Xây dựng Mô hình đánh giá rủi ro tai nạn đâm va tại cảng biển Vũng Tàu, ứng dụng phòng ngừa tai nạn và hỗ trợ công tác cải tạo, nâng cấp luồng hàng hải

Những đóng góp mới của Luận án 7. 1. Về mặt học thuật, lý luận: - Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu mới, đầy đủ nhất và có độ tin cậy cao cho cảng biển Vũng Tàu. - Nêu ra được luận điểm khoa học và phương pháp để đánh giá nguy cơ tai nạn đâm va (rủi ro) thông qua xác định mức độ khó khăn của tàu thuyền khi hành trình trong một môi trường giao thông nhất định. - Xác định được 05 yếu tố cơ bản gây nguy cơ tai nạn đâm va và thiết lập được thuật toán thể hiện rủi ro tai nạn đâm va tại cảng biển Vũng Tàu; đồng thời bổ sung Phương pháp phân tích, đánh giá rủi ro đâm va dựa trên hàm toán theo Logic mờ, xây dựng mô phỏng hàm toán mờ trên Matlab. 7.2. Về áp dụng vào thực tiễn: - Luận án đã hoàn thành xây dựng và sử dụng Phần mềm mô phỏng nhanh (fast time simulation) phục vụ mô phỏng, đánh giá trực quan nguy cơ đâm va nhằm ứng dụng trong công tác đánh giá rủi ro, phòng ngừa tai nạn đâm va và hỗ trợ công tác nghiên cứu cải tạo, nâng cấp luồng hàng hải tại cảng biển Vũng Tàu. Phương pháp và kết quả nghiên cứu của Luận án có thể ứng dụng để tiếp tục nghiên cứu, phát triển mô hình thích hợp cho các cảng biển khác tại Việt Nam. - Kết quả nghiên cứu và những kết luận, kiến nghị trong Luận án góp phần tích cực cho việc bổ sung vào lĩnh vực lý luận pháp luật hàng hải trong tổng thể phát triển hệ thống pháp luật Việt Nam. Đồng thời đáp ứng được đòi hỏi tăng cường công cụ quản lý an toàn tại Cảng biển Vũng Tàu - cảng có chức năng là “cảng cửa ngõ, cảng trung chuyển container quốc tế” - một trong hai “Cảng biển đặc biệt” của Việt Nam theo Quy hoạch phát triển hệ thống cảng biển Việt Nam đến năm 2030, định hướng đến năm 2050 đã được Thủ tướng Chính Phủ phê duyệt tại Quyết định số 1579/QĐ-TTg ngày 22/9/2021.

XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐÁNH GIÁ RỦI RO TAI NẠN ĐÂM VA TẠI CẢNG BIỂN VŨNG TÀU, ỨNG DỤNG PHÕNG NGỪA TAI NẠN VÀ

HỖ TRỢ CÔNG TÁC CẢI TẠO, NÂNG CẤP LUỒNG HÀNG HẢI

Nghiên cứu sinh: Lê Văn Thức

Ngành: Khoa học Hàng hải

Mã số: 9840106

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

Người hướng dẫn: 1 PGS.TS Nguyễn Văn Thư

2 PGS.TS Lê Quốc Tiến

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2022

2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH

XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐÁNH GIÁ RỦI RO TAI NẠN ĐÂM VA TẠI CẢNG BIỂN VŨNG TÀU, ỨNG DỤNG PHÕNG NGỪA TAI NẠN VÀ

HỖ TRỢ CÔNG TÁC CẢI TẠO, NÂNG CẤP LUỒNG HÀNG HẢI

Nghiên cứu sinh: Lê Văn Thức

Ngành: Khoa học Hàng hải

Mã số: 9840106

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

Người hướng dẫn: 1 PGS.TS Nguyễn Văn Thư

2 PGS.TS Lê Quốc Tiến

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2022

Số liệu và tài liệu trong Luận án là trung thực và chưa được công bố trong công trình nghiên cứu khoa học nào khác Tất cả những tham khảo và kế thừa đều được trích dẫn và tham chiếu đầy đủ

Tp Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng 8 năm 2022

Nghiên cứu sinh

Lê Văn Thức

LỜI CẢM ƠN

Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh, Viện Đào tạo Sau Đại học Trường Đại học Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh đã chấp thuận và tạo điều kiện để nghiên cứu sinh thực hiện Luận án này

Nghiên cứu sinh cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến các Thầy giáo hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Văn Thư, nguyên Hiệu trưởng Trường Đại học Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh; PGS TS Lê Quốc Tiến, nguyên Phó Hiệu trưởng Trường Đại học Hàng hải Việt Nam; đến các thầy giáo

đã cho ý kiến phản biện, góp ý: PGS TS Nguyễn Xuân Phương, Hiệu trưởng Trường Đại học Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh; PGS TS Đặng Xuân Kiên, Viện trưởng Viện Đào tạo Sau Đại học, Trường Đại học Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh; TS Nguyễn Xuân Thành, nguyên giảng viên Viện Hàng hải Trường Đại học Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh và các thầy giáo là thành viên trong các Hội đồng bảo vệ tổng quan, bảo vệ chuyên

đề, Hội thảo khoa học cấp trường; Hội đồng đánh giá Luận án tiến sĩ cấp cơ sở

…đã hỗ trợ tiếp cận kiến thức khoa học; xây dựng, khai thác các Phần mềm tương thích và giúp đỡ nghiên cứu sinh làm sáng tỏ vấn đề liên quan, qua đó có hướng nghiên cứu trọng tâm nhằm hoàn thành nội dung Luận án

Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc những người thân yêu trong gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã luôn động viên, khuyến khích, giúp đỡ để nghiên cứu sinh hoàn thành Luận án này

Tp Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng 8 năm 2022

Nghiên cứu sinh

Lê Văn Thức

cụ kiểm soát rủi ro phù hợp hay các biện pháp hỗ trợ hành hải (nếu có thể thực hiện được) cho cá nhân, tàu thuyền liên quan Vì vậy, với vai trò là Quốc gia thành viên Công ước, đồng thời căn cứ lưu lượng giao thông và nguy cơ tai nạn đâm va cao tại cảng biển Vũng Tàu, chúng ta cần nghiên cứu, xác định được Mô hình hay công cụ phù hợp đánh giá ―định lượng‖ được nguy cơ tai nạn hàng hải tại cảng biển Vũng Tàu hay cảng biển quan trọng khác của Việt Nam Tuy nhiên, trên thế giới có nhiều

mô hình đánh giá rủi ro hàng hải trên luồng hoặc vùng nước hạn chế được nghiên cứu, áp dụng, nhưng các mô hình này không thích hợp để áp dụng tại Cảng biển Vũng Tàu Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn, đòi hỏi phải có công cụ - phương thức quản lý an toàn đặc thù và tương thích đối với cảng biển đặc biệt và là khu vực nguy cơ tai nạn cao nên yêu cầu nghiên cứu, xây dựng ―Mô hình đánh giá rủi ro tai nạn đâm va tại cảng biển Vũng Tàu‖ nhằm ứng dụng, đưa ra các giải pháp giảm thiểu rủi ro, tăng cường biện pháp bảo đảm an toàn hàng hải có ý nghĩa quan trọng

và cấp thiết

Từ kết quả điều tra, phân tích nguyên nhân gây ra tai nạn đâm va tại cảng biển Vũng Tàu, nghiên cứu sinh nhận thấy chủ yếu do các yếu tố: yếu tố tác động Dòng chảy; yếu tố tác động Gió; yếu tố nguy cơ đâm va khi tàu hành trình đối hướng; yếu tố nguy cơ đâm va khi tàu hành trình cắt hướng và cuối cùng là Yếu tố con người (con người là nguyên nhân chiếm tỷ lệ cao nhất, trên 80%) Mặt khác qua nghiên cứu, ngoài việc không thích hợp để ứng dụng tại cảng biển Vũng Tàu thì các

mô hình đánh giá rủi ro hàng hải thông dụng trên thế giới hiện nay chưa đánh giá đầy

đủ yếu tố con người, vì vậy nghiên cứu sinh sử dụng phương pháp gián tiếp để xác định mức độ (giá trị) rủi ro đâm va phù hợp điều kiện thực tế tại cảng biển Vũng Tàu, qua đó xây dựng được mô hình toán đánh giá mức độ rủi ro đâm va và sử dụng mô hình AHP kết hợp với phương pháp chuyên gia để xác định, đánh giá trọng số các yếu tố ảnh hưởng đến rủi ro đâm va, kết hợp ứng dụng ngôn ngữ lập trình C++ … để xây dựng Phần mềm Mô phỏng nhanh đánh giá định lượng rủi ro Hơn nữa, nhận thức rằng khi mà tính mờ (yếu tố con người) là một đặc điểm chung của các vấn đề liên quan đến bài toán ra quyết định, nghiên cứu sinh đã lựa chọn thêm phương pháp phân tích, đánh giá rủi ro đâm va dựa trên Logic mờ, từ đó xây dựng mô phỏng trên Matlab (Matrix Laboratory) để xác định bổ sung một phương pháp cho phép người ra quyết định diễn đạt tính xấp xỉ hoặc gần đúng các yếu tố đầu vào sử dụng các số mờ và dựa vào mô phỏng trên Matlab để tiến hành kiểm chứng, đánh giá kết quả thông qua 11 tình huống điều động tránh va được quan trắc, thống kê trên thực tế - phần mềm cho kết quả phù hợp với thực tế Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, Mô hình đánh giá rủi ro đâm va là phù hợp và có khả năng cao đưa vào ứng dụng thực tế tại cảng biển Vũng Tàu

ABSTRACT

According to Decision No 1579/ QD-TTG dated September 22, 2021, by the Prime Minister, the Vungtau seaport was classified as a ―special seaport‖ and had a role as a ―sea gate‖ port of Vietnam In reality, the marine traffic density in this area is the highest, and the statistical data also indicates that the numeral and frequency of accidents in this area are among the highest in the country

