(Canhsatbien.vn) - 

Đứng trước yêu cầu, nhiệm vụ chuyển đổi số, công tác số hóa hồ sơ kỹ thuật tàu biển là một xu hướng tất yếu đối với các đơn vị quản lý tàu biển phục vụ công tác vận tải, công vụ và quân sự. Việc áp dụng công nghệ số không chỉ giúp các đơn vị quản lý tàu nâng cao hiệu quả hoạt động mà còn góp phần bảo vệ môi trường và đảm bảo an toàn hàng hải.

Đối với các tàu của lực lượng vũ trang, có một thực trạng là khi bàn giao cho các đơn vị sử dụng, nhà máy chỉ bàn giao bộ tài liệu giấy mang tính chất pháp lý. Các tài liệu điện tử thường được coi là “tài sản” của nhà máy đóng tàu nên không được bàn giao cho đơn vị sử dụng. Chính vì lý do đó, mục đích của việc số hóa hồ sơ kỹ thuật tàu biển là quá trình phải bắt đầu từ việc chuyển đổi các tài liệu giấy, bản vẽ thiết kế, thông số kỹ thuật của tàu từ dạng vật lý sang dạng số, thường là các file điện tử, sau đó mới tiến hành xây dựng cơ sở dữ liệu, đưa dữ liệu số vào cơ sở dữ liệu để tiến hành tự động hóa quản lý, chỉ huy, điều hành. Việc số hóa, chuyển đổi số hệ thống dữ liệu này mang lại nhiều lợi ích quan trọng cho các đơn vị quản lý tàu, cụ thể là:

Thứ nhất, tăng hiệu quả quản lý và khai thác tàu trong thực hiện nhiệm vụ, hỗ trợ truy xuất thông tin nhanh chóng: thay vì phải tìm kiếm thủ công trong kho lưu trữ hồ sơ giấy, cơ quan chức năng có thể dễ dàng tìm kiếm thông tin cần thiết chỉ với vài thao tác tìm kiếm trên máy tính dưới sự hỗ trợ của phần mềm; tổ chức lưu trữ an toàn: dữ liệu số được lưu trữ trên các máy chủ hoặc đám mây, giảm thiểu rủi ro mất mát, hư hỏng do các yếu tố môi trường hoặc tác động vật lý; bảo đảm mức độ bảo mật cao: với các hệ thống quản lý bảo mật chặt chẽ, dữ liệu số được bảo vệ tốt hơn khỏi việc truy cập trái phép; tiết kiệm không gian: việc số hóa giúp loại bỏ nhu cầu lưu trữ các hồ sơ giấy cồng kềnh, giải phóng không gian làm việc.

Thứ hai, cải thiện quy trình làm việc, đáp ứng yêu cầu chuyển đổi số, thực hiện các nghiệp vụ chia sẻ thông tin một cách thuận tiện: các hồ sơ kỹ thuật có thể được chia sẻ nhanh chóng với các bên liên quan thông qua mạng nội bộ hoặc internet; hợp tác hiệu quả giữa các thành viên trong nhóm làm việc, có thể cùng nhau truy cập và chỉnh sửa hồ sơ, tăng cường sự phối hợp và quan trọng nhất là được sử dụng như một thành phần bắt buộc của quá trình tự động hóa các quy trình. Việc số hóa tạo điều kiện để tự động hóa một số quy trình làm việc, giảm thiểu lỗi sai và tăng năng suất.

Thứ ba, cải thiện chất lượng bảo đảm kỹ thuật. Với hệ thống dữ liệu số này, quy trình đăng kiểm sẽ nhanh chóng hơn, các cơ quan đăng kiểm có thể truy cập trực tuyến vào hồ sơ kỹ thuật của tàu, rút ngắn thời gian kiểm định. Công tác bảo trì, sửa chữa hiệu quả hơn do các kỹ sư có thể dễ dàng truy cập thông tin về thiết bị, hệ thống của tàu để thực hiện bảo trì, sửa chữa một cách nhanh chóng và chính xác. Thúc đẩy tăng cường an toàn hàng hải: việc quản lý thông tin kỹ thuật một cách chặt chẽ giúp đảm bảo tàu hoạt động an toàn, giảm thiểu rủi ro tai nạn.

