Nghiên cứu lý thuyết dự đoán quỹ đạo trôi dạt và tính toán tuyến đường tìm kiếm tối ưu cho phương tiện gặp nạn trong vùng biển ninh thuận kiên giang

Qua tìm hiểu với vùng biển Việt Nam chưa có các nghiên cứu vềtuyến đường chạy tàu tìm kiếm cứu nạn tối ưu để quét hết khu vực xác suấttrôi dạt của vật thể bị nạn với thời gian ngắn nhất.

NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT DỰ ĐOÁN QUỸ ĐẠO TRÔI DẠT VÀ TÍNH TOÁN TUYẾN ĐƯỜNG TÌM KIẾM TỐI ƯU CHO PHƯƠNG TIỆN GẶP NẠN TRONG VÙNG

BIỂN NINH THUẬN - KIÊN GIANG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sựhướng dẫn khoa học của PGS.TS Nguyễn Minh Đức và TS Lê Văn Ty,không có phần nội dung nào được sao chép một cách bất hợp pháp từ côngtrình nghiên cứu của tác giả khác

Kết quả nghiên cứu, nguồn số liệu trích dẫn, tài liệu tham khảo là hoàntoàn chính xác và trung thực

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 10 năm

2021

Tác giả

Phạm Ngọc Hà

LỜI CÁM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Giao thông Vận tải thànhphố Hồ Chí Minh, Viện Đào tạo sau đại học Trường Đại học Giao thông Vậntải thành phố Hồ Chí Minh đã cho phép và tạo điều kiện cho tôi thực hiệnluận án này

Tôi xin chân thành cảm ơn hai Thầy hướng dẫn khoa học, PGS.TS.Nguyễn Minh Đức và TS Lê Văn Ty đã tận tình hướng dẫn, định hướngnghiên cứu giúp tôi hoàn thành luận án

Tôi xin trân trọng cám ơn Viện Hàng hải, Bộ môn Điều khiển tàu biển,Trường Đại học Giao thông Vận tải thành phố Hồ Chí Minh, các Thầy côgiáo, nhà khoa học đã góp ý, phản biện và đánh giá giúp tôi từng bước hoànthiện luận án

Tôi xin trân trọng cám ơn sự động viên và tạo điều kiện của Trung tâmkhí tượng thuỷ văn Quốc gia; Đài khí tượng thủy văn khu vực Nam bộ; Trungtâm phối hợp tìm kiếm cứu nạn Hàng hải Việt Nam (VMRCC); Cán bộ, BanChỉ huy và tập thể Thuyền viên các tàu tìm kiếm cứu nạn của Trung tâm phốihợp tìm kiếm cứu nạn Hàng hải Khu vực III (Vung Tau MRCC);

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình và bạn bè đãluôn động viên, khuyến khíc h, tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian tôighiên cứu hoàn thành công trình

Mặc dù đã cố gắng và nỗ lực trong quá trình nghiên cứu để hoàn thànhluận án, nhưng do những hạn chế về kiến thức, kinh nghiệm và thời gian nênluận án có thể vẫn còn nhiều thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự góp ý quý

giá của các nhà khoa học và bạn đọc để hoàn thiện luận án một cách tốt nhất cũng như tiếp tục cho các nghiên cứu sau này.

Xin trân trọng cảm ơn!

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 10 năm 2021

Tác giả

Phạm Ngọc Hà

TÓM TẮT

Vùng biển từ Ninh Thuận đến Kiên Giang (vùng trách nhiệm của VungTau MRCC) chiếm tới 44% tổng số vụ tai nạn trên vùng biển Việt Nam Hiệnnay việc ứng dụng khoa học công nghệ vào hoạt động TKCN còn có nhiềuhạn chế Qua tìm hiểu với vùng biển Việt Nam chưa có các nghiên cứu vềtuyến đường chạy tàu tìm kiếm cứu nạn tối ưu để quét hết khu vực xác suấttrôi dạt của vật thể bị nạn với thời gian ngắn nhất Các phần mềm hiện đang

sử dụng trong công tác TKCN (ví dụ SAROPS) là phần mềm thương mạikhông biết được thuật toán cũng như các dữ liệu thời tiết mà nhà cung cấp sửdụng Đề tài nhằm xây dựng thuật toán để ứng dụng công nghệ nâng cao nănglực TKCN trên biển

Trong luận án để thực hiện việc dự đoán trôi dạt và tính toán tuyếnđường tìm kiếm tối ưu cho tàu tìm kiếm, NCS nghiên cứu tiến hành:

