THÔNG TIN LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Tên đề tài: Nghiên cứu thuật toán xác định nguy cơ đâm va tàu thuyền theo thời gian thực trên vùng biển Việt Nam
Ngành: Khoa học Hàng hải, mã số: 9840106
Chuyên ngành: Khoa học Hàng hải
Nghiên cứu sinh: Nguyễn Văn Quảng
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Trần Văn Lượng
2. TS. Lương Tú Nam
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Hàng hải Việt Nam
TÓM TẮT NỘI DUNG
1. Mục đích nghiên cứu của luận án
Đề xuất vùng an toàn mới của tàu, có hình dáng và kích thước thay đổi linh hoạt dựa vào các thông số như tốc độ, kích thước tàu và khu vực tàu hành trình và theo thời gian thực. Trên cơ sở đó, xây dựng thuật toán xác định nguy cơ đâm va tàu thuyền và xây dựng bản đồ điểm nóng giao thông trên vùng biển Việt Nam thể hiện trực quan theo từng cấp độ, nhằm cảnh báo sớm cho thuyền viên, nhà quản lý, điều hành giao thông hàng hải để kịp thời đưa ra hành động đảm bảo an toàn cho tàu.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án
Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu, đánh giá tình hình vùng biển, cảng
biển của Việt Nam như vai trò của cảng biển Việt Nam, định hướng phát triển trong tương lai, địa hình, mật độ tàu thuyền, lưu lượng hàng hóa ra vào, các vụ tai nạn hàng hải xảy ra, các khu vực có địa hình phức tạp, có mật độ tàu thuyền lớn, tiềm ẩn nguy mất an toàn giao thông hàng hải trên vùng biển Việt Nam.
Nghiên cứu các mô hình vùng an toàn của tàu đã được xây dựng trong nước và trên thế giới, đánh giá ưu, nhược điểm để đề xuất mô hình vùng an toàn mới phù hợp với mục đích nghiên cứu. Nghiên cứu, phân tích ý kiến của các chuyên gia, các nhà hàng hải và dữ liệu AIS thu được trên vùng biển Việt Nam để xây dựng mô hình vùng an toàn mới, thay đổi theo thời gian thực, áp dụng phù hợp cho các tàu hoạt động trên vùng biển Việt Nam.
Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu thực trạng vùng biển, cảng biển của Việt Nam, số lượng hàng hóa và lưu lượng tàu thuyền ra vào, số vụ tai nạn hàng hải đã xảy ra trong thời gian 5 năm từ năm 2019 đến năm 2023. Cụ thể và mô phỏng tại khu vực luồng Hải Phòng và khu vực luồng Sài Gòn – Vũng Tàu. Nghiên cứu, đánh giá các mô hình vùng an toàn, các phương pháp, thuật toán xác định nguy cơ đâm va tàu thuyền tại các vùng biển trên thế giới và Việt Nam.
3. Phương pháp nghiên cứu của luận án
– Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về các hàm toán học, vùng an toàn, các phương pháp xác định vùng an toàn của tàu và các phương pháp đánh giá, xác định nguy cơ đâm va tàu thuyền. Phân tích, đánh giá các nghiên cứu trong nước và thế giới có liên quan đến đề tài.
– Phương pháp chuyên gia: Được áp dụng trong quá trình khảo sát, sử dụng kinh nghiệm, kiến thức của các chuyên gia – là các hoa tiêu hàng hải, sỹ quan hàng hải, nhà quản lý hàng hải phục vụ cho việc xác định kích thước vùng an toàn.
– Phương pháp toán học: Xây dựng và phát triển thuật xác định vùng an toàn của tàu, thuật toán xác định nguy cơ đâm va tàu thuyền, các thuật toán trong quá trình thu thập, xử lý dữ liệu. Phương pháp này cũng được sử dụng để tính toán các trọng số phù hợp với tình hình thực tế, phân cụm tàu, phục vụ việc xây dựng bản đồ điểm nóng giao thông hàng hải.
– Phương pháp bình phương nhỏ nhất: Là phương pháp tối ưu để lựa chọn đường khớp nhất đối với một dải dữ liệu ứng với cực trị của tổng các sai số thống kê từ kết quả khảo sát chuyên gia.
– Phương pháp mô phỏng: Để kiểm chứng, làm rõ kết quả nghiên cứu, luận án đã sử dụng máy tính, mô phỏng trên Matlab và dựa vào đó để xây dựng vùng an toàn của tàu, đánh giá nguy cơ đâm va, xây dựng bản đồ điểm nóng giao thông. Ngoài ra, phương pháp này được sử dụng tại phòng mô phỏng lái tàu của Trường Đại học Hàng hải Việt Nam để đánh giá khả năng áp dụng của mô hình vùng an toàn trong đánh giá nguy cơ đâm va.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học: Xây dựng cơ sở khoa học về vùng an toàn xung quanh tàu, đề xuất xây dựng một vùng an toàn mới phù hợp với mục đích nghiên cứu, khoa học và tin cậy trên vùng biển Việt Nam. Xây dựng thuật toán xác định nguy cơ đâm va cho phép đánh giá nguy cơ đâm va trực quan, nhanh chóng, theo cấp độ và định lượng cụ thể theo thời gian thực. Kết quả nghiên cứu có giá trị tham khảo cho các nhà hoạch định chính sách, các cơ quan quản lý nhà nước chuyên ngành hàng hải, lực lượng tìm kiếm cứu nạn hàng hải, có giá trị tham khảo đối với học viên, sinh viên ngành kỹ thuật các chuyên ngành có liên quan.
Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu có tính ứng dụng cao, giúp sỹ quan hàng hải và người quản lý giao thông hàng hải sớm nhận biết nguy cơ đâm va, liên tục theo thời gian thực, từ đó có hành động phù hợp hoặc thông báo sớm góp phần giảm thiểu nguy cơ tai nạn hàng hải, bảo vệ tính mạng con người, tài sản và môi trường biển. Nghiên cứu tạo tiền đề để phát triển các hệ thống quản lý giao thông hàng hải thông minh, nâng cao năng lực cạnh tranh của ngành hàng hải Việt Nam, thúc đẩy phát triển kinh tế biển. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu có thể cung cấp công cụ xác định các điểm nóng giao thông, hỗ trợ các nhà chức trách có cách nhìn tổng quan về các cảng biển tại Việt Nam, đề xuất các phương án về hạ tầng để đảm bảo an toàn hàng hải trên vùng biển Việt Nam trong tương lai.
5. Những đóng góp mới của Luận án
Luận án đã xây dựng được thuật toán xác định vùng an toàn của tàu theo thời gian thực. Hình dạng và kích thước vùng an toàn của mỗi loại tàu đã được xác định và thay đổi phụ thuộc vào chiều dài, tốc độ tàu và tham số khu vực. Mô hình vùng an toàn này có thể áp dụng tại nhiều vùng biển khác nhau và đã được cụ thể trên vùng biển Việt Nam.
Xây dựng bản đồ điểm nóng giao thông trên vùng biển Việt Nam, kết quả giúp thuyền viên, các nhà quản lý giao thông hàng hải có đánh giá trực quan, nhanh chóng, độ tin cậy cao nhằm phục vụ cho an toàn giao thông hàng hải.