Thứ tư, đáp ứng yêu cầu của cơ quan quản lý đó là việc số hóa hồ sơ kỹ thuật giúp các doanh nghiệp tuân thủ các quy định về quản lý hồ sơ, bảo vệ môi trường và an toàn hàng hải. Việc áp dụng công nghệ số thể hiện sự chuyên nghiệp và năng động của doanh nghiệp. Đáp ứng nhu cầu chuyển đổi số trong công tác quản lý, chỉ huy điều hành của các đơn vị quản lý tàu, Khoa Hàng hải, Học viện Hải quân đã và đang nghiên cứu đề tài “Xây dựng cơ sở dữ liệu, thuật toán và bảng tính khai thác hồ sơ kỹ thuật tàu vận tải quân sự phục vụ nhiệm vụ xếp dỡ và vận chuyển hàng hóa”. Đề tài đã nghiên cứu và thực hiện quy trình số hóa tài liệu kỹ thuật tàu, chuyển đổi tài liệu số hóa thành cơ sở dữ liệu có thể tính toán, tra cứu được, xây dựng thuật toán và phần mềm để tự động hóa công tác chỉ huy, điều hành, quản lý, khai thác đội tàu biển quân sự.

Quy trình số hóa tài liệu kỹ thuật tàu

Việc số hóa tài liệu kỹ thuật của tàu thường được tiến hành theo các bước sau đâu.

Bước 1. Chuẩn bị tài liệu:

Đối với hồ sơ kỹ thuật của tàu, trước tiên là các tài liệu đóng mới của tàu, lưu trữ các thông tin về tính năng kỹ chiến thuật của tàu và nhật ký khai thác tàu. Nội dung của hồ sơ này gồm các thành phần chính như sau: - Các số đo cơ bản của tàu: Lượng giãn nước tàu (ở các trạng thái: không hàng, tàu đầy tải,...) và các kích thước cơ bản của tàu. - Bảng tổng hợp khoang két của tàu - Bảng thủy lực của tàu ở các trạng thái cơ bản. - Bảng chắn gió và bảng Pantokaren (xác định tính ổn định của tàu ở các góc nghiêng). - Hệ thống các bản vẽ thiết kế chi tiết của tàu. - Những hướng dẫn cơ bản cho thuyền trưởng: Gồm các bài toán mẫu để tính mớn nước, độ lệch mớn nước, thế vững tĩnh và thế vững ở góc nghiêng lớn... Đây là cơ sở để xây dựng thuật toán phục vụ quá trình vận chuyển hàng hóa (với tàu vận tải) và theo dõi ổn định tàu trong mọi tình huống hoạt động trên biển (thủng tàu, mắc cạn,...) Khi tiếp cận các tài liệu này, sẽ tiến hành sắp xếp tài liệu theo một hệ thống logic, dễ dàng quản lý sau khi số hóa. Loại bỏ các tài liệu không cần thiết, tránh lãng phí thời gian và tài nguyên. Nếu cần thiết, tiến hành sửa chữa những tài liệu bị rách, ố vàng để đảm bảo chất lượng hình ảnh sau khi quét. Đối với hệ thống trang thiết bị nhóm 1, đã có phần mềm kiểm kê riêng dùng chung trong Bộ Quốc phòng nên trong khuôn khổ đề tài này, chúng tôi không đề cập đến việc số hóa nhóm dữ liệu này.

Bước 2. Quét tài liệu:

Sau khi chuẩn bị xong tác liệu, tiến hành quét tài liệu. Trước tiên phải chọn được máy quét phù hợp với loại tài liệu và độ phân giải mong muốn. Thiết lập cài đặt: Đặt các thông số quét như độ phân giải, chế độ màu, kích thước trang,... sau đó tiến hành quét từng trang tài liệu.

Bước 3. Xử lý hình ảnh:

Các hình ảnh sau khi quét phải cắt bỏ phần thừa, điều chỉnh kích thước hình ảnh, xoay hình ảnh nếu bị lệch; Điều chỉnh độ sáng, tương phản để tăng cường chất lượng hình ảnh. Sử dụng kỹ thuật nhận dạng ký tự quang học (OCR) để chuyển đổi văn bản trong hình ảnh thành văn bản có thể chỉnh sửa được (nếu cần).

Bước 4. Kiểm tra chất lượng và lưu trữ:

Các tệp quét sẽ được đặt tên theo một quy tắc nhất định để dễ tìm kiếm và quản lý, được lưu vào các tư mục được tạo (bao gồm cả các thư mục con) để phân loại tài liệu theo chủ đề, năm, hoặc bất kỳ tiêu chí nào khác. Việc kiểm tra chất lượng phải được tiến hành bằng cách so sánh bản scan với bản gốc để đảm bảo độ chính xác. Tài liệu sau khi quét phải được kiểm tra nội dung văn bản sau khi thực hiện OCR (nếu có). Việc lưu trữ được tiến hành bằng cách lựa chọn định dạng tệp lưu trữ phù hợp (PDF, TIFF, JPEG...) để đảm bảo chất lượng và khả năng tương thích. Lưu trữ tài liệu số hóa vào một hệ thống lưu trữ an toàn, có thể truy cập dễ dàng.

