QUẢN LÝ ĐỘI TÀU QUA ĐIỆN TOÁN BIÊN: CƠ CHẾ ĐỒNG BỘ DỮ LIỆU BẤT ĐỒNG BỘ

Tóm tắt

Trong lĩnh vực hàng hải, truyền dữ liệu giữa tàu và bờ chủ yếu dựa vào hệ thống vệ tinh (Very Small Aperture Terminal - VSAT), vốn có chi phí cao, độ trễ lớn và tính ổn định hạn chế. Bài báo đề xuất kiến trúc điện toán biên tàu - bờ, trong đó dữ liệu được xử lý và lưu trữ cục bộ trên tàu, sau đó đồng bộ dữ liệu bất đồng bộ về trung tâm khi điều kiện mạng cho phép. Cơ chế đồng bộ được triển khai theo mô hình lưu trước rồi chuyển tiếp sau, với hàng đợi cục bộ ở phía tàu và hàng đợi phát ra ở phía bờ. Hệ thống đồng thời tích hợp các thành phần bảo đảm độ tin cậy như xử lý theo lô, thử lại có kiểm soát, chống xử lý lặp, xác nhận đã nhận dữ liệu và theo dõi trạng thái nút. Giải pháp được triển khai và kiểm thử trên các  mạng LAN, 4G và VSAT. Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống duy trì tỷ lệ đồng bộ thành công cao, hoạt động ổn định trong điều kiện mạng có độ trễ lớn và phù hợp với môi trường hàng hải có băng thông hạn chế, kết nối gián đoạn. Kết quả này cho thấy tính khả thi của kiến trúc đề xuất đối với các hệ thống quản lý tàu - bờ trong thực tế.

Abstract

In maritime operations, ship-to-shore data transmission relies mainly on (Very Small Aperture Terminal - VSAT) satellite links, which are costly, high-latency, and unstable. This paper proposes a maritime Shore-Edge computing architecture in which data is processed and stored locally on board, then asynchronously synchronized to the shore center when network conditions allow. The synchronization mechanism follows a store-and-forward model, using a local queue on the vessel and an outbox on the shore side. To improve reliability, the system integrates batch processing, controlled retry, idempotency, acknowledgement, and node-status monitoring. The proposed solution was implemented and evaluated under LAN, 4G, and VSAT network profiles. Experimental results show a high synchronization success rate and stable operation under high-latency conditions, demonstrating suitability for maritime environments with constrained bandwidth and intermittent connectivity. These findings confirm the feasibility of the proposed architecture for practical ship-to-shore management systems.

Keywords: Maritime edge computing, asynchronous data synchronization, ship-to-shore systems, VSAT, reliability.