Tổng hợp, tính toán, đánh giá độ chính xác của các nguồn thông tin gió

và dòng chảy trên khu vực biển Ninh Thuận đến Kiên Giang sử dụng cho mụcđích dự đoán sự trôi dạt của vật thể bị nạn trên biển; NCS đã phân tích so sánh

độ tin cậy và việc dễ dàng tiếp cận nguồn dữ liệu, đã lựa chon sử dụng cácbản tin gió dạng Grib file của Trường Đại học Kyoto - Nhật Bản và dữ liệudòng chảy OSCAR của Trung tâm nghiên cứu Trái đất và Vũ trụ cho mục đích

dự báo sự trôi dạt và tìm kiếm vật thể bị nạn trên biển theo thời gian thực saukhi tính toán độ lệch chuẩn Sử dụng mô phỏng Monte Carlo kết hợp bộ lọcMedian-Filter để loại bỏ nhiễu xác định khu vực tìm kiếm xác suất 95% củavật thể bị nạn trôi dạt với các dữ liệu thời tiết theo thời gian thực;

NCS sử dụng phần mềm hỗ trợ Công tác TKCN (“SEARCH ANDRESCUE SUPPORT SOFT), chương trình hỗ trợ theo dõi, giám sát công tác

TKCN trên tàu tìm cứu mô phỏng khu vực trôi dạt cho 4 trường hợp và đã xácđịnh được khu vực tìm kiếm vật thể bị nạn dưới tác động của gió, dò ng chảytheo thời gian thực Các kết quả mô phỏng khu vực trôi dạt xác suất 95% chokết quả khá phù hợp với điều kiện sóng gió theo thời gian thực tế trên vùngbiển phía Nam Việt Nam.

Trên cơ sở khu vực tìm kiếm vật thể bị nạn xác định NCS đã nghiêncứu, tính toán tuyến đường chạy tàu tìm kiếm tối ưu xuất phát từ vị trí trựcđến biên của khu vực tìm kiếm xác định rồi quét hết khu vực đó với thời gianngắn nhất Xây dựng hàm mục tiêu tối ưu hoá phương án TKCN đa hướngcho một tàu tìm cứu và phương án hai tàu tìm cứu phối hợp tìm kiếm Ápdụng thuật toán BFO thích nghi, xây dựng phương án TKCN đa hướng chomột tàu tìm cứu và phương án hai tàu tìm cứu phối hợp tìm kiếm nhờ thuậttoán BFO có độ tin cậy cao, có khả năng tính toán và đưa ra gợi ý về tuyếnđường tối ưu kể cả trong các trường hợp điều kiện thời tiết thay đổi phức tạp;

Sử dụng phần mềm mô phỏng phương án tìm kiếm cứu nạn đa hướngcho một tàu SAR và phương án phối hợp tìm kiếm cho hai tàu SAR có xétđến tính năng điều động của tàu SAR cho 4 trường hợp:

- Life raft (no canopy, no drogue): Multifier: 0.057/Modifier: 0.21 kts/Dev: 240

- Life raft (canopy, w/ drogue): Multifier: 0.03/Modifier: 0.00 kts/Dev: 280

- Fishing vessel (Side-stern Trawler): Multifier: 0.42/Modifier: 0.0 kts/Dev: 480

- Fishing vessel (Vietnam): Multifier: 0.38/Modifier: 0.0 kts/Dev: 450

Kết quả khu vực tìm kiếm đối với của tàu SAR bao phủ hết khu vực tìm kiếm xác định phù hợp với việc tính toán theo hướng dẫn của IAMSAR

Từ khóa: Tìm kiếm cứu nạn theo thời gian thực, mô phỏng Monte

Carlo, thuật toán tìm kiếm tối ưu, thuật toán vi khuẩn

THESIS SUMMARY

The southern seas of Vietnam, from Ninh Thuan to Kien Giang (VungTau MRCC’s responsibility), is up to 44% of the total number of accidents inthe Vietnam’s sea However, the application of science and technology toSAR operation is limited and limited in use of supporting by smart solution,technology also Therefore, the study of the thesis research is applicated ofscience and technology in order to improve the SAR’s competence at sea

There have not any studies on the optimal SAR route for SAR vessels tosweep the drifting area of the distress object with the shortest possible time Thecurrent software using in the SAR operation (eg SAROPS ) is commercialsoftware that does not know the algorithms and reliability of weather data

In this thesis, in order to carry out the drift forecasting and compute theoptimal search route for the SAR vessels, the author does:

