Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống tích hợp thông tin tàu thủy (Conning system) ứng dụng công nghệ phân tán đám mây

Việc vận chuyển hàng hóa bằng tàu thủy mang lại những lợi ích to lớn về kinh tế - xã hội tuy nhiên luôn tiềm ẩn những nguy cơ tàu gặp nạn như đâm, va, đắm… gây thiệt hại không nhỏ về người và tài sản, tổn thất về kinh tế, gây ô nhiễm môi trường và làm ảnh hưởng đến an ninh quốc phòng của quốc gia. Bởi vậy, để bảo đảm an toàn hàng hải, tàu thủy cần được trang bị các hệ thống có khả năng tích hợp các thông tin để giám sát, cảnh báo và tránh va khi tàu hành trình trên biển.

Hiện nay, trên tàu thủy chỉ có một số tàu được trang bị hệ thống tích hợp thông tin tàu thủy (Conning system). Tuy nhiên, hệ thống Conning mà được lắp đặt trên các tàu này đều là sản phẩm nhập ngoại, chủ yếu của các hãng nổi tiếng thế giới như Furuno, JRC, Kongsberg nên giá thành cao và công nghệ không được công bố vì lý do bản quyền. Trong khi đó, tại Việt Nam, chưa có doanh nghiệp, cơ sở sản xuất nào nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống. Là sản phẩm nhập ngoại với giá thành rất cao, đồng thời các hãng đều không công bố công nghệ chế tạo cho nên, khi xảy ra sự cố, các công ty, chủ tàu đều phải nhập nguyên hệ thống của các hãng, gây khó khăn lớn về kinh tế cũng như khả năng chủ động trong khai thác, vận hành. Hơn nữa, phần lớn các tàu thủy của nước ta đều trang bị các thiết bị thông tin mang tính riêng lẻ, rời rạc theo chức năng, nhiệm vụ của từng loại. Cụ thể, các thiết bị như GPS, la bàn, máy đo sâu, đo gió; đặc biệt các thiết bị thông tin từ buồng máy và buồng máy lái như thiết bị đo góc bẻ lái, đo tốc độ máy chính, đo tốc độ chân vịt, bước chân vịt… đang nằm rải rác, phân tán ở nhiều nơi trên buồng lái, thậm chí cả buồng máy. Điều này gây nhiều khó khăn cho các sỹ quan trực ca trong quá trình điều động tàu, phải tìm kiếm, tra cứu vị trí lắp đặt. Ngoài ra, việc thiếu trực quan trong trong việc quan sát, giám sát thông tin từ các thiết bị có thể ảnh hưởng đến sự an toàn cho con tàu cũng như con người.

Mặt khác, các thông tin hàng hải cũng cần có một cơ sở dữ liệu để lưu trữ và phục vụ tra cứu lịch sử hành trình. Vì vậy, phải nhất thiết phải có thiết bị có khả năng tích hợp các loại thông tin với định dạng khác nhau đưa về một dạng chung, thống nhất, phục vụ cho báo cáo, hoặc trao đổi với các đơn 2 vị quản lý. Hơn nữa, khi các thông tin của tàu được tổ hợp, rất thuận tiện cho việc sử dụng các thuật toán tính toán cho đặc tính của tàu, phục vụ cho công tác tránh va, cảnh báo sớm nguy cơ, rủi ro có thể xảy ra.

Xuất phát từ thực tiễn trên, Cơ quan chủ trì Đại học Hàng Hải Việt Nam cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài Th.S Nguyễn Thanh Vân thực hiệnNghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống tích hợp thông tin tàu thủy (Conning system) ứng dụng công nghệ phân tán đám mâyvới mục tiêu: Thiết kế, chế tạo thành công hệ thống tích hợp thông tin tàu thủy (Conning system) với đầy đủ các chức năng và tính năng tương đương với hệ thống của các hãng trên thế giới, đồng thời có mở rộng và nâng cao nhờ vào công nghệ phân tán đám mây, phục vụ trên các tàu biển của Việt Nam.

