuyên chở.
Người chuyên chở thực sau khi nhận container hàng hóa ủa người gom hàng sẽ
ký phát vận đơn cho người gom hàng theo cách gửi hàng nguyên container
(FCL/FCL). Trên vận đơn, người gửi hàng là người gom hàng, người nhận hàng là
đại diện hoặc đại lý của ngưòi gom hàng ở cảng đích.
2.3.6. Trách nhiệm của người chuyên chở container đối với hàng hóa.
2.3.6.1. Phạm vi trách nhiệm của người chuyên chở.
Người chuyên chở container có trách nhiệm “từ bãi container đến bãi container”,
điều này có thể phù hợp với trách nhiệm của người chuyên chở trong quy tắc
Hamburg năm 1978. Ðối với Hague, trách nhiệm của người chuyên chở bắt đầu từ
khi cẩu móc hàng ở cảng đi và kết thúc khi cẩu rời hàng ở cảng đến”. ở đây, trách

đòi bồi thường.
- Nghị định thư SDR 1979 (SDR protocol 1979)
o Hàng có kê khai giá trị bồi thường theo giá trị kê khai.
o Hàng không kê khai giá trị thì mức bồi thường là:
o + 666,67 SDR cho một đơn vị hàng hóa hoặc một kiện hàng
o + 2 SDR cho 1kg hàng hóa cả bì.
- Quy tắc Hambuge 1978 ( Hambuge Rulls 1978)
o Hàng hóa có kê khai giá trị, bồi thương theo giá trị kê khai.
o Hàng không kê khai giá trị thì mức bồi thuờng là:
2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
3
Website: Email : Tel : 0918.775.368
4
o + 835 SDR cho một đơn vị hàng hóa hoặc một kiện hàng.
o + 2,5 SDR cho một kg hàng hóa cả bì.
o Chậm giao hàng bồi thường một khoản tiền tương đương với 2,5 lần
tiền cước số hàng giao chậm nhưng không vượt quá tổng tiền cước chủ
hợp đồng chuyên chở.
o Hàng vận chuyển bằng container quy định giống như Visby Rulls.
Bộ luật hàng hải Việt Nam – 1990
Giới hạn bồi thường quy định giống như Visby Rulls.
Hàng vận chuyển bằng container chưa đề cập.
2.3.7. Cước phí trong chuyên chở hàng hóa bằng container
Trong chuyên chở hàng hóa bằng container, cước phí container được ấn định
thành biểu cước như biểu cước của tàu chợ. Cước phí vận chuyển container thường
bao gồm; chi phí vận tải nội địa; chi phí chuyên chở container ở chặng đường chính.;
chi phí bến, bãi container ở cảng xếp, dỡ; chi phí khác…
Mức cước phí container phụ thuộc vào những yếu tố sau:
o Loại, cỡ container (lớn hay nhỏ, chuyên dụng hay không chuyên dụng).

