Tính chính xác mức tiêu hao nhiên liệu của tàu biển

Khai thác năng lượng hiệu quả trên tàu biển

Theo TS Trần Tiến Anh, 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. Đây vốn là bài toán khó.

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.

Để bảo đảm 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 “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”.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm 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.

Nghiên cứu của TS Trần Tiến Anh định lượng tiêu thụ nhiên liệu cùng yếu tố ảnh hưởng tới như mực nước biển, hướng và vận tốc gió, sức cản nước, cấp độ sóng biển, tốc độ tàu cùng điều kiện thời tiết - yếu tố ảnh hưởng đến lượng nhiên liệu tiêu thụ và quá trình khai thác. Cùng với phương pháp phân cụm mờ, nghiên cứu giúp đưa ra tải trọng tối ưu của tàu và mức tiêu thụ dầu nhiên liệu của động cơ diesel chính.

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), 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.

Tính toán năng lượng dựa trên nhiều tham số

Theo TS Trần Tiến Anh, đây 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 để 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.

Nghiên cứu này của TS Trần Tiến Anh được thực hiện từ năm 2018. 3 năm sau, công trình được đăng trên tạp chí khoa học đầu ngành về lĩnh vực hàng hải và công trình ngoài khơi là Ocean Engineering.