Hiện nay, thiết bị trên tàu thủy như GPS, la bàn, máy đo sâu, đo gió; đặc biệt các thiết bị thông tin từ buồng máy và buồng máy lái như thiết bị đo góc bẻ lái, đo tốc độ máy chính, đo tốc độ chân vịt, bước chân vịt… được trang bị rất đầy đủ, phong phú và đa dạng, phục vụ cho mục đích giám sát, cảnh báo, tránh va, đảm bảo an toàn, an ninh khi tàu hành hải. Tuy nhiên, các thiết bị này nằm rải rác, phân tán ở nhiều nơi trên buồng lái, thậm chí cả buồng máy một cách riêng lẻ, rời rạc theo chức năng, nhiệm vụ của từng loại. Điều này gây nhiều khó khăn cho các sỹ quan trực ca trong quá trình điều động tàu, phải tìm kiếm, tra cứu vị trí lắp đặt. Ngoài ra, việc thiếu trực quan trong trong việc quan sát, giám sát thông tin từ các thiết bị có thể ảnh hưởng đến sự an toàn cho con tàu cũng như con người.

Hơn nữa, các thông tin hàng hải cũng cần có một cơ sở dữ liệu để lưu trữ và phục vụ tra cứu lịch sử hành trình. Vì vậy, phải nhất thiết phải có thiết bị có khả năng tích hợp các loại thông tin với định dạng khác nhau đưa về một dạng chung, thống nhất, phục vụ cho báo cáo, hoặc trao đổi với các đơn vị quản lý. Hơn nữa, khi các thông tin của tàu được tổ hợp, rất thuận tiện cho việc sử dụng các thuật toán tính toán cho đặc tính của tàu, phục vụ cho công tác tránh va, cảnh báo sớm nguy cơ, rủi ro có thể xảy ra.

Đề tài đã thực hiện thiết kế, chế tạo hệ thống tích hợp thông tin tàu thủy ứng dụng công nghệ phân tán đám mây. Có thể nói, khi tiến hành nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống, nhóm tác giả đã gặp một số khó khăn nhất định. Bởi vì, thực tế, trên thế giới chỉ có một số hãng nổi tiếng trên thế giới về thiết bị hàng hải, điển hình Furuno, JRC và Kongsberg, đã chế tạo và cung cấp hệ thống Conning, tuy nhiên giá thành chế tạo thiết bị vẫn còn cao và công nghệ chế tạo không công bố vì lý do bản quyền; trong khi đó, ở trong nước chưa có công trình nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống, số lượng các tàu được lắp đặt hệ thống còn hạn chế, và đều là các sản phẩm nhập ngoại. Chính vì chưa có sản phẩm KH&CN liên quan được chế tạo tại Việt Nam nên nhóm tác giả đã xác định hướng nghiên cứu ngay từ đầu phải tiếp cận từ các nguồn tài liệu tham khảo về hệ thống Conning của các hãng nhằm giải mã công nghệ đồng thời chủ động và tự lực phát triển hệ thống trên nền tảng ứng dụng của công nghệ điện, điện tử và công nghệ thông tin hiện đại, để có thể làm chủ công nghệ, tiến đến nội địa hóa sản phẩm. Hơn nữa, hệ thống của các hãng này chưa ứng dụng công nghệ phân tán đám mây, một trong những ứng dụng đang và sẽ tiếp tục được phát triển trong cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0. Chính vì thế, hệ thống do nhóm tác giả thiết kế, chế tạo phải đảm bảo có một số tính năng tương đương với sản phẩm của các hãng đồng thời phát triển ứng dụng công nghệ phân tán đám mây nhằm hướng tới sự chủ động cũng như đón đầu về công nghệ.

Việc thiết kế, chế tạo thành công hệ thống đã cho phép chủ động về phần mềm, công nghệ chế tạo phần cứng làm cơ sở cho triển khai chế tạo đồng loạt, phục vụ công tác nội địa hoá sản phẩm cho công nghiệp đóng tàu đồng thời là hướng phát triển mũi nhọn, khẳng định năng lực làm chủ công nghệ, ứng dụng công nghệ hiện đại của các nhà khoa học trong nước.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 17670/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)