Xây dựng cơ sở dữ liệu và thuật toán quản lý tàu

Trên cơ sở các tài liệu đã được số hóa, tiến hành xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu quản lý và thuật toán quản lý tàu. Kỹ thuật xây dựng dữ liệu thuộc về lý thuyết cơ sở dữ liệu quan hệ có cấu trúc, theo mục đích quản lý để thực hiện xây dựng dữ liệu. Với phạm vi của bài viết không thể đi sâu vào chi tiết cơ sở dữ liệu, chỉ nêu ra những nội dung chính của bộ dữ liệu quản lý tàu như sau.

1. Các nội dung xây dựng cơ sở dữ liệu

* Bảng dữ liệu về xuất xứ và đơn vị quản lý tàu

- Lưu trữ thông tin về xuất xứ tàu: Nhà máy đóng tàu, năm đóng tàu, lịch sử nâng cấp, sửa chữa lớn, đơn vị quản lý (Hải đội, Lữ đoàn, Vùng...), Chỉ huy tàu (đến Trưởng ngành).

- Thành phần: số hiệu tàu, số hiệu đơn vị quản lý, năm đóng mới, lịch sử sửa chữa, nâng cấp, kíp chỉ huy tàu.

- Tổ chức dữ liệu: Lưu trữ theo đơn vị quản lý khai thác tàu.

* Bảng thông số kỹ thuật tàu

- Chứa mọi thông tin về các thông số kỹ thuật của tàu theo nhóm tàu.

- Thành phần: Số hiệu nhóm tàu, Lmax, Lmn, LBP, B, d, deqv, Dmax, Dmin, vị trí thang đo mớn nước, thông số đường nước đăng kiểm, cơ quan đăng kiểm... - Tổ chức: Lưu trữ tuần tự số hiệu nhóm tàu, đối với các tàu có cùng thiết kế đóng mới thì lưu trữ 1 lần.

- Tổ chức: Lưu trữ tuần tự số hiệu nhóm tàu, đối với các tàu có cùng thiết kế đóng mới thì lưu trữ 1 lần.

* Bảng số liệu kỹ thuật khoang, hầm của tàu

- Chứa thông tin về kỹ thuật các khoang, hầm của tàu để phục vụ việc xếp hàng và tính toán ổn định tàu.

- Thành phần: Số hiệu nhóm tàu, tên khoang hầm, số lượng, tải trọng, dung tích, Xg, Zg, loại hàng, Zday, dài, rộng, cao.

 - Tổ chức: Lưu trữ tuần tự số hiệu nhóm tàu.

* Bảng thủy lực của tàu

- Lưu trữ các thông số thủy lực của tàu theo từng trạng thái tàu để phục vụ tra cứu, tính toán, theo dõi ổn định tàu trong mọi tình huống.

- Thành phần: Số hiệu nhóm tàu, số hiệu trạng thái thủy lực, mớn nước, lượng giãn nước, thể tích giãn nước, các thông số tra cứu: tọa độ dọc, đứng của tâm nổi, tâm mặt nổi, TPC, MCTC...

- Tổ chức: Lưu trữ theo nhóm tàu kết hợp với trạng thái tàu lấy thông số thủy lực.

 * Bảng Pantokaren theo dõi ổn định tàu góc nghiêng lớn

- Lưu trữ các thông số ổn định của tàu theo từng trạng thái tàu nghiêng để phục vụ tra cứu, tính toán, theo dõi ổn định tàu trong mọi tình huống.

- Thành phần: Số hiệu nhóm tàu, mớn nước, góc nghiêng, trị số cánh tay đòn ổn định tĩnh (GZ) theo góc nghiêng và mớn nước.

- Tổ chức: Lưu trữ theo nhóm tàu kết hợp với mớn nước và góc nghiêng. Đối với tàu làm công tác vận tải, thành lập thêm các bảng dữ liệu về danh mục hàng hóa, kế hoạch vận chuyển và sơ đồ xếp hàng cho từng nhiệm vụ vận chuyển.