Chapter 5 of the SOLAS Convention, 1974, as amended, regulation 13, requests the Contracting Governments to provide such aids to navigation, as the volume of traffic justifies and the degree of risk required Once the degree of risk exceeds the safety limit, then the Contracting shall provide (as it deems practical and necessary) such assistance to navigation as the volume of traffic justifies and the degree of risk requires Therefore, as a role of a Contracting Government and based on the volume of traffic as well as the high risk of collision at Vungtau seaport, we need to study and identify a suitable model or tool to quantitively assess the accident risk in Vungtau seaport or another important seaport in Vietnam Although there are many marine risk assessment models which have been researched and applied around the world, none of those are suitable for the Vungtau seaport area Originating from a practical requirement for a specific safety management tool/ measure which is compatible with the ―special port‖ area, it is crucial to study and develop ―The collision risk assessment model in Vungtau seaport‖ so that solution(s) to reduce risk and enhance the safety of navigation can

be determined and implemented

Based on the results of collision investigation and causal analysis, the Ph.D student has found that the main factors that lead to a marine collision in Vung Tau seaport are: Current, Wind, Risk of collision when vessels are in a head-on situation; Risk of collision when vessels are in crossing situation and finally the Human factor (which is accounted for over 80% of cases and listed as the highest reason for the marine collision,) Since other popular marine risk assessment models are not suitable to apply in Vungtau seaport and there is insufficient access

to the human factor, the Ph.D student has used the indirect method to determine the level (value) of risk of collision appropriate to Vungtau seaport conditions and then developed a mathematical formula to access the risk of collision; a quantitive risk assessment Fast-time simulation software was also developed by using AHP model in combination with the expert method to determine the values of other factors affecting the risk of collision and application of C++, etc On the other hand, since the fuzziness (human factor) is a common feature in decision-making problems, the Ph.D student has chosen an additional method to analyze and assess the risk of collision based on Fuzzy Logic and simulation software on Matlab (Matrix Laboratory) which allows a decision-maker to express the approximation

of input data was developed, the software then verifies and evaluates the results through 11 observed maneuvering scenarios As the result of the research, the collision risk assessment model is found to be suitable and is highly recommended for practical use in Vung Tau seaport

DANH MỤC HÌNH ẢNH ix

DANH MỤC BẢNG BIỂU xiv

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn Đề tài 1

2 Cơ sở khoa học 2

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3

4 Điểm mới khoa học của Luận án 4

5 Mục tiêu của Luận án 4

6 Nội dung nghiên cứu 4

7 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5

8 Phương pháp nghiên cứu 5

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH MỘT SỐ MÔ HÌNH ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐÂM VA TRÊN THẾ GIỚI 6

1.1 Mô hình PAWSA 6

1.2 Mô hình IWRAP 8

1.3 Mô hình ES 12

1.4 Mô hình PARK 16

1.5 Kết luận: 18

CHƯƠNG 2 TỔNG HỢP, PHÂN TÍCH DỮ LIỆU HÀNG HẢI TẠI KHU VỰC CẢNG BIỂN VŨNG TÀU 19

2.1 Tổng hợp, phân tích dữ liệu về tàu thuyền qua cảng biển Vũng Tàu 19

2.2 Thống kê, phân tích dữ liệu khí tượng, thủy văn 44

2.3 Đặc điểm địa lý, kỹ thuật của các tuyến luồng 50

2.4 Kết luận 52

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐÂM VA 54 3.1 Khái quát chung về mô hình toán 54

3.1.1 Đối tượng và mục tiêu xây dựng mô hình toán 54

3.1.2 Một số phương pháp xây dựng mô hình cơ bản 54

3.1.3 Phương pháp nghiên cứu xây dựng mô hình của Luận án 58

3.2 Các yếu tố gây tai nạn hàng hải tại cảng biển Vũng Tàu 55

3.2.1 Tổng quan về các nguyên nhân tai nạn hàng hải 58

3.2.2 Thống kê, phân tích loại, đối tượng, khu vực và tình huống tai nạn 56

3.2.3 Phân tích, đánh giá chi tiết các vụ tai nạn đâm va 603

3.3 Xây dựng mô hình toán đánh giá rủi ro đâm va 66

3.3.1 Sơ lược thuật toán đánh giá rủi ro đâm va hiện nay trên thế giới 69

3.3.2 Xây dựng biểu thức toán đánh giá rủi ro tại cảng biển Vũng Tàu 68

3.4 Kiểm định các giá trị hệ số trong mô hình 74

3.5 Kết luận 78

CHƯƠNG 4 THẨM ĐỊNH MÔ HÌNH TOÁN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỨ BẬC VÀ XÂY DỰNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG NHANH ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐÂM VA 76

4.1 Phương pháp phân tích thứ bậc AHP 79

4.1.1 Thống kê, đánh giá các yếu tố gây nguy cơ đâm va tại cảng biển 80

4.1.2 Tính giá trị trung bình của các yếu tố theo ý kiến chuyên gia 77

4.1.3 Tính trọng số của các yếu tố ảnh hưởng đến rủi ro 84

4.1.4 Ma trận hệ số quan trọng tương đối 85

4.1.5 Kiểm tra tính nhất quán 88

4.1.6 Đánh giá kết quả 87

4.2 Xây dựng phần mềm Mô phỏng nhanh (Fast Time Simulation) 87

4.2.1 Lựa chọn và sử dụng ngôn ngữ lập trình xây dựng phần mềm 87

4.2.2 Dữ liệu đầu vào của phần mềm 90

4.2.3 Đánh giá chung về dữ liệu đầu vào 93

4.2.4 Phương pháp tìm hệ số an toàn của các yếu tố ảnh hưởng: 98

4.2.5 Kết quả đầu ra của phần mềm 99

4.2.6 Kiểm nghiệm, đánh giá mức độ chính xác của Phần mềm mô phỏng nhanh ……… 104

4.3 Ứng dụng Phần mềm mô phỏng nhanh trong công tác phòng ngừa tai nạn đâm va và hỗ trợ công tác cải tạo, nâng cấp luồng hàng hải 108

4.4 Kết luận 110

CHƯƠNG 5 ĐÁNH GIÁ RỦI RO DỰA TRÊN LOGIC MỜ VÀ XÂY DỰNG MÔ PHỎNG HÀM TOÁN MỜ TRÊN MATLAB 112

5.2.5 Yếu tố nguy cơ tai nạn từ nhân tố con người (xây dựng trên lý thuyết mờ)

122

5.3 Sơ đồ tổng quát trong Matlab đánh giá rủi ro đâm va 130

5.3.1 Mã nguồn trong Matlab 130

5.3.2 Sơ đồ tổng quát 130

5.4 Kiểm chứng, đánh giá các tình huống trên Matlab 131

5.4.1 Trích xuất, thống kê dữ liệu hàng hải và tàu liên quan đến 11 tình huống tránh va thực tế 131

5.4.2 Kết quả chạy mô phỏng trên Matlab 133

5.5 Kết luận 134

KẾT LUẬN, HẠN CHẾ VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 135

1 Kết luận 135

1.1 Về lý thuyết 135

1.2 Về thực tiễn 135

2 Hạn chế và Hướng nghiên cứu tiếp theo 136

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 138

1 Tạp chí khoa học, kỷ yếu: 138

2 Nghiên cứu khoa học ứng dụng: 138

TÀI LIỆU THAM KHẢO 139

PHỤ LỤC 1: BẢNG CÂU HỎI KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ AN TOÀN 143

PHỤ LỤC 2: TỔNG HỢP KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ RỦI RO CỦA CÁC CHUYÊN GIA 151

I BẢNG TỔNG HỢP Ý KIẾN CHUYÊN GIA TRẢ LỜI CÂU HỎI KHẢO SÁT MỨC ĐỘ RỦI RO TRONG CÁC TÌNH HUỐNG ĐIỀU ĐỘNG TÀU THUYỀN VÀO, RỜI CẢNG BIỂN VŨNG TÀU 151

II BẢNG TỔNG HỢP Ý KIẾN ĐÁNH GIÁ CỦA CÁC CHUYÊN GIA THEO LOẠI TÀU TRONG CÁC TÌNH HUỐNG TẠI CÁC PHÂN ĐOẠN LUỒNG HÀNG HẢI 166

PHỤ LỤC 3: CÁCH NHẬP DỮ LIỆU VÀO SPSS 177 PHỤ LỤC 4: TỔNG HỢP DỮ LIỆU 11 TÌNH HUỐNG TRÁNH VA THỰC TẾ 180 PHỤ LỤC 5 MÃ NGUỒN TRONG MATLAB 192 PHỤ LỤC 6: HÌNH ẢNH THẢO LUẬN NHÓM CHUYÊN ĐỀ 194 PHỤ LỤC 7: ĐĨA, MÃ NGUỒN VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM

MÔ PHỎNG 195

DWT Deadweight - Tổng trọng tải của tàu

ECDIS Electronic Chart Display and Information System - Hệ thống hiển thị và thông tin Hải đồ điện tử

ES Environment Stress Model - Mô hình áp lực môi trường

ETE Estimate - Talk - Estimate: Ước lượng - Giải trình - Ước lượng IALA

International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouse Authorities - Hiệp hội các cơ quan quản lý báo hiệu hàng hải và hải đăng quốc tế

IMO International Maritime Organiazation - Tổ chức hàng hải Quốc tế IWRAP IALA Waterway Risk Assessment Programma – Chương trình đánh giá rủi ro đường thủy của IALA LOA Long over all - Chiều dài lớn nhất của tàu

OCDI The Overseas Coastal Area Development Institute of Japan – Viện phát triển khu vực ven biển hải ngoại của Nhật Bản PARK Potential Risk Assessment Model – Mô hình thẩm định rủi ro tiềm ẩn PAWSA Port And Waterway Safety Assessment Model – Mô hình đánh giá an toàn cảng và đường thủy

PIANC The World Association for Waterborne Tranport Infrastruction –

Hiệp hội quốc tế về cơ sở hạ tầng giao thông thủy SOG Speed over Ground - Tốc độ thật so với đáy biển

SOLAS 74

International Convention for the Safety of the Liefe at Sea,

1974 - Công ước quốc tế về an toàn sinh mạng con người trên biển, năm 1974 và các bổ sung, sửa đổi