giá trị thấp lại bất lợi.
- Cước phí hàng chở lẻ.
Cước phí hàng chở lẻ, cũng giống như tàu chợ, loại cước này được tính theo
trọng lượng, thể tích hoặc giá trị của hàng hóa đó (tuỳ theo sự lựa chọn của người
chuyên chở), cộng với các loại dịch vụ làm hàng lẻ như phí bên bãi container
(container freight station charges), phí nhồi, rút hàng ra khỏi container (Less than
container load charges). Chính vì thế nên mức cước container hàng lẻ bao giờ cũng
cao hơn các loại cước khác.
2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
3
Website: Email : Tel : 0918.775.368
4
Tóm lại, vận chuyển hàng hóa bằng container giữ vị trí quan trọng trong hệ thống
vận tải phục vụ nền kinh tế quốc dân. Ðây là phương thức vận tải tiên tiến đã đang
mang lại hiệu quả cao trong chuyên chở đặc biệt là vận chuyển bằng đường biển.
Chính vì vậy, so với lịch sử phát triển của vận tải đường biển, vận tải container mới
ra đời song tốc độ phát triển khá nhanh. Ðể tạo khả năng áp dụng phương thức
chuyên chở hiện đại này, nhiều nước trên thế giới đã xây dựng đội tàu chuyên dụng
có trọng tải lớn để chuyên chở container. Xây dựng các cảng container với các trang
thiết bị xếp dỡ hiện đại, tự động hóa cùng với hệ thống kho tàng, bến bãi đầy đủ tiện
nghi nhằm khai thác triệt để ưu thế của vận chuyển hàng hóa trong container bằng
đường biển.
2.4. THIẾT KẾ VÀ MÔ TẢ HỆ THỐNG
2.4.1. Sơ đồ khối hệ thống
Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống
2.4.2. Giải thích
Chương trình xây dựng trên mô hình Client/Server:
• Thực hiện giải quyết vấn đề cơ sở dữ liệu lớn
• Máy tính chủ (Server):WindowNT40/2000,SQL Server 2005

cẩu trong bãi
2.4.4. Cơ sở dữ liệu
Cơ sở dữ liệu được tập trung trên Server và được cập nhật thường xuyên từ các
máy trạm. Mỗi loại máy trạm chuyên cập nhật về các thông tin khác nhau trong hệ
thống.
2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
3
Website: Email : Tel : 0918.775.368
4
Các máy quản lý nhập tàu sẽ cung cấp các thông tin cho công tác nhập cảng của
tàu bao gồm các thông tin.
• Thông tin về hãng tàu giúp cho việc xác định nguồn gốc xuất xứ của tàu
• Thông tin về cảng dùng cho việc xác định hành trình của tàu.
• Thông tin hành trình của tàu và container.
• Thông tin về số hiệu chuyến và tàu.
• Thông tin về chủ khai thác cho từng container trên tàu.
• Thông tin từng container trên tàu
Các máy trạm quản lý thông tin bãi
• Thực hiện cập nhật thêm thông tin của container bao gồm thông tin ngày
giờ vị trí xuất nhập của từng container.
• Lưu lại thông tin luân chuyển của từng container trong bãi và cập nhật lại
thông tin về vị trí của từng container đó lên Server.
Các máy trạm quản lý thông tin nội bộ
• Bảng đội, tổ, nhân viên cung câp thông tin về nhân viên tham gia hoạt
động điều khiển hệ thống cần cẩu.
• Bảng cần cầu lưu lại thông tin về số cần cẩu hiện có trong bãi.
• Cập nhật thông tin về từng nhân viên và cần cẩu mà họ điều khiển.
2.4.5. Phần mềm
Do hệ thống xây dựng trên mô hình Client/Server với các máy tính trạm nằm rãi

thẳng và quay), gia tốc, định vị, robot.
Công nghệ vật liệu từ - nam châm vĩnh cửu hoặc quang - hồng ngoại/ laser,
hisolution A DC
Độ phân ly cao: dãi rông: 256  500 kc/t (counts/turn), chịu sock (lên đến 10s g)
2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
3
Website: Email : Tel : 0918.775.368
4
Tốc độ lên đến 10k rpm, mô men cản thấp hơn 10
-3
Nm
Đầu ra là các xung lệch 90
0
Tín hiệu ra TTL hoặc vi sai (truyền xa hoặc (byte, BCD, GrayCode formatted)
Có rất nhiều hãng sản xuất encoder như: Tamagawa Seiki, Epson, Hewlett-
Packard…
3.1.2. Output phase
Tùy vào từng loại encoder mà có nhiều đầu ra khác nhau. Nhưng tất cả đều phải
có 3 đầu ra cơ bản
Hình 3.2 Output phase
A,b,c,d = T/4 +- T/8; e= T +-T/2
2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
A phase Output
B phase Output
C phase Output
T
b c d
3