THÔNG TIN LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống thông báo ổn định theo thời gian thực cho tàu hàng rời.
Chuyên ngành: Khoa học hàng hải
Mã số: 9840106
Nghiên cứu sinh: Nguyễn Xuân Long
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS., TS. Nguyễn Kim Phương
2. PGS., TS. Nguyễn Công Vịnh
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Hàng hải Việt Nam
TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN ÁN
1. Mục đích, đối tượng và nội dung nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu của đề tài: Nghiên cứu thiết lập hệ thống thông báo ổn định của tàu hàng rời có khả năng hiển thị liên tục các thông số đặc trưng cho ổn định nguyên vẹn theo thời gian thực, xu hướng thay đổi giá trị và đưa ra cảnh báo khi tính ổn định của tàu không thỏa mãn tiêu chuẩn quy định trong Bộ luật ổn định nguyên vẹn (IS Code 2008) của Tổ chức Hàng hải quốc tế (IMO).
Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Tàu hàng rời, tính ổn định của tàu hàng rời, phương pháp đánh giá ổn định của tàu hàng rời thông qua chu kỳ lắc ngang.
Nội dung nghiên cứu của đề tài:
Nghiên cứu quy định về ổn định nguyên vẹn, tiêu chuẩn đối với đặc tính đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh và tiêu chuẩn ổn định thời tiết theo Bộ luật quốc tế về ổn định nguyên vẹn (IS Code) từ đó xác định được các tiêu chuẩn ổn định cho tàu hàng rời;
Nghiên cứu các hồ sơ tàu hàng rời để xác định công thức thực nghiệm phổ biến được sử dụng trong tính toán ổn định tàu theo thời gian thực thông qua chu kỳ lắc ngang;
Xây dựng thuật toán xác định chu kỳ lắc ngang theo thời gian thực từ giá trị góc nghiêng ngang thay đổi theo thời gian của tàu;
Xây dựng phương pháp tính toán các thông số đặc trưng cho ổn định nguyên vẹn của tàu hàng rời thông qua chu kỳ lắc ngang của nó. Ứng với mỗi giá trị chu kỳ lắc ngang, tính toán được giá trị chiều cao thế vững (GoM) và đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh (GoZ) theo thời gian thực;
Xây dựng mô hình kiến trúc hệ thống, nguyên lý hoạt động và các yêu cầu đối với hệ thống thông báo ổn định tàu hàng rời theo thời gian thực;
Nghiên cứu lựa chọn các thiết bị phần cứng của hệ thống thông báo ổn định tàu hàng rời theo thời gian thực;
Xây dựng chương trình phần mềm thông báo ổn định tàu hàng rời theo thời gian thực;
Tiến hành thực nghiệm hệ thống thông báo ổn định theo thời gian thực trên các tàu hàng rời ở các trạng thái khác nhau để kiểm tra chức năng hoạt động và độ tin cậy của hệ thống.
2. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp được lựa chọn để thực hiện đề tài luận án:
– Phương pháp phân tích và tổng hợp để tổng quan các công trình nghiên cứu đã công bố liên quan đến đề tài luận án, cũng như hệ thống hóa cơ sở lý luận về ổn định của tàu hàng nói chung và tàu hàng rời nói riêng;
– Phương pháp mô hình hóa để mô hình hóa chuyển động lắc ngang của tàu dựa trên sự thay đổi của góc nghiêng ngang động của tàu dưới tác động của ngoại lực theo thời gian thực;
– Phương pháp chuyên gia: Tham vấn chuyên gia hàng hải về việc đánh giá tính ổn định của tàu khi hành trình trên biển, các yếu tố ảnh hưởng đến tính ổn định của tàu hàng rời;
– Phương pháp ứng dụng công nghệ thông tin để lựa chọn ngôn ngữ lập trình và xây dựng phần mềm của hệ thống thông báo ổn định theo thời gian thực cho tàu hàng rời;
– Phương pháp thực nghiệm để đánh giá khả năng hoạt động và độ tin cậy của các thiết bị trong hệ thống, cũng như đánh giá, hiệu chỉnh và hoàn thiện hệ thống.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học:
Luận án đã tổng hợp và hệ thống hóa cơ sở lý luận về ổn định tàu và đặc trưng ổn định của tàu hàng rời;
Luận án đã đưa ra phương pháp xác định ổn định tàu một cách liên tục theo thời gian thực dựa trên chuyển động lắc ngang của con tàu.
Ý nghĩa thực tiễn:
Xây dựng hệ thống tích hợp (phần cứng, phần mềm) cho phép đo, xử lý thông tin ổn định tàu theo thời gian thực, đưa ra cảnh bảo khi ổn định tàu bị suy giảm, hệ thống đã được thử nghiệm và cho kết quả tốt;
Hệ thống này có thể áp dụng trên tàu hàng rời nhằm hỗ trợ thuyền trưởng và sĩ quan hàng hải trong quá trình dẫn tàu, góp phần đảm bảo an toàn hàng hải.
4. Kết quả nghiên cứu và đóng góp của luận án
Bằng các phương pháp nghiên cứu đã thực hiện, luận án đã đạt được mục đích nghiên cứu đặt ra với các kết quả và đóng góp cụ thể như sau:
Xây dựng được thuật toán xác định chu kỳ lắc ngang của tàu từ góc nghiêng ngang theo thời gian thực;
Phân tích, xác định được công thức làm cơ sở để xác định chiều cao thế vững (GoM) của tàu theo thời gian thực thông qua chu kỳ lắc ngang;
Xây dựng hoàn chỉnh phần cứng và phần mềm cho hệ thống. Phần mềm có khả năng tự động tính toán và hiển thị theo thời gian thực giá trị chu kỳ lắc ngang, chiều cao thế vững, đường cong cánh tay đòn ổn định tĩnh của tàu; cũng như đưa ra tín hiệu cảnh báo khi chiều cao thế vững của tàu có xu hướng giảm hoặc khi không đảm bảo tiêu chuẩn ổn định.
Triển khai thực nghiệm thành công hệ thống trên một số tàu hàng rời. Trong đó có 01 tàu (tàu BMC BRAVO) được thực nghiệm trong điều kiện chạy biển, có trao đổi nước dằn tàu. Kết quả cho thấy sai lệch về chu kỳ lắc ngang và chiều cao thế vững GoM xác định được từ hệ thống theo thời gian thực đều trong giới hạn cho phép đối với an toàn hàng hải. Hệ thống hoạt động ổn định, tin cậy.
Hệ thống thông báo ổn định tàu hàng rời theo thời gian hoàn chỉnh có thể được sử dụng làm công cụ hỗ trợ sĩ quan hàng hải trong công tác dẫn tàu an toàn, góp phần phòng ngừa, giảm thiểu các tại nạn, sự cố cho tàu hàng rời.
Hệ thống cũng có thể được ứng dụng trong công tác đào tạo, huấn luyện sĩ quan hàng hải, sinh viên ngành điều khiển tàu biển ở góc độ kiến thức, kỹ năng về ổn định tàu hàng nói chung và tàu hàng rời nói riêng.