TCPA Time to Closest Point of Approach - Thời gian đến điểm tiếp cận gần nhất

V Velocity - Vận tốc

VTS Vessel Traffic Service - Hệ thống giám sát và điều phối giao thông hàng hải

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Trang

Hình 1.1 Sơ đồ các bước đánh giá theo mô hình PAWSA 7

Hình 1.2 Tình huống 2 tàu đâm va do đi đối hướng 9

Hình 1.3 Tình huống 2 tàu đâm va do đi vào đoạn cua 9

Hình 1.4 Tình huống 2 tàu đâm va do đi cắt hướng 10

Hình 1.5 Kết quả đánh giá theo mô hình IWRAP Mk2 11

Hình 1.6 Các tình huống mẫu khi xây dựng mô hình ES 13

Hình 1.7 Mức độ đánh giá rủi ro trong mô hình PARK 16

Hình 2.1 Biểu đồ thống kê số lượng tàu phân loại theo DWT 19

Hình 2.2 Biểu đồ tàu theo LOA 20

Hình 2.3 Biểu đồ thống kê loại tàu qua cảng biển 21

Hình 2.4 Biểu đồ tàu qua cảng biển Vũng Tàu theo mớn nước 22

Hình 2.5 Hình ảnh hơn 20 tàu hành trình trên luồng cùng thời điểm 22

Hình 2.6 Hình ảnh thể hiện mật độ giao thông cao tại Vịnh Gành Rái 22

Hình 2.7 Vết hành trình của tàu hàng rời 23

Hình 2.8 Vết hành trình của tàu hàng rời qua phao số 0 23

Hình 2.9 Vết hành trình của tàu hàng rời qua phao 1-3 24

Hình 2.10 Vết hành trình của tàu hàng rời qua phao 3-7 24

Hình 2.11 Vết hành trình của tàu hàng rời qua phao 7-9 24

Hình 2.12 Vết hành trình của tàu hàng rời qua phao 9-11 25

Hình 2.13 Vết hành trình của các tàu dầu qua cảng biển 25

Hình 2.14 Vết hành trình của tàu dầu qua phao số 0 25

Hình 2.15 Vết hành trình của tàu dầu qua phao 1-3 26

Hình 2.16 Vết hành trình của tàu dầu qua phao 3-7 26

Hình 2.17 Vết hành trình của tàu dầu qua phao 7-9 26

Hình 2.18 Vết hành trình của tàu dầu qua phao 9-11 26

Hình 3.19 Vết hành trình tổng thể của tàu cá 27

Hình 2.20 Vết hành trình của tàu cá qua phao số 0 27

Hình 2.21 Vết hành trình của tàu cá qua phao 1-3 27

Hình 2.22 Vết hành trình của tàu cá qua phao 3-5 28

Hình 2.23 Vết hành trình của tàu cá qua phao 5-7 28

Hình 2.24 Vết hành trình của tàu cá qua phao 7-9 28

Hình 2.32 Vết hành trình của tàu có LOA từ 150-200m qua Vịnh Gành Rái 31

Hình 2.33 Vết hành trình của tàu có LOA từ 150-200m qua Phao số 0 31

Hình 2.34 Vết hành trình của tàu có LOA từ 150-200m qua Phao 1-3 312

Hình 2.35 Vết hành trình của tàu có LOA từ 150-200m qua Phao 3-7 31

Hình 2.36 Vết hành trình của tàu có LOA từ 150-200m qua Phao 7-9 32

Hình 2.37 Vết hành trình của tàu có LOA từ 150-200m qua Phao 9-11 32

Hình 2.38 Vết hành trình của tàu có LOA từ 100-150m qua Vịnh Gành Rái 32

Hình 2.39 Vết hành trình của tàu có LOA từ 100-150m qua Phao số 0 33

Hình 2.40 Vết hành trình của tàu có LOA từ 100-150m qua Phao 1-3 33

Hình 2.41a Vết hành trình của tàu có LOA từ 100-150m qua Phao 3-7 33

Hình 2.41b Vết hành trình tàu có LOA trên 200m qua Phao 7-9 ……… 36

Hình 2.42 Vết hành trình tàu có LOA từ 100-150m qua Phao 9-11 34

Hình 2.43 Vết hành trình của tàu có LOA <100m qua Vịnh Gành Rái 34

Hình 2.44 Vết hành trình của tàu có LOA <100m qua Phao số 0 34

Hình 2.45 Vết hành trình của tàu có LOA <100m qua Phao 1-3 35

Hình 2.46 Vết hành trình của tàu có LOA <100m qua Phao 3-7 35

Hình 2.47 Vết hành trình của tàu có LOA <100m qua Phao 7-9 35

Hình 2.48 Vết hành trình của tàu có LOA <100m qua Phao số 9-11 35

Hình 2.49 Vết hành trình của tàu có V>10knots qua Vịnh Gành Rái 36

Hình 2.50 Vết hành trình của tàu có V>10knots qua Phao số 0 36

Hình 2.51 Vết hành trình của tàu có V>10knots qua Phao 1-3 36

Hình 2.52 Vết hành trình của tàu có V>10knots qua Phao 3-7 37

Hình 2.53 Vết hành trình của tàu có V>10knots qua Phao 7-9 37

Hình 2.54 Vết hành trình của tàu có V>10knots qua Phao 9-11 37

Hình 2.55 Vết hành trình của tàu có 8<V≤10 knots qua Vịnh Gành Rái 38

Hình 2.56 Vết hành trình của tàu có 8<V≤10 knots qua Phao số 0 38

Hình 2.57 Vết hành trình của tàu có 8<V≤10 knots qua Phao 1-3 38

Hình 2.58 Vết hành trình của tàu có 8<V≤10 knots qua Phao 3-7 38

Hình 2.59 Vết hành trình của tàu có 8<V≤10 knots qua Phao 7-9 39

Hình 2.60 Vết hành trình của tàu có 8<V≤10 knots qua Phao 9-11 39

Hình 2.61 Vết hành trình của tàu có 6<V≤8 knots qua Vịnh Gành Rái 39

Hình 2.62 Vết hành trình của tàu có 6<V≤8 knots qua Phao số ―0‖ 40

Hình 2.63 Vết hành trình của tàu có 6<V≤8 knots qua Phao 1-3 40

Hình 2.64 Vết hành trình của tàu có 6<V≤8 knots qua Phao 3-7 40

Hình 2.65 Vết hành trình của tàu có 6<V≤8 knots qua Phao 7-9 40

Hình 2.66 Vết hành trình của tàu có 6<V≤8 knots qua Phao 9-11 41

Hình 2.67 Vết hành trình của tàu có V≤6 knots qua Vịnh Gành Rái 41

Hình 2.68 Vết hành trình của tàu có V≤6 knots qua Phao số ―0‖ 41

Hình 2.69 Vết hành trình của tàu có V≤6 knots qua Phao 1-3 42

Hình 2.70 Vết hành trình của tàu có V≤6 knots qua Phao 3-7 42

Hình 2.71 Vết hành trình của tàu có V≤6 knots qua Phao 7-9 42

Hình 2.72 Vết hành trình của tàu có V≤6 knots qua Phao 9-11 42

Hình 2.73 Vết hành trình của tàu chạy cắt qua luồng Vũng Tàu-Thị Vải 43

Hình 2.74 Vết hành trình của tàu chạy cắt qua luồng Vũng Tàu-Thị Vải 43

Hình 2.75 Vết hành trình của tàu chạy cắt qua luồng Vũng Tàu-Thị Vải 43

Hình 2.76 Sơ đồ các điểm đo đạc, quan trắc 45

Hình 2.77 Sơ đồ các điểm đo đạc, quan trắc 2009 46

Hình 2.78 Vị trí các điểm trích xuất và biểu đồ dòng chảy 47

Hình 2.79 Tổng hợp hướng và vận tốc dòng chảy khi Thủy triều lên 47

Hình 2.80 Tổng hợp hướng và vận tốc dòng chảy khi Thủy triều xuống 48

Hình 2.81 Biểu đồ gió tổng hợp hướng, vận tốc gió từ 2010 – 2017 49

Hình 2.82 Sơ đồ luồng Vũng Tàu – Thị Vải 51

Hình 2.83 Sơ đồ vùng nước trước thủy diện cảng Tân Cảng Cái Mép 51

Hình 3.1 Sơ đồ các thành tố có khả năng gây tai nạn đâm va 59

Hình 3.2 Sơ đồ vị trí các vụ đâm va tại Vịnh Gành Rái 58

Hình 3.3 Sơ đồ các vụ đâm va tại Vịnh Gành Rái, cửa sông Cái Mép 58

Hình 3.4 Sơ đồ các vụ tai nạn đâm va tại sông Cái Mép – Thị Vải 58

Hình 4.1 Ngôn ngữ lập trình phần mềm 88

Hình 4.2 Sơ đồ phân bố gió tháng 3/2016 91

Hình 4.10 Kết quả tính toán hệ số an toàn của tình huống cắt hướng 96

Hình 4.11 Kết quả tính toán của tình huống đối hướng theo chiều dài tàu 96

Hình 4.12 Kết quả tính toán của tình huống đối hướng theo vận tốc 96

Hình 4.13 Hiển thị bảng màu mô tả hệ số an toàn 97

Hình 4.14 Sơ đồ hiển thị diện tích vùng hoạt động 97

Hình 4.15 Giao diện phần mềm 99

Hình 4.16 Hiển thị thông tin chi tiết của tàu thu nhận từ AIS 100

Hình 4.17 Tên tàu đang hoạt động trong khu vực lựa chọn 101

Hình 4.18 Thanh công cụ thể hiện bộ dữ liệu phầm mềm 101

Hình 4.19 Dữ liệu thông tin tàu mà phần mềm được nạp, lưu trữ 102

Hình 4.20 Các chức năng lựa chọn 102

Hình 4.21 Giá trị K của từng tàu đang hoạt động trên giao diện 103

Hình 4.22 Sơ đồ hiển thị mức độ rủi ro đâm va trên luồng 103

Hình 4.23 Phiếu lấy ý kiến chuyên gia 105

Hình 4.24 Thống kê kết quả ý kiến đánh giá của các chuyên gia 106

Hình 4.25 Kết quả đánh giá sử dụng mô hình IWRAP MK2 107

Hình 4.26: Sơ đồ hiển thị rủi ro đâm va được kiểm soát khi mở rộng luồng 110

Hình 5.1 Sơ đồ dòng chảy trên trục dòng chảy và mặt phẳng b 113

Hình 5.2 Tổng hợp hướng và vận tốc dòng chảy khi Thủy triều lên 114

Hình 5.3 Tổng hợp hướng và vận tốc dòng chảy khi Thủy triều xuống 114

Hình 5.4 Sơ đồ trên matlab mô phỏng ảnh hưởng của dòng chảy 115

Hình 5.5 Sơ đồ trên matlab mô phỏng ảnh hưởng của yếu tố gió 117

Hình 5.6 Sơ đồ dịch chuyển của tàu chủ và tàu mục tiêu đối hướng 117

Hình 5.7 Hệ thống tọa độ cho tương tác tàu-tàu qua nhau 118

Hình 5.8 Sơ đồ mô phỏng ảnh hưởng của yếu tố tàu chạy đối hướng 120

Hình 5.9 Sơ đồ dịch chuyển của tàu chủ và tàu mục tiêu 121

Hình 5.10a Sơ đồ chi tiết trên matlab khối cắt hướng 122