Aggregate, calculate and evaluate the accuracy of wind and currentinformation sources in the sea area from Ninh Thuan to Kien Giang for purpose

of forecasting the drift of distress objects at sea; Comparative analysis ofreliability, easy access to data sources, it is possible to use Grib file wind reports

of Kyoto University - Japan and OSCAR current data of the Earth and SpaceResearch for the purpose of drift forecasting and searching for objects in distress

at sea in real time after calculating standard deviations; Using a Monte Carlosimulation with a Median-Filter filter to remove noise define a 95% probabilitysearch area of a drift object with real-time weather data;

The author used the Search and Rescue Support Soft software, theprogram to support and monitor the rescue operation to simulate the drift area for

4 scenarios and identify the search area for distress objects under the impact ofreal-time wind and current The simulation results of the 95% probability

drift area show quite consistent results with the windy conditions in real time

in the southern sea of Vietnam

On the basis of the identified search area for distress object, the authorresearch and calculate the optimal search route from the standby position tothe edge of the specified search area and then sweep the entire area with theshortest time Develop an objective function to optimize the multi-directionaldesign for a SAR vessel and the option for two SAR vessels to coordinate thesearch Applying the adaptive BFO algorithm, developing a multi-directionalSAR plan for a SAR vessel and two SAR vessels coordinated base on theBFO algorithm is highly reliable, capable of calculating and suggesting theoptimal route even in the case of complicated weather conditions;

Developing a software using BFO algorithm, easy to use, ensures fastcalculation, can be applied in actual conditions Using software to simulatethe multi-directional search and rescue plan for one SAR vessels and thesearch coordination plan for two SAR ships taking into account themaneuverability of the SAR ship for 4 scenarios:

- Life raft (no canopy, no drogue): Multifier: 0.057/Modifier: 0.21 kts/Dev: 240

- Life raft (canopy, w/ drogue): Multifier: 0.03/Modifier: 0.00 kts/Dev: 280

- Fishing vessel (Side-stern Trawler): Multifier: 0.42/Modifier: 0.0 kts/Dev: 480

- Fishing vessel (Vietnam): Multifier: 0.38/Modifier: 0.0 kts/Dev: 450

Result: The drift area is suitable for wind, surface currents during the month.The fast calculation time ensures the search planning, the convergence speed

of the algorithm is guaranteed The search area of the two SAR vessels coversthe specified search area appropriate to the IAMSAR manual

Keywords: Real-time search and rescue Monte Carlo simulation, optimal

search algorithm, Bacterial Foraging Optimization Algorithm – BFOA.

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Việt Nam là quốc gia ven biển, có chiều dài bờ biển khoảng 3.260 km, vớitrên 1 triệu km2 vùng biển đặc quyền kinh tế Biển Đông có vị trí chiến lượcquan trọng, là tuyến đường hàng hải nhộn nhịp nối liền Thái Bình Dương và Ấn

Độ Dương, châu Á với châu Âu, châu Úc với Trung Đông và là tuyến đường vậntải dầu quan trọng tới Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc Vùng biển phía NamViệt Nam, từ Ninh Thuận đến Kiên Giang có các hoạt động kinh tế biển sôiđộng, tập trung khá đông tàu cá đánh bắt xa bờ, là nơi hoạt động của đội tàu dịch

vụ, du lịch, khai thác dầu khí và có các hoạt động quốc phòng, an ninh trên biển.Bên cạnh đó, điề u kiện tự nhiên, thời tiết trên biển ngày càng khắc nghiệt bấtthường, mật độ giao thông trên biển tăng cao, trình độ của thuyền viên, ngư dâncòn hạn chế dẫn đến các tai nạn, sự cố hàng hải gia tăng Số vụ tai nạn xảy ra ởvùng biển này (thuộc trách nhiệm Trung tâm phối hợp TKCN Hàng hải Khu vựcIII - Vũng Tàu MRCC) chiếm tới 44% tổng số vụ tai nạn trên vùng biển ViệtNam (thuộc trách nhiệm VMRCC) [29]

Tìm kiếm cứu nạn (TKCN) trên biển giúp đảm bảo an toàn sinh mạngcon người và tài sản, là nghĩa vụ và trách nhiệm của một quốc gia ven biển vàcòn mang ý nghĩa khẳng định chủ quyền trên biển của Tổ quốc Tổ chức tốtcác hoạt động TKCN trên biển đem lại sự an tâm cho tàu thuyền hoạt độngtrên khu vực biển trách nhiệm của Việt Nam và đảm bảo uy tín cho Quốc gia