2. Xây dựng thuật toán tính toán ổn định tàu, điều chỉnh mớn nước của tàu trong các trạng thái hoạt động.
3. Nhóm thuật toán tính toán mớn nước và độ lệch mớn nước của tàu, giám định mớn nước xác định trọng tải tàu. Mớn nước của tàu là mớn nước mũi (dF), mớn nước lái (dA) và mớn nước trung bình (dM). Tính mớn nước của tàu là đi tìm mớn nước mũi - lái - trung bình của tàu sau khi xếp hay dỡ khỏi tàu một khối lượng hàng hóa, nước dằn, nhiên liệu, nước ngọt nào đó. Các bước tính toán như sau:

isplacement). Lượng giãn nước cấu thành bởi tổng của 6 trọng lượng thành phần cơ bản sau:

Lượng giãn nước tàu không (D light ship-Dls); trọng lượng hằng số tàu (Const), trọng lượng nhiên liệu (Pnl), trọng lượng nước ngọt (P fresh water-Pnn), trọng lượng nước dằn (Pballast), trọng lượng hàng hóa (Phàng). Lượng giãn nước của tàu là:

- Tìm Lượng giãn nước của tàu (DDisplacement).

D = Dls + Const + Pnl + Pnn + Pballast + Phàng

- Tìm khoảng cách trọng tâm của các thành phần tới tâm mặt nổi (F).

Trên sơ đồ bản vẽ tổng thể cấu trúc tàu(General arrangement hay Capacity Plan), ta có thể đo được khoảng cách từ trọng tâm của các khối trọng lượng thành phần tới tâm nổi (hay tới đường vuông góc sau, tùy theo tài liệu trên tàu). Các khoảng cách tìm được tương ứng sẽ là: Xls, Xconst, Xnl, Xnn, Xballast, Xhàng.

- Tìm khoảng cách trọng tâm tàu tới tâm mặt nổi (XG):

+ Tính tổng mô men của các trọng lượng thành phần: (MMi) = (Dls * Xls) + (Const * Xconst) + (Pnl * Xnl) + (Pnn * Xnn) + (Pballast * Xballast) + (Phàng * Xhàng).

+ Tính XG : XG= MMi/D

- Tìm khoảng cách tâm nổi tới tâm mặt nổi (XB).

- Tìm cánh tay đòn gây chúi (XBG)

- Tìm độ chúi (T) và mớn nước tàu (dM, dA, dF)

Thuật toán trên được sử dụng để tính toán mớn nước và độ lệch mớn nước của tàu, tính toán lượng hàng dịch chuyển trên tàu cần thiết để điều chỉnh mớn nước cho phù hợp, tính toán thay đổi độ lệch mớn để ra cạn, vượt bãi cạn...

1. Nhóm thuật toán tính thế vững của tàu

Tương tự như tính mớn nước, việc tính thế vững của tàu căn cứ vào chiều cao trọng tâm tính từ Ky tàu của các thành phần khối lượng nêu trên, tổng hợp thành chiều cao trọng tâm tàu (KG), so sánh với trị số chiều cao tâm nghiêng (KM), tính toán ảnh hưởng của tâm mặt nổi tới trọng tâm tàu (GG0), tiến hành so sánh vị trí của KG0 và KM

G0M = KM - KG - GG0

 - Nếu G0M >=0.15m tàu bảo đảm thế vững tĩnh

 - Ngược lại, tàu không bảo đảm thế vững tĩnh. Trong trường hợp góc nghiêng lớn, sử dụng bảng Pantokaren để xác định độ lớn của cánh tay đòn ổn định tĩnh và so sánh với các tiêu chuẩn ổn định để kết luận độ an toàn của tàu.

Kết luận

Trong bài viết này, tác giả đã phân tích tầm quan trọng, yêu cầu kỹ thuật của công tác số hóa tài liệu tàu, chuyển đổi số công tác quản lý, khai thác kỹ thuật tàu bằng các kỹ thuật số hóa, thuật toán cơ bản trong tính toán an toàn tàu. Việc đưa các thuật toán và bộ cơ sở dữ liệu này vào tính toán có thể sử dụng đơn giản trên bảng tính (Ms Excel) hoặc sử dụng phần mềm viết bằng các ngôn ngữ lập trình kết hợp hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Nếu được kết nối mạng quân sự thì cơ quan quản lý các cấp theo phân quyền có thể nhanh chóng phân tích, tổng hợp và chỉ huy điều hành hoạt động của tất cả các tàu thuộc phạm vi quản lý của đơn vị mình. Chúng tôi tin tưởng rằng, với kết quả thực hiện đề tài này có thể áp dụng được cho tất cả các tàu, các đơn vị quản lý tàu quân sự của Hải quân, Cảnh sát biển, Bộ đội Biên phòng và các lực lượng khác quản lý có hiệu quả và chính xác đội tàu của mình, góp phần thực hiện tốt nhiệm vụ bảo vệ vùng biển của Tổ quốc trong tình hình mới.

Trung tá, ThS. PHAN VĂN TUẤN

Giảng viên Bộ môn Khai thác kinh tế biển/Khoa Hàng hải/Học viện Hải quân