Hình 5.10b Cấu trúc cơ bản của TS ……… 128

Hình 5.11 Sơ đồ khối vào ra xây dựng trên Matlab của hệ số 127

Hình 5.12 Bộ mờ Sugeno với 3 đầu vào đặc trưng yếu tố của con người 128

Hình 5.13 Bộ mờ Sugeno xây dựng tổng hợp 27 luật (kích thước 3x3x3) 128

Hình 5.14 Xây dựng 27 luật (kích thước 3x3x3) Sugeno 128

Hình 5.15 Luật hợp thành - yếu tố trình độ và kinh nghiệm 129

Hình 5.16 Luật hợp thành - yếu tố Trình độ và Tâm lý 129

Hình 5.17 Luật hợp thành - yếu tố Kinh nghiệm và Tâm lý 129

Hình 5.18 Sơ đồ khối tổng quát trên Matlab 130

Bảng 2.3 Thống kê theo ―loại tàu‖ qua cảng biển Vũng Tàu 21

Bảng 2.4: Thống kê tàu qua cảng biển Vũng Tàu theo mớn nước (D - Draft) 21

Bảng 2.5 Đặc tính các thông số khảo sát từ ngày 29/10÷13/11/2004 44

Bảng 2.6 Đặc tính các thông số khảo sát từ ngày 14/3 ÷ 30/3/2009 45

Bảng 2.7 Bảng phân bố tần suất gió (2000-2017) 48

Bảng 3.1 Bảng thống kê loại và vị trí xảy ra tai nạn 57

Bảng 3.2 Bảng thống kê đối tượng và vụ tai nạn đâm va 59

Bảng 3.3 Bảng thống kê tình huống và nguyên nhân gây tai nạn đâm va 59

Bảng 3.4 Bảng phân tích chi tiết nguyên nhân gây tai nạn đâm va 60

Bảng 3.5 Thang đo thể hiện mức độ rủi ro 70

Bảng 3.6 Tóm tắt thông số mô hình 71

Bảng 3.7 Bảng kiểm định Anova 72

Bảng 3.8 Kết quả các hệ số của mô hình 72

Bảng 4.1 Bảng tính Giá trị trung bình 1 78

Bảng 4.2 Bảng tính Giá trị trung bình 2 78

Bảng 4.3 Bảng tính Giá trị trung bình 3 79

Bảng 4.4 Bảng tính Giá trị trung bình 4 79

Bảng 4.5 Bảng tính Giá trị trung bình 5 80

Bảng 4.6 Bảng tính Giá trị trung bình 6 80

Bảng 4.7 Bảng tính Giá trị trung bình 7 80

Bảng 4.8 Bảng tính Giá trị trung bình 8 81

Bảng 4.9 Bảng tính Giá trị trung bình 9 81

Bảng 4.10 Bảng tính Giá trị trung bình 10 82

Bảng 4.11 Bảng tính Giá trị trung bình 11 83

Bảng 4.12 Thang đo mức độ quan trọng 84

Bảng 4.13 Ma trận hệ số quan trọng tương đối 85

Bảng 4.14 Bảng chỉ số ngẫu nhiên theo nghiên cứu Saaty 89

Bảng 4.15 Ma trận chuẩn hóa theo AHP 86

Bảng 4.16 Bảng tính Hướng và tốc độ dòng chảy tại khu vực nghiên cứu 90

Bảng 4.17: Bảng tần xuất trung bình của cấp gió trong tháng 92

Bảng 4.18 Kết quả xác định giá trị K trong phần mềm mô phỏng nhanh 108

Bảng 5.1 Tổng hợp đánh giá chuyên gia về ảnh hưởng của dòng chảy 115

Bảng 5.2 Bảng Tổng hợp đánh giá chuyên gia về ảnh hưởng của gió 116

Bảng 5.3 Bảng tổng hợp đánh giá của chuyên gia về mức độ rủi ro khi 02 tàu hành trình đối hướng 120

Bảng 5.4 Bảng tổng hợp đánh giá của chuyển gia về mức độ rủi ro khi điều động tàu hành trình cắt hướng 122

Bảng 5.5 Bảng thống kê dữ liệu quan trắc 11 tình huống thực tế tránh va phục vụ chạy thử nghiệm Phần mềm Matlab 132

Bảng 5.6 Bảng tổng hợp kết quả chạy Matlab 133

tại các cảng biển đặc biệt quan trọng hay cảng biển có nguy cơ tai nạn hàng hải cao, Việt Nam có trách nhiệm kiểm soát lưu lượng giao thông và xác định được mức độ rủi ro hàng hải tại vùng nước cảng biển để làm cơ sở cho việc xem xét, cung cấp cho các tổ chức, cá nhân, tàu thuyền liên quan biện pháp hỗ trợ hàng hải phù hợp; để đạt được tiêu chí này, đòi hỏi phải nghiên cứu, xây dựng được

Mô hình hay công cụ phù hợp đánh giá được định lượng nguy cơ tai nạn hàng hải Hơn nữa, do Việt Nam chưa có mô hình phù hợp để đánh giá định lượng mức độ rủi ro/ nguy cơ tai nạn hàng hải nên việc triển khai trách nhiệm cảnh báo, khuyến cáo an toàn của các Trung tâm VTS, Cảng vụ hàng hải … đến tàu thuyền liên quan hay nghiên cứu xác định mức độ rủi ro để phục vụ cho công tác cải tạo, nâng cấp luồng hàng hải hầu hết đều thông qua phương pháp đánh giá định tính, chủ yếu phụ thuộc vào kinh nghiệm con người và chưa đầy đủ cơ sở khoa học

Theo Quy hoạch tổng thể phát triển hệ thống cảng biển Việt Nam thời kỳ

2021 - 2030, tầm nhìn đến năm 2050 đã được Thủ tướng Chính Phủ phê duyệt tại Quyết định 1579/QĐ-TTg ngày 22/9/2021: Cảng biển Vũng Tàu là cảng cửa

ngõ, trung chuyển quốc tế (loại Đặc biệt) tiếp nhận tàu container trọng tải

80.000 - 250.000 tấn; tàu tổng hợp, hàng lỏng/khí đến 150.000 tấn hoặc lớn hơn khi đủ điều kiện Tại vùng nước cảng biển Vũng Tàu, Vịnh Gành Rái là cửa khẩu hàng hải quan trọng cho các tàu thuyền hành trình, ra vào, neo đậu, đón trả hoa tiêu, thực hiện các dịch vụ hàng hải để đến, rời các cảng thuộc địa phận các tỉnh: Bà Rịa - Vũng Tàu, TP Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bình Dương, Đồng Tháp,

Mỹ Tho và quá cảnh đi Campuchia Theo kết quả thống kê của Cảng vụ Hàng hải Vũng Tàu, hàng năm bình quân có trên 30.000 lượt tàu biển và khoảng trên 70.000 lượt tàu cao tốc cánh ngầm, phương tiện thủy nội địa (tàu sông), tàu cá hành trình qua Vịnh Gành Rái tạo nên mật độ phương tiện qua Vịnh là lớn nhất

và phức tạp nhất Việt Nam Mặt khác, cùng với mật độ phương tiện lớn là sự đa dạng của về chủng loại phương tiện qua Vịnh như: tàu biển, tàu công vụ, tàu khách cánh ngầm, tàu sông, tàu cá, tàu đưa đón hoa tiêu, giàn khoan dầu khí, tàu

quân sự, tàu thực hiện dịch vụ cung ứng nhiên liệu, thực phẩm, nước ngọt, và

tính chất phức tạp về tuyến hải trình của mỗi loại tàu thuyền Cụ thể: ngoài các tuyến hành trình trên luồng hàng hải được công bố như: Luồng Vũng Tàu - Thị Vải, Luồng Sài Gòn - Vũng Tàu, Luồng sông Dinh, còn có tuyến hành trình kiểu truyền thống của các tàu khách chạy chuyên tuyến như: Tuyến Cầu Quan (Vũng Tàu) - Cần Giờ/ Đông Hòa (TP HCM), tuyến Cầu Quan (Vũng Tàu) - Vàm

Láng (Tiền Giang), tuyến tàu cao tốc (Cầu Đá, Cáp treo) Vũng Tàu - Bạch Đằng (TP.HCM), các tàu khách hoạt động tuyến bờ ra đảo; tuyến cho tàu sông, tàu VR-SB, tàu biển hoạt động nội địa từ sông Thị Vải - Cái Mép, sông Dinh đi TP

Hồ Chí Minh; đặc biệt là các tuyến hành trình tự phát của tàu cá, tàu hoạt động cung ứng, tàu dịch vụ nên hàng ngày đều phát sinh nhiều tình huống gây nguy

cơ tai nạn đâm va tại các khu vực giao nhau giữa các tuyến luồng, vùng đón trả hoa tiêu, phao báo hiệu hàng hải số 0, các vị trí giao cắt tự phát của tàu cá, tàu thủy nội địa, tàu VR-SB, tàu khách cánh ngầm và, thực tế kết quả thống kê tai nạn đâm va tại Việt Nam từ năm 2007 đến nay cho thấy, cảng biển Vũng Tàu là khu vực có tần suất và số vụ tai nạn đâm va cao nhất cả nước

Như vậy, cùng với mật độ giao thông lớn là sự đa dạng về chủng loại phương tiện và tính chất phức tạp các tuyến hải trình trong vùng nước nên hàng ngày đều phát sinh nhiều tình huống nguy cơ tai nạn đâm va tại cảng biển Vũng Tàu Vì vậy, để đáp ứng mục tiêu, yêu cầu bảo đảm an toàn hàng hải đối với hoạt động của tàu thuyền tại cảng biển cửa ngõ quốc tế, kết hợp trung chuyển container quốc tế quan trọng bậc nhất tại Việt Nam, cần phải nghiên cứu, xác định một công cụ phù hợp để đánh giá định lượng rủi ro hàng hải nhằm đưa ra các giải pháp hạn chế, giảm thiểu rủi ro, tăng cường biện pháp bảo đảm an toàn hàng hải đối với tàu thuyền và hỗ trợ cho công tác nghiên cứu, cải tạo nâng cấp luồng hàng hải có ý nghĩa rất quan trọng và cấp thiết Thực tế là, tại Việt Nam chưa có công trình nào nghiên cứu một cách đầy đủ để làm cơ sở đề xuất cấp thẩm quyền một công cụ/ mô hình đánh giá định lượng rủi ro giao thông hàng hải tại cảng biển, trong khi một số mô hình đánh giá rủi ro hàng hải thông dụng trên thế giới như: mô hình PAWSA [1]; Mô hình IWRAPT [2]; Mô hình ES [3] hay Mô hình PARK [4] lại không phù hợp để vận dụng, áp dụng tại Việt Nam nói chung hay tại cảng biển Vũng Tàu nói riêng Vì vậy, cần thiết phải nghiên cứu, xác định một mô hình đánh giá rủi ro đâm va khi tàu thuyền hoạt động tại cảng biển Vũng Tàu, là vùng nước có mật độ tàu thuyền hoạt động đông, phức tạp nhất và tần suất xảy ra tai nạn đâm va cao nhất Việt Nam

