Đóng góp cho ngành khoa học hàng hải

Tiến sĩ Trần Tiến Anh (sinh năm 1987) - giảng viên tại bộ môn Cơ sở máy tàu thuộc Khoa Máy tàu biển, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam là một trong 2 đề cử giải thưởng trẻ với đề tài: “Nghiên cứu sự ảnh hưởng lượng hàng hóa chở trên tàu tới lượng tiêu thụ nhiên liệu của động cơ diesel cho đội tàu hàng rời”.

Trong số 48 hồ sơ đăng ký, Hội đồng khoa học đã lựa chọn, đề xuất 5 hồ sơ lên Hội đồng giải thưởng, trong đó có 3 hồ sơ cho Giải thưởng chính và 2 hồ sơ cho Giải thưởng trẻ. Công trình nghiên cứu đã đề cập, điều tra yếu tố ảnh hưởng của lượng hàng hóa chở trên tàu tới lượng nhiên liệu tiêu thụ cho đội tàu hoạt động trên vùng biển quốc tế. Đây được coi là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất mà kết quả nghiên cứu của đề tài đã chỉ ra.

Tiến sĩ Trần Tiến Anh (đứng thứ 2 từ trái sang) 

Theo thống kê có hơn 80% khối lượng hàng hóa thương mại quốc tế sử dụng phương thức đường biển, trong đó vận tải biển container và hàng rời là phổ biến hơn cả. Tuy nhiên, để tàu hoạt động hiệu quả trước và sau mỗi chuyến đi, cần đảm bảo khai thác năng lượng một cách có hệ thống, chính xác và an toàn. Công trình nghiên cứu “Effect of ship loading on marine diesel engine fuel consumption for bulk carriers based on the fuzzy clustering method”, đăng trên Tạp chí Ocean Engineering (số 207 năm 2020) của TS Trần Tiến Anh - Trường Đại học Hàng hải Việt Nam đã góp phần nâng cao khai thác năng lượng hiệu quả an toàn cho những nhà quản lý tàu biển Việt Nam. Công trình được đề cử Giải thưởng trẻ trong danh mục Giải thưởng Tạ Quang Bửu 2022.

Kết quả nghiên cứu của công trình không chỉ đóng góp cho ngành khoa học hàng hải mà còn mang tính ứng dụng thực tiễn cao trong khai thác và quản lý năng lượng trên tàu của các công ty vận tải biển trong nước và quốc tế. Hiện nay, tình trạng ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu đang là vấn đề nan giải của thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng.

Vì vậy, việc quản lý nhiên liệu tốt của đề tài nghiên cứu không những giúp đáp ứng yêu cầu nghiêm ngặt luật pháp quốc tế của tổ chức Hàng hải thế giới (IMO) quy định về nhiên liệu và phát thải khí xả độc hại ra ngoài môi trường mà còn góp phần giảm thiểu phát thải khí xả độc hại từ khai thác tàu ra ngoài môi trường.

Những năm gần đây, trên thế giới đã xảy ra nhiều vụ tàu hàng bị đắm, gây nên những tổn thất to lớn về con người và kinh tế. Một trong những nguyên nhân chính khiến tàu hàng bị đắm là tình trạng chở quá tải trọng quy định so với thiết kế ban đầu, dẫn đến tiêu tốn năng lượng, đồng thời, khi gặp thời tiết xấu, hàng hóa trên boong bị xê dịch, tàu nghiêng và chìm.

Nhân tố đánh giá hiệu quả năng lượng cho tàu biển

Để đảm bảo sự an toàn, kết hợp việc sử dụng có hiệu quả năng lượng trên tàu biển, TS Trần Tiến Anh đã thực hiện công trình nghiên cứu “Effect of ship loading on marine diesel engine fuel consumption for bulk carriers based on the fuzzy clustering method” (Ảnh hưởng của tải trọng tàu lên mức tiêu thụ nhiên liệu của động cơ diesel tàu biển đối với tàu chở hàng rời dựa trên phương pháp phân cụm mờ) với ba mục tiêu đặt ra: quản lý hiệu quả năng lượng tàu cho các tàu hàng rời ở Việt Nam; áp dụng phương pháp nghiên cứu để tối ưu hóa mọi dữ liệu hoạt động trên tàu khi ra khơi; đánh giá mức tiêu thụ nhiên liệu động cơ dầu diesel ở các mức khác nhau.

Điểm mới trong công trình nghiên cứu này là sự kết hợp giữa lý thuyết với thực nghiệm trong quá trình nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật điều khiển thông minh vào lĩnh vực hàng hải và khai thác tàu biển. Công trình đã đề xuất được những điểm mới khi khai thác các ưu điểm từ lý thuyết điều khiển gom nhóm mờ (fuzzy clustering) (hình 1), bổ sung tính mới trong kỹ thuật thông tin - điều khiển kết hợp với chiến lược quản lý hiệu quả trong hệ thống quản lý năng lượng, qua đó áp dụng thành công vào lĩnh vực hàng hải và khai thác tàu biển.

Ứng dụng công nghệ điều khiển fuzzy clustering đảm bảo tính ổn định tiêu thụ nhiên liệu động cơ dầu diesel.

Đóng góp nổi bật của công trình là lần đầu tiên đề xuất mới hệ thống hỗ trợ ra quyết định hiện đại (MCDM) được triển khai áp dụng cho những nhà quản lý tàu biển của các công ty vận tải biển ở Việt Nam. MCDM thực hiện phân tích dữ liệu gồm tốc độ gió, chiều cao sóng, tốc độ tàu, quãng đường di chuyển và tốc độ trục, đồng thời chỉ ra rằng máy móc có thể được sử dụng trong việc ra quyết định đánh giá tải trọng của tàu một cách tối ưu, hạn chế những rủi ro không đáng có.

MCDM được coi là nhân tố đánh giá hiệu quả năng lượng cho đội tàu biển dựa trên lượng hàng hóa chuyên chở tại mỗi chuyến đi của tàu. Lượng hàng hóa này thay đổi tùy thuộc vào kế hoạch chạy và tuyến đường đi của tàu. Khi đó, nghiên cứu đánh giá các yếu tố trọng tải của tàu cùng với thay đổi lượng hàng hóa tại mỗi chuyến đi khác nhau để từ đó đưa ra quyết định hỗ trợ cho người khai thác tàu và công ty quản lý tàu biển, nhằm đảm bảo an toàn và khai thác năng lượng hiệu quả tàu biển. Ngoài ra, các dữ liệu phân tích từ MCDM giúp người khai thác tiêu thụ nhiên liệu động cơ dầu diesel một cách hợp lý như duy trì chế độ hâm nước làm mát khi động cơ không hoạt động; thay đổi tải của động cơ một cách từ từ, tránh đột ngột và điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát hợp lý trong thời gian điều động tàu.

Có thể khẳng định, công trình nghiên cứu mang tính sáng tạo về khoa học và công nghệ, đạt tính liên ngành cao giữa cơ học - cơ khí - hàng hải - logistics - điều khiển. Công trình là kết quả của việc phát huy ý chí và sự sáng tạo của các nhà khoa học trong nước với mong muốn góp một phần nhỏ vào công cuộc nâng cao chất lượng quản lý ngành hàng hải nói chung và vận tải tàu biển nói riêng.

Bài và ảnh: M.C