Nhận thức được điều này, Nghiên cứu sinh đã mạnh dạn đề xuất và được chấp nhận nghiên cứu Luận án: ―Xây dựng Mô hình đánh giá rủi ro tai nạn đâm

va tại cảng biển Vũng Tàu, ứng dụng phòng ngừa tai nạn và hỗ trợ công tác cải tạo, nâng cấp luồng hàng hải‖ với mong muốn góp phần bổ sung thêm luận điểm khoa học, phương pháp đánh giá nguy cơ tai nạn đâm va và ứng dụng trong thực

tế nhằm nâng cao công tác bảo đảm an toàn hàng hải tại cảng biển

2 Cơ sở khoa học

Cơ sở nghiên cứu trong Luận án này là các dữ liệu thống kê tai nạn hàng hải tại khu vực; các văn bản pháp lý; lý thuyết và mô hình đề xuất liên quan đến việc đánh giá rủi ro đâm va trên luồng hàng hải, bao gồm:

- Các Công ước quốc tế hàng hải và Nghị quyết của IMO có liên quan;

- Lý thuyết điều động tàu thủy; Lý thuyết Phân tích Hồi quy đa biến; Phương pháp và quy trình phân tích thứ bậc AHP (Analytic Hierarchy Process);

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Ý nghĩa khoa học

+ Hiện nay chưa có công trình khoa học nào của Việt Nam/ nước ngoài nghiên cứu chuyên sâu về lĩnh vực đánh giá rủi ro tai nạn đâm va tại cảng biển Vũng Tàu nói riêng hay Việt Nam nói chung, vì vậy việc triển khai thực hiện Luận án sẽ góp phần bổ sung vào luận điểm khoa học và đáp ứng nhu cầu thực tiễn kiểm soát rủi ro từ hoạt động hàng hải tại cảng biển Việt Nam

+ Nghiên cứu xây dựng Mô hình, đánh giá rủi ro đâm va của tàu thuyền hoạt động tại cảng biển Vũng Tàu phù hợp yêu cầu tăng cường bảo đảm

an toàn hàng hải trong khu vực và đòi hỏi phát triển bền vững cảng biển

- Ý nghĩa thực tiễn

+ Thực tế hiện nay cảng biển Vũng Tàu là khu vực có tỷ lệ tai nạn đâm va cao nhất nước và với mức tăng trưởng bình quân về lưu lượng tàu thuyền qua cảng biển Vũng Tàu tăng khoảng 5-7% hàng năm thì càng phát sinh yêu cầu, đòi hỏi phải đánh giá định lượng được rủi ro hay nguy cơ đâm va khi tàu thuyền hành trình qua khu vực; qua đó, xác định giải pháp giảm thiểu rủi ro

và kết hợp xác định đặc tính kỹ thuật luồng hàng hải hiện hữu đã phù hợp chưa nhằm đưa ra giải pháp cải tạo, nâng cấp (nếu cần thiết)

+ Là Công trình nghiên cứu có hệ thống lần đầu tại cảng biển Vũng Tàu (có tham khảo các mô hình được các nước tiên tiến về hàng hải trên thế giới

áp dụng) và để tạo tiền đề cho việc tiếp tục nghiên cứu, áp dụng tại một số cảng biển quan trọng khác của Việt Nam

+ Kết quả nghiên cứu góp phần bổ sung vào lĩnh vực lý luận pháp luật và những kết luận, kiến nghị hướng nghiên cứu tiếp theo trong Luận án có thể góp phần tích cực cho việc hoàn thiện pháp luật hàng hải trong tổng thể phát triển hệ thống pháp luật Việt Nam Đồng thời đáp ứng được đòi hỏi tăng cường công cụ quản lý an toàn tại Cảng biển Vũng Tàu theo Quyết định số 1579/QĐ-TTg ngày 22/9/2021 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển hệ thống cảng biển Việt Nam thời kỳ 2021 - 2030, tầm nhìn đến năm 2050

4 Điểm mới khoa học của Luận án

- Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu mới, đầy đủ nhất và có độ tin cậy cao cho vùng nước cảng biển Vũng Tàu

- Nêu ra được luận điểm khoa học và phương pháp để đánh giá nguy cơ tai nạn đâm va (rủi ro) thông qua xác định mức độ khó khăn của tàu thuyền khi hành trình trong một môi trường giao thông nhất định

- Xác định được 05 yếu tố cơ bản gây nguy cơ tai nạn đâm va và thiết lập được thuật toán thể hiện rủi ro tai nạn đâm va tại cảng biển Vũng Tàu

- Xác định bổ sung Phương pháp phân tích, đánh giá rủi ro đâm va dựa trên hàm toán theo Logic mờ - xây dựng phần mềm mô phỏng hàm toán mờ trên Matlab (trong đó, yếu tố con người được phân tích, đánh giá cụ thể thông qua 27 luật mờ) và kiểm chứng kết quả mô phỏng với dữ liệu quan trắc thực tế

5 Mục tiêu của Luận án

Nghiên cứu, xây dựng Mô hình đánh giá rủi ro tai nạn đâm va phù hợp tại cảng biển Vũng qua đó xác định phương pháp nghiên cứu, thiết lập thuật toán

và triển khai ứng dụng thuật toán xây dựng Phần mềm mô phỏng nhanh phục vụ đánh giá rủi ro đâm va tại cảng biển nhằm phòng ngừa tai nạn; hỗ trợ việc cải tạo, nâng cấp luồng hàng hải; góp phần bổ sung vào lĩnh vực lý luận pháp luật hàng hải

6 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu các Công ước, khuyến nghị của IMO/ tiêu chuẩn, khuyến nghị của IALA liên quan đến trách nhiệm của quốc gia thành viên; yêu cầu về đánh giá rủi ro hàng hải;

- Khảo sát, tổng hợp điều kiện đặc thù hoạt động hàng hải cũng như các đối tượng, yếu tố gây mất an toàn tại vùng nước và xây dựng bộ cơ sở dữ liệu mới, có độ tin cậy cao cho vùng nước cảng biển Vũng Tàu;

- Nghiên cứu các Mô hình đánh giá rủi ro của IALA và một số nước trên thế giới để đánh giá sự phù hợp khi áp dụng tại cảng biển Vũng Tàu;

- Thống kê, phân tích và xây dựng mô hình toán đánh giá nguy cơ đâm va (mức độ an toàn) của tàu thuyền khi hành trình tại cảng biển Vũng Tàu, trong đó đặc biệt là đưa yếu tố con người (kiến thức; kinh nghiệm; tâm lý) là một trong các thành tố cơ bản để đánh giá nguy cơ đâm va; Đánh giá rủi ro đâm va dựa

công tác nghiên cứu cải tạo, nâng cấp luồng hàng hải trong khu vực, phục vụ công tác quản lý an toàn hỗ trợ việc hình thành, phát triển cảng trung chuyển quốc tế khu vực Cái Mép – Thị Vải

7 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Về đối tượng: Tập trung giải quyết yêu cầu bảo đảm an toàn hàng hải của nhóm đối tượng tàu thuyền hoạt động tại cảng biển Vũng Tàu, bao gồm: tàu biển; đoàn tàu lai kéo và tàu sông/ tàu cá; đồng thời, nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng, tác động của môi trường hàng hải đối với hoạt động của tàu thuyền

- Về phạm vi: Cảng biển Vũng Tàu và các chủ thể, yếu tố liên quan

8 Phương pháp nghiên cứu

Luận án chọn phương pháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết;

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn (kết hợp hài hòa giữa các phương pháp: phương pháp phân tích và tổng kết kinh nghiệm; phương pháp chuyên gia; phương pháp quan sát khoa học);

- Phương pháp toán học

Việc sử dụng tổng thể các phương pháp này nhằm đạt được mục tiêu đưa

ra giải pháp nghiên cứu có tính hệ thống, tổng thể các nội dung liên quan để từ

đó đưa ra luận điểm khoa học và xác định mô hình đánh giá rủi ro tương thích, phù hợp và khoa học nhất; vận dụng mô hình để ứng dụng xây dựng phần mềm

mô phỏng nhanh nhằm sử dụng trong công tác phòng ngừa tai nạn hàng hải và

hỗ trợ việc cải tạo, nâng cấp luồng hàng hải; đáp ứng yêu cầu quản lý, phát triển cảng biển

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH MỘT SỐ MÔ HÌNH ĐÁNH GIÁ

RỦI RO ĐÂM VA TRÊN THẾ GIỚI

Việc hành hải an toàn của tàu thuyền, đặc biệt trong khu vực bị hạn chế, khu vực luồng hàng hải hẹp là mối quan tâm hàng đầu của các cơ quan quản lý nhà nước chuyên ngành hàng hải, chủ tàu, thuyền trưởng và cá nhân, tổ chức liên quan Ngay cả đối với các tàu hiện đại được trang bị thiết bị tự động đồ giải Radar (ARPA); Hệ thống hiển thị và thông tin hải đồ điện tử (ECDIS) … thì mặc dù phương pháp động lực học của trang thiết bị điện tử hàng hải hỗ trợ thuyền viên trong quá trình điều động, nhưng Thuyền trưởng thật sự vẫn cần được cung cấp bổ sung thông tin về ảnh hưởng của các yếu tố rủi ro phổ biến tại khu vực cảng biển/ luồng hẹp mà tàu dự kiến hành trình qua để phục vụ cho việc xem xét, lập kế hoạch hành trình và hỗ trợ khi điều động tàu Tuy nhiên, trên thực tế, thông tin về các yếu tố rủi ro nếu được cung cấp theo hình thức dữ liệu thô (hướng và tốc độ gió, dòng chảy; thói quen hành hải của con người; điều kiện hàng hải khu vực dẫn tàu …) sẽ không thật sự thuận lợi cho Thuyền trưởng khi điều động tàu trong khu vực hàng hải có mật độ tàu thuyền cao, nhiều chủng loại tàu thuyền hoạt động (tàu biển; tàu sông; tàu cá; đoàn tàu lai kéo) và người điều khiển phương tiện cần một công cụ thể hiện mức độ rủi ro trực quan (nếu

có thể) qua đó thể hiện sự tương phản đơn giản, liên tục về mức độ rủi ro của tuyến, của từng tình huống tránh va, của khu vực mà tàu hành trình Hơn nữa, các cơ quan quản lý nhà nước có thẩm quyền trước khi ban hành văn bản chỉ đạo, điều hành hay bổ sung quy định pháp luật về an toàn hàng hải cũng cần có công cụ ổn định trong thực tế để qua đó có thể nhận diện, phân loại một cách hiệu quả và đánh giá đầy đủ về ảnh hưởng, tác động của yếu tố có khả năng gây mất an toàn tại khu vực liên quan

Vì vậy, một trong số giải pháp quan trọng hàng đầu để quản lý, để khai thác và tăng cường công tác bảo đảm an toàn giao thông hàng hải là thiết lập được mô hình đánh giá mức độ an toàn hiện tại và dự đoán mức độ cải thiện an toàn giao thông khi biện pháp an toàn được áp dụng Để đáp ứng yêu cầu đó, một số quốc gia và tổ chức hàng hải trên thế giới hiện nay đã nghiên cứu, xây dựng và áp dụng một số mô hình đánh giá rủi ro hàng hải

1.1 Mô hình PAWSA

1.1.1 Giới thiệu tổng quan

Mô hình PAWSA [1] là mô hình nghiên cứu, thực hiện đánh giá theo phương pháp định tính; đây là một trong hai mô hình cơ bản của bộ công cụ quản lý rủi ro cho vùng nước cảng biển và vùng nước hạn chế do Hiệp hội các cơ quan quản lý báo hiệu hàng hải và hải đăng Quốc tế (IALA) đề xuất, và được Ủy ban An toàn Hàng hải của IMO thông qua theo Thông tư số 296 ngày 07/12/2010 tại Phiên họp thứ 88

Mô hình PAWSA được thực hiện bởi nhóm các chuyên gia, người điều khiển phương tiện, các doanh nghiệp, cơ quan, đơn vị quản lý hàng hải tại địa phương thông qua việc tổ chức hội thảo trong khoảng 02 ngày để xác định các

Hình 1.1 Sơ đồ các bước đánh giá theo mô hình PAWSA

Mô hình PAWSA cung cấp đánh giá rủi ro trong một tuyến đường thủy xác định, được thực hiện bằng cách thực hiện ―đánh giá chủ quan‖ về rủi ro có thể xảy ra trong tuyến đường thủy đó dựa trên kinh nghiệm của các nhóm nhà quản lý, khai thác hàng hải có kinh nghiệm và các bên liên quan khác tại khu vực đó dưới sự giám sát của nhóm hướng dẫn là các chuyên gia

Cơ sở cho quá trình ứng dụng mô hình PAWSA là việc ra quyết định có hệ thống theo phương pháp Delphi (phương pháp Estimate-Talk-Estimate: ETE tức Ước lượng - Giải trình - Ước lượng), đây là một phương pháp do Quân đội Hoa

kỳ xác lập vào thập niên 50, về bản chất là dùng các mâu thuẫn phát sinh giữa các ý kiến trái ngược, không thống nhất trong quá trình thảo luận nhóm để xác định giải pháp mới; Trong hàng hải, mô hình PAWSA chuyển đổi ý kiến đánh giá chủ quan của các tổ chức, cá nhân, chuyên gia có kiến thức hàng hải tại địa phương về xác suất rủi ro chính của một cảng biển hay một tuyến giao thông đường thủy nhất định Các nhóm tham gia Hội thảo phải hoàn thành một loạt các câu hỏi trong bảng câu hỏi Sau mỗi giai đoạn, các chuyên gia hướng dẫn cung cấp một bản tóm tắt về các câu trả lời của các nhóm trong các giai đoạn trước đó cũng như lý do đưa ra các câu trả lời này và tiếp tục thảo luận để dần dần loại trừ bớt mâu thuẫn và hướng đến sự thống nhất chung trong giới hạn chấp nhận được Sau Quy trình thực hiện từng bước một cách có kỷ luật, ước tính được nguy cơ mức độ và hậu quả, mô hình PAWSA sẽ đánh giá các biện pháp giảm thiểu tác động tiềm năng và chuẩn bị cho việc thực hiện các biện pháp lựa chọn

để giảm thiểu rủi ro

1.1.2 Đánh giá ƣu, nhƣợc điểm của Mô hình PAWSA

- Ưu điểm: Các yếu tố liên quan ảnh hưởng đến rủi ro tai nạn hàng hải đã được tiến hành khảo sát, thống kê và đánh giá có tính thực tiễn cao do dựa vào ý kiến của chính những người quản lý, thực thi công tác điều động tàu thuyền …

vào cho thang

đo rủi ro tổng hợp (Thang điểm đánh giá yếu tố rủi ro)

độ rủi ro và xác định vị trí rủi ro (Mức rủi ro cơ bản)

quả của công tác giảm thiểu rủi ro hiện tại (Hiệu quả công tác giảm thiểu rủi ro)

quả của công tác giảm thiểu rủi ro tiềm tàng (giảm rủi ro

trong vùng nước được khảo sát

- Hạn chế: Đây là ―mô hình đánh giá định tính‖; mỗi khi tiến hành đánh giá cho một phương án giao thông ở một vùng nước nào đó cần phải tập trung lực lượng những người tham gia hoạt động trong vùng nước đó; Mặt khác, việc này khó thực hiện khi có yêu cầu phải đánh giá nhiều phương án và kết quả đánh giá phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm cũng như ý kiến chủ quan của thành viên thuộc các bên liên quan trong Hội đồng đánh giá được thành lập; Mô hình này khó khăn trong việc kiểm tra hiệu quả của một giải pháp trước khi triển khai thực tế và mỗi lần tiến hành đánh giá an toàn giao thông của một vùng nước tốn nhiều thời gian và chi phí (phải lập Hội đồng, v.v.)

Chính vì hạn chế nêu trên của Mô hình PAWSA nên Thông tư số 296 đề ngày 07/12/2010 của Ủy Ban An toàn Hàng hải - IMO và hướng dẫn của Tổ chức IALA đã khuyến cáo mô hình PAWSA chỉ được sử dụng như mô hình đánh giá ―định tính‖ để phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến rủi ro giao thông của một vùng nước và trên cơ sở đó làm căn cứ thực hiện đánh giá rủi ro ―định lượng‖ trên mô hình phù hợp khác

1.1.3 Đánh giá sự phù hợp của Mô hình PAWSA khi áp dụng tại cảng biển Vũng Tàu

Theo thống kê, các vụ tai nạn đâm va tại cảng biển Vũng Tàu chủ yếu do yếu tố con người [5] trong khi mô hình PAWSA không đề cập đến yếu tố con người Mặt khác, Thông tư 296 ngày 07/12/2010 của Ủy ban An toàn Hàng hải - IMO và hướng dẫn của IALA đã khuyến cáo mô hình PAWSA xác định đây là

mô hình đánh giá định tính và chỉ sử dụng phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến rủi ro giao thông của một vùng nước; Trên cơ sở đó làm căn cứ để lựa chọn và thực hiện bổ sung đánh giá rủi ro định lượng trên mô hình phù hợp khác

Do các hạn chế của Mô hình PAWSA cũng như khuyến cáo của IMO đã

đề cập ở trên, việc áp dụng mô hình PAWSA để đánh giá an toàn giao thông thủy tại vùng nước cảng biển Vũng Tàu là chưa phù hợp với yêu cầu đánh giá

―định lượng‖ rủi ro và ứng dụng trong thực tế nhằm nâng cao công tác bảo đảm

an toàn hàng hải tại cảng biển Vũng Tàu

1.2 Mô hình IWRAP

1.2.1 Giới thiệu tổng quan

Mô hình IWRAP [2] là mô hình thực hiện theo phương pháp đánh giá

―định lượng‖, đây là mô hình thứ 2 của bộ công cụ quản lý rủi ro cho vùng nước cảng biển và vùng nước hạn chế do IALA đề xuất và được Ủy ban An toàn Hàng hải của IMO thông qua theo Thông tư số 296 ngày 07/12/2010 tại phiên họp thứ 88

Mô hình IWRAP xây dựng dựa trên phương pháp xác suất để tính xác suất tai nạn đâm va và mắc cạn, được phát triển tại Đại học Kỹ thuật Đan Mạch Khi phiên bản đầu tiên của IWRAP được thử nghiệm, kết quả thu được có vẻ đáng tin cậy và phù hợp với thống kê tai nạn trong khu vực được xem xét Tuy nhiên,

Mô hình IWRAP cho phép tính toán tần suất xảy ra đâm va hoặc mắc cạn trong một vùng nước cụ thể dựa trên phương pháp truyền thống [6] Công thức xác định tần suất đâm va hoặc mắc cạn như sau:

Để tính toán đại lượng cho nguy cơ đâm va, mô hình IWRAP phân giao thông thành các tình huống sau:

(1) Hai tàu đâm va khi đi đối hướng hoặc vượt nhau

Hình 1.2 Tình huống 2 tàu đâm va do đi đối hướng (2) Hai tàu đâm va khi đi vào đoạn cua

Hình 1.3 Tình huống 2 tàu đâm va do đi vào đoạn cua

(3) Hai tàu đâm va do đi cắt hướng

Hình 1.4 Tình huống 2 tàu đâm va do đi cắt hướng

Vị trí tàu có khả năng xảy ra tai nạn được tính toán dựa vào diện tích hình học của các phần giao (diện tích xác suất)

Giá trị hệ số xảy ra tai nạn được áp dụng dựa trên kết quả nghiên cứu của Fujii và các đồng nghiệp [11], cụ thể như sau:

Bảng 1.1 Hệ số xảy ra tai nạn đâm va sử dụng trong mô hình IWRAP

Hai tàu đối hướng / vượt 0.5 * 10-4

Hai tàu vào khúc cong

Hai tàu cắt hướng 1.3 * 10-4Các tính năng chính của phần mềm IWRAP Mk II là tính toán khả năng va chạm/ mắc cạn trên cơ sở dữ liệu hành trình và mật độ lưu thông - thông qua xác định vị trí chính xác của tàu (được xác định từ một tập hợp các quy tắc phát triển bởi một nghiên cứu về trợ giúp hàng hải của Canada Coast Guard); tỷ suất an toàn, góc dạt và tác động của biên luồng/ đường bờ (tính toán theo PIANC); Những kết quả của mô hình IWRAP có thể được dùng để đánh giá rủi ro trong mỗi phần của một vùng nước hàng hải và hỗ trợ xác định mức độ nguy hiểm khi điều khiển tàu thuyền qua toàn bộ vùng nước này Mô hình còn cho phép các nhà nghiên cứu phát triển thêm các tình huống khác nhau để có thể kiểm tra và phân tích những thay đổi được đề xuất cho một phần của vùng nước hàng hải trước khi thực hiện

1.2.2 Đánh giá ƣu nhƣợc điểm của Mô hình IWRAP

- Ưu điểm: Mô hình IWRAP là mô hình đánh giá định lượng và có thể nhanh chóng đưa ra được tần suất đâm va/ mắc cạn của một vùng nước dựa trên phân bố giao thông của vùng nước đó

- Hạn chế: Mô hình IWRAP đánh giá an toàn dựa trên phương pháp xác

của phương tiện nên việc giải thích về mặt lý thuyết cho quá trình tính toán còn hạn chế (tại các khu vực có các tuyến giao thông phức tạp, việc xác định hàm toán học thể hiện phân bố giao thông tại khu vực đó khó chính xác vì giao thông tại khu vực đó phân bố hỗn loạn và không tìm được hàm phân bố nào chính xác với phân bố giao thông ở đó) Hơn nữa, IWRAP là một loại mô hình phân tích

số được sử dụng để dự đoán tần suất đâm va/ mắc cạn và mô hình này không đề cập đến yếu tố con người

1.2.3 Đánh giá sự phù hợp của Mô hình IWRAP tại cảng biển Vũng Tàu

Trong một nghiên cứu Đánh giá định lượng về an toàn hàng hải tại Vịnh Gành Rái thuộc cảng biển Vũng Tàu của Nhóm tác giả gồm: Ông Nguyễn Xuân Thành, ông Park Youngsoo và ông Park Jinsoo thực hiện năm 2013, đã sử dụng chương trình IWRAP Mk2 thực hiện đánh giá và đưa ra kết quả nghiên cứu được trình bày tại hình 1.5 dưới đây:

Hình 1.5 Kết quả đánh giá theo mô hình IWRAP Mk2

Thông qua kết quả sử dụng Phần mềm IWRAP Mk2 thể hiện ở hình 1.5 nêu trên, Nhóm tác giả đã có kết luận, đánh giá như sau về an toàn giao thông thủy tại cảng biển Vũng Tàu:

- Gió, dòng chảy và mưa gây ra tác động đáng kể đến việc điều động tàu

ra, vào cảng

- Trong khu vực Vịnh Gành Rái, vùng nước cửa Sông Dinh từ cặp Phao số 8-9 đến cặp Phao số 1-2 có nguy cơ đâm va là cao nhất Từ Phao số 0 đến cặp Phao số 8-9 luồng Vũng Tàu – Thị Vải và từ Phao số 6-9 đến Phao số 8-9A ở luồng Sài Gòn-Vũng Tàu có nguy cơ đâm va cao hơn các khu vực còn lại

- Khu vực A và vùng nước ven bờ từ Gành Hào đến Sao Mai có nguy cơ mắc cạn cao nhất

Tuy nhiên, kết quả thống kê tai nạn thực tế từ năm 2007 đến 2021 của Cảng vụ Hàng hải Vũng Tàu cho thấy: Kết quả đánh giá rủi ro thu được từ sử dụng phần mềm IWRAP Mk2 nêu trên không phù hợp với thực tế tần xuất và vị trí tai nạn đâm va tại cảng biển (ví dụ, cửa sông Dinh trong 15 năm qua không

có vụ tai nạn đâm va nào trong khi IWRAP Mk2 cho kết quả là có nguy cơ cao nhất) Trên cơ sở hạn chế của Mô hình IWRAP và so sánh kết quả đánh giá nguy cơ đâm va trong vùng nước được thống kê từ ý kiến các Thuyền trưởng, Hoa tiêu có kinh nghiệm trong khu vực với nghiên cứu của Nhóm tác giả nêu trên cho thấy: Mô hình IWRAP không phù hợp để đánh giá rủi ro tại cảng biển Vũng Tàu- nơi có mật độ tàu thuyền hoạt động cao, các tuyến hàng hải phức tạp

… hơn nữa, kết quả điều tra tai nạn hàng hải tại Vũng Tàu từ năm 2007 đến năm

2021 của Cảng vụ hàng hải Vũng Tàu cũng cho thấy: hơn 80% số vụ tai nạn nguyên nhân là do yếu tố con người, trong khi IWRAP không đề cập đến yếu tố đặc biệt quan trọng này

1.3 Mô hình ES

1.3.1 Giới thiệu tổng quan

Mô hình ES (Environment Stress Model - Mô hình áp lực môi trường) được Giáo sư Kinzo Inoue (người Nhật) và cộng sự thực hiện nghiên cứu, công bố tại Hội nghị Quốc tế PIANC lần thứ 30, tổ chức năm 2002 tại Sysney [3] Theo mô hình ES, an toàn giao thông của một vùng nước được đánh giá thông qua áp lực/

sự căng thẳng (stress) mà người điều khiển tàu phải chịu đựng khi dẫn tàu đi qua vùng nước đó Áp lực/ sự căng thẳng này bao gồm áp lực do yếu tố địa hình gây nên và áp lực do yếu tố giao thông của các tàu khác gây nên

Giá trị áp lực ngoại cảnh/ sự căng thẳng do môi trường tác động lên người điều khiển (ESA) được xác định bằng công thức sau [3]:

( = * + (1-4)

(

Trong đó:

- TTC (Time To Collision): Thời gian đến điểm va chạm

- α và β: hệ số được xác định theo kết quả thống kê 573 ý kiến trả lời của các chuyên gia sau khi trải qua 31 tình huống điều động tàu trên hệ thống mô phỏng

Hình 1.6 Các tình huống mẫu khi xây dựng mô hình ES

Để đánh giá an toàn giao thông của một vùng nước dựa theo đại lượng , mô hình ES đưa ra thang đánh giá ở bảng sau đây dựa trên mối tương quan giữa các giá trị áp lực môi trường làm việc thu được từ mô hình ES

và các chỉ số của ứng suất vật lý thu được từ ―phân tích quang phổ của sự thay đổi nhịp tim‖ của những người tham gia thực nghiệm, như bảng 1.2 và bảng 1.3:Bảng 1.2 Mối tương quan giữa giá trị và chỉ số của áp lực vật lý

Bảng 1.3 Thang đánh giá mức độ an toàn giao thông theo

Tổng hợp kết quả tính toán của Mô hình được kết hợp từ ba phần sau (theo Kinzo Inoue, Young Soo Park, Hideo Usui, Wataru Sera, Kenji Masuda (2002),

ES Model – Safety Management of Vessel Trafic in Ports and Waterways, Pianc

2002, 30th International Navigation Congress Syney - September 2002) [3]:

- Đánh giá về giá trị áp lực trong quá trình điều động tàu từ những hạn chế mặc định về địa lý trong khu vực hàng hải Chỉ số định lượng thể hiện tập trung vào người hành hải theo những hạn chế về mặt địa hình (giá trị ES cho khu vực hay giá trị ) được tính toán trên cơ sở TTC (Time to Collision - thời gian đến

điểm đâm va) với các mục tiêu trong khu vực hàng hải

- Đánh giá về giá trị áp lực trong quá trình điều động tàu do những hạn chế

về điều kiện mật độ giao thông Chỉ số định lượng nhấn mạnh theo mật độ tàu thuyền trong khu vực hàng hải tác động lên người điều khiển (giá trị )

- Đánh giá giá trị áp lực trong việc điều động tàu bị tác động bởi cả địa hình và mật độ tàu thuyền trong khu vực hàng hải, nơi mà giá trị trọng tâm (giá

thường rất thấp (thứ hạng có thể bỏ qua)

Tác động đến việc điều động tàu có thể được đánh giá từ tổng hợp tỷ lệ phần trăm của mức không thể chấp nhận và mức không đáng kể, tìm được bằng cách tính toán giá trị (Latent Environment Stress Value – Giá trị áp lực môi trường tiềm ẩn) Tỷ lệ phần trăm mức không thể chấp nhận càng cao thì mức độ khó khăn trong công tác điều động tàu càng cao và ngược lại Tuy nhiên, trong cùng một điều kiện không thể chấp nhận, nếu tỷ lệ phần trăm của mức không đáng kể càng cao thì mức độ khó điều động càng thấp

1.3.2 Ƣu điểm, nhƣợc điểm của Mô hình ES

- Ưu điểm: Mô hình ES có thể nhanh chóng cho được kết quả giá trị áp lực/ sự căng thẳng mà người điều khiển tàu phải chịu đựng khi thực hiện dẫn tàu qua khu vực hành hải, qua đó thực hiện đánh giá được mức độ an toàn của vùng nước mà tàu hành trình

- Hạn chế: Mô hình ES chỉ xét đến hiệu ứng từ môi trường (tàu và bờ) lên phạm vi góc 180 độ phía trước buồng lái, vì thế vùng nước hàng hải 2 bên mạn tàu giá trị thường rất thấp (thứ hạng có thể bỏ qua) Mặt khác, mô hình

được xây dựng dựa trên kết quả đánh giá của nhóm người tham gia thử nghiệm mang tính đặc thù (Thuyền trưởng, Hoa tiêu người Nhật Bản) và nghiên cứu tại cảng biển của Nhật Bản nên kết quả khảo sát này có thể không đúng với những cảng biển của quốc gia khác vì không tính đến yếu tố điều kiện hàng hải và nhận

thức về rủi ro hành hải của người thuộc quốc gia khác (ví dụ, Việt Nam ….)

1.3.3 Đánh giá sự phù hợp khi áp dụng Mô hình ES tại Vũng Tàu

Cảng biển Vũng Tàu có đặc điểm địa hình đặc thù và mật độ, yếu tố giao thông hàng hải hoàn toàn khác biệt so với Nhật Bản; Đồng thời, mô hình ES chỉ được xây dựng dựa trên kết quả đánh giá của nhóm chuyên gia (Thuyền trưởng, Hoa tiêu) là người Nhật Bản và được nghiên cứu cho cảng biển của Nhật Bản nên kết quả khảo sát này không đúng với những cảng biển của quốc gia khác vì không tính đến yếu tố điều kiện hàng hải và nhận thức về rủi ro hành hải của người thuộc quốc gia khác

Mặt khác, trong mô hình ES, các yếu tố được lựa chọn làm cơ sở để đánh giá rủi ro (tác động đến tàu hành trình qua vùng nước) không phù hợp với các yếu tố gây mất an toàn hàng hải tại cảng biển Vũng Tàu được thống kê phân tích

chi tiết ở Chương 2 Luận án này nên kết quả công thức hồi quy dựa trên kết quả khảo sát này sẽ không phù hợp khi áp dụng cho cảng biển Vũng Tàu, nơi có đặc điểm địa hình và yếu tố giao thông cũng như con người khác với Nhật Bản Hơn nữa, Mô hình ES hiện đang quá trình nghiên cứu, thử nghiệm tại Nhật bản; chưa được công nhận chính thức và thiếu công cụ, phương pháp kiểm chứng kết quả nên không phù hợp để lựa chọn làm mô hình áp dụng tại cảng biển Vũng Tàu

1.4 Mô hình PARK

1.4.1 Giới thiệu tổng quan

Mô hình PARK (Potential Risk Assessment Model - Mô hình thẩm định rủi ro tiềm ẩn) [4], được nghiên cứu và áp dụng thử nghiệm tại bến cảng Busan, Hàn Quốc, dựa trên phân tích các yếu tố môi trường trong giao thông hàng hải

và phát triển mô hình cơ bản trên cơ sở khảo sát dạng câu hỏi lấy ý kiến của người hành hải Hàn Quốc Những thí nghiệm mô phỏng điều động tàu đưa ra

mô hình cho những vùng nước hàng hải này Sau đó, mô hình này được dùng để phân tích một vụ tai nạn đâm va ở bờ biển Hàn Quốc và tích hợp vào hệ thống ECDIS để giám sát rủi ro giao thông hàng hải của tàu thuyền trong thực tế dựa trên dữ liệu AIS và được áp dụng để tính toán rủi ro hành hải ở cảng Busan Trong chương trình nghiên cứu, trên cơ sở nhận thức về rủi ro của người điều khiển tàu, nhóm nghiên cứu đã thực hiện một cuộc khảo sát dưới dạng câu hỏi lấy ý kiến, đưa ra phân tích kết quả thống kê nhận thức về rủi ro chủ quan của người điều khiển tàu, có tính đến nhiều nhân tố khác nhau như: Chiều dài tàu; các tình huống tránh va của tàu (045 độ, 090 độ, 135 độ, tàu thuyền vượt, đối hướng, cắt hướng) khi hành trình bên trong hoặc bên ngoài cảng; tốc độ của tàu chủ so với tàu mục tiêu khác khác (cùng tốc độ, tốc độ cao hơn hay thấp hơn) và khoảng cách đến tàu khác, được cho dưới đây:

Hình 1.7 Mức độ đánh giá rủi ro trong mô hình PARK

Rủi ro

1.75 1.5 1.25 1.0

Trong đó:

- LT: Là chiều dài tàu

- CR45, CR90, CR135 và HO: Là phương vị của tàu mục tiêu Giá trị của chúng là giá trị ―nhị phân‖ (ví dụ: nếu phương vị của tàu mục tiêu là CR45, CR45 sẽ nhận giá trị 1, còn giá trị khác nhận giá trị là 0)

- SB: Là yếu tố bên mạn tàu; SB bằng 1 nếu tàu mục tiêu ở bên mạn phải của tàu chủ, bằng 0 nếu ở bên mạn trái

- WH: Là yếu tố trong cảng; WH bằng 1 nếu tàu trong cảng, bằng 0 nếu tàu ngoài cảng

- và : Là yếu tố tương quan về tốc độ; giá trị của chúng là giá trị nhị phân

- SD: Là chênh lệch tốc độ so với tàu mục tiêu (hải lý/ giờ)

- D: Là khoảng cách đến tàu mục tiêu (hải lý)

Qua đó lập được bảng tra cứu, định lượng giá trị rủi ro cho từng tình huống, từng tàu cụ thể

1.4.2 Ƣu, nhƣợc điểm của Mô hình PARK

- Ưu điểm: Mô hình có thể nhanh chóng đưa ra được kết quả rủi ro cho tàu khi hoạt động ở cảng biển Hàn Quốc, qua đó đánh giá được mức độ an toàn của cảng biển tại Hàn Quốc

- Hạn chế: Mô hình nghiên cứu này dựa trên kết quả đánh giá của nhóm người tham gia thử nghiệm mang tính đặc thù (cảng biển, Thuyền trưởng, Hoa tiêu người Hàn Quốc) Vì vậy, các kết quả khảo sát này có thể không đúng với những vùng nước cảng biển thuộc quốc gia khác; Mặt khác, mô hình không tính đến yếu tố nhận thức về rủi ro của người hành hải của quốc gia khác (Ví dụ:

Việt Nam ….)

1.4.3 Đánh giá sự phù hợp khi áp dụng Mô hình PARK tại cảng biển Vũng Tàu

Mô hình này chỉ đang trong quá trình nghiên cứu, thử nghiệm tại Hàn quốc

và chưa được xác định như một công cụ đánh giá rủi ro chuẩn tắc tại Hàn Quốc nên chưa có cơ sở để áp dụng tại Việt Nam Mặt khác, cảng biển Vũng Tàu, với đặc điểm khí tượng thủy văn, đặc điểm giao thông khác biệt với Hàn quốc và mô hình PARK chỉ được xây dựng dựa trên kết quả đánh giá của nhóm chuyên gia

(Thuyền trưởng, Hoa tiêu) là người Hàn quốc, nghiên cứu tại cảng biển của Hàn Quốc Vì vậy, các biểu thức hồi quy dựa trên kết quả khảo sát này không tương thích khi áp dụng tại cảng biển Vũng Tàu và không phù hợp với nhận thức về rủi

ro của người hành hải tại cảng biển Vũng Tàu

Hơn nữa, trong mô hình PARK, các yếu tố được lựa chọn làm cơ sở để đánh giá rủi ro không phù hợp, tương thích với các yếu tố gây mất an toàn hàng hải tại cảng biển Vũng Tàu và Mô hình PARK hiện đang quá trình nghiên cứu, thử nghiệm tại 01 cảng là cảng Busan của Hàn Quốc; thiếu công cụ, phương pháp kiểm chứng kết quả nên không phù hợp để lựa chọn làm mô hình áp dụng tại cảng biển Vũng Tàu

1.5 Kết luận:

- Qua các kết quả thống kê và phân tích cho thấy: các mô hình đánh giá rủi

ro đâm va trên thế giới hiện nay chưa phù hợp để sử dụng làm công cụ đánh giá rủi ro tại cảng biển Vũng Tàu, vì vậy cần thiết phải xây dựng một mô hình phù hợp áp dụng cho cảng biển Vũng Tàu

- Nghiên cứu xây dựng mô hình mới sẽ có kế thừa, phát triển các ưu điểm trong mô hình của các nước trong khu vực và trên thế giới hiện nay cho phù hợp với yêu cầu thực tiễn tại cảng biển Vũng Tàu; đồng thời bổ sung thêm phương pháp phân tích, đánh giá rủi ro đâm va dựa trên hàm toán theo Logic mờ - xây dựng phần mềm mô phỏng hàm toán mờ trên Matlab và kiểm chứng kết quả mô phỏng với dữ liệu quan trắc trong thực tế

- Hiện nay, tất cả các mô hình đánh giá rủi ro tai nạn đâm va hàng hải được tổ chức IMO hay IALA thông qua/ công nhận hoặc một số mô hình được các nhà nghiên cứu quốc tế trình bày tại Hội nghị Quốc tế hay công bố trên tạp chí khoa học liên quan (như mô hình ES, PARK) đã được nghiên cứu sinh cập nhật, tham khảo, nghiên cứu Nghiên cứu sinh chưa phát hiện được mô hình đánh giá rủi ro tai nạn đâm va hàng hải nào tương thích hơn các mô hình đã trình bày tại Chương này

2.1.1 Thống kê, phân tích mật độ, phân bố theo chủng loại tàu thuyền

Căn cứ dữ liệu thống kê chi tiết hoạt động của tàu thuyền vào, rời cảng biển; tàu thuyền hành trình qua Vịnh Gành Rái của các Cảng vụ Hàng hải: TP Hồ Chí Minh - Đồng Nai - Vũng Tàu [7], Trung tâm điều hành VTS Vũng Tàu và Bộ chỉ huy Biên phòng tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu hỗ trợ, cung cấp, có thể thống kê phân loại tàu thuyền qua cảng năm 2017 (lựa chọn 2017 là năm điển hình trong giai đoạn 2015-2019, năm có lưu lượng, chủng loại tàu hoạt động đa dạng) như sau: Bảng 2.1: Thống kê tàu qua cảng biển Vũng Tàu theo tổng trọng tải (DWT)

Số

Tàu đến, rời TP Hồ Chí Minh

Tàu đến, rời Đồng Nai - Bình Dương

Tàu đến, rời Cái mép – Thị

Dinh

Tổng lượt tàu

Tàu sông Tàu biển

Bảng 2.2 Thống kê theo Chiều dài lớn nhất (LOA) của tàu thuyền

Số

TT NỘI DUNG rời TP Hồ Tàu đến,

Chí Minh

Tàu đến, rời Đồng Nai - Bình Dương

Tàu đến, rời

Cá

Tàu đến, rời Sông Dinh

Tổng lượt tàu Tàu

sông

Tàu biển

5.048

1.915

30.954

3.542

25.119

1.154 67.732

Hồ Chí Minh

Tàu đến, rời Đồng Nai - Bình Dương

Tàu đến, rời CM-TV

Tàu cá

Tàu đến, rời Sông Dinh

Tổng lượt tàu

Tàu sông

Tàu biển

Tàu hàng khô 15.60%

Tàu Container 15.85%

Tàu Khách 0.37%

Tàu Dịch vụ 0.71%

Tàu sông 33.57%

Tàu cá 27.24%

Khác

Hình 2.4 Biểu đồ tàu qua cảng biển Vũng Tàu theo mớn nước

Hình 2.5 Hình ảnh hơn 20 tàu hành trình trên luồng cùng thời điểm

Hình 2.6 Hình ảnh thể hiện mật độ giao thông cao tại Vịnh Gành Rái Như vậy theo kết quả thống kê năm 2017, tại cảng biển Vũng Tàu trung bình mỗi ngày có 257 lượt tàu hành trình qua lại (chưa kể các tàu làm dịch vụ như: đưa đón hoa tiêu; tàu chở khách cao tốc …), trong đó có khoảng 71 lượt tàu cá/ ngày và 86 lượt tàu sông Phân bố tàu có trọng tải, mớn nước cao tương đối

69,848

7,547 11,917 2,650 1,011 37 -