Tất cả các bước trong công tác TKCN trên biển đều được tiến hành hếtsức khẩn trương, việc xây dựng kế hoạch TKCN diễn ra trong thời gian rấtngắn Công tác dự đoán quỹ đạo trôi dạt với xác suất cao và tính toán tuyếnđường tìm kiếm tối ưu cho các phương tiện cứu nạn dựa trên quỹ đạo trôi dạtgiúp tiếp cận vật thể bị nạn trên biển với thời gian ngắn nhất Việc này là hết

sức quan trọng, có ý nghĩa quyết định thành công của việc cứu người, con tàu

và hàng hoá Bên cạnh đó Việt Nam cũng đã tham gia Công ước Quốc tế vềTKCN hàng hải - SAR 79 kể từ năm 2007

Do đó, việc nghiên cứu đề tài luận án “Nghiên cứu lý thuyết dự đoán quỹ đạo trôi dạt và tính toán tuyến đường tìm kiếm tối ưu cho phương tiện gặp nạn trong vùng biển Ninh Thuận - Kiên Giang” là cần thiết nhằm

nâng cao năng lực TKCN trên biển, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế, xã hội,phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước , định hướng pháttriển kinh tế biển, đồng thời góp phần bảo vệ chủ quyền, quyền chủ quyềnquốc gia cũng như bảo đảm quốc phòng, an ninh và bảo vệ môi trường

2 Tổng quan tình hình nghiên cứu liên quan đến Đề tài Luận án

Do tầm quan trọng của công tác TKCN, trên thế giới và ngay tại Việt Nam

đã có nhiều nội dung nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực này Việc nghiên cứuphục vụ TKCN hết sức cấp bách nhưng hầu hết các nghiên cứu chủ yếu tập trungvào vấn đề dự đoán trôi dạt và ít có nghiên cứu về dự đoán tuyến đường chạy tàuTKCN Một số tài liệu, công trình nghiên cứu khoa học trong và ngoài nước liênquan đến chủ đề của đề tài luận án đã được công bố gần đây:

Tình hình nghiên cứu dự đoán sự trôi dạt của vật thể trên biển:

Một số nghiên cứu đã được công bố và có thể tham khảo bao gồm:

+ Năm 1960, tác giả Chapline, W [41] nghiên cứu tính toán dự đoán độ trôi dạt của của xuồng bị nạn;

+ Năm 1998, các tác giả Hodgins, D O., Hodgins, S L M., [46], nghiêncứu phát triển mô hình toán học trôi dạt phao bè cứu sinh và xuồngnhỏ ở vùng biển Canada;

+ Năm 2002, nhóm tác giả Daniel, P., Jan, G., Cabioc’h, F., Landau, Y.,

& Loiseau, E [42], nghiên cứu mô hình trôi dạt của containers;

+ Năm 2006, nhóm tác giả Gästgifvars, M., Lauri, H., Sarkanen, A.,Myrberg, K., Andrejev, O., & Ambjörn, C [43], nghiên cứu xây dựng

mô hình trôi dạt của phao bè trong điều kiện thời tiết thay đổi nhanh ởVịnh Phần Lan;

+ Năm 2006, nhóm tác giả P Ailliot; E Fr´enod; V Monbet [71], nghiêncứu sử dụng mô phỏng Monte Carlo dự đoán trôi dạt vật thể trên biểndưới điều kiện thuỷ triều và gió;

+ Năm 2012 nhóm tác giả Breivik, Ø., Allen, A., Maisondieu, C., Roth,J.-C., Forest [38], đã nghiên cứu thực nghiệm xác định quỹ đạo trôidạt của container ở vùng biển Na Uy;

+ Năm 2014, các tác giả Alexey Bezgodov; Dmitrii Esin, [34] nghiên cứu

mô hình trôi dạt của một số vật thể trong điều kiện biển bất thường

Các nghiên cứu trên nghiên cứu quỹ đạo trôi dạt của container, phao,xuồng, bè, … trôi dạt trên các vùng biển Na Uy, biển Bắc … để tìm kiếm và hạnchế va chạm với phương tiện khác Nghiên cứu dựa trên số liệu tổng hợp số liệukhí tượng thủy văn được theo dõi nhiều năm trong vùng biển này cũng như cácthử nghiệm thực tế đối với một số nhóm vật thể hình dạng khác nhau Cácnghiên cứu này không sử dụng dữ liệu thời tiết theo thời gian thực và không thựchiện ở vùng biển có điều kiện khí tượng thuỷ văn khác biển Việt Nam

Do dó kết quả các nghiên cứu này sẽ có sự sai khác đáng kể khi áp dụng chovùng biển Việt Nam do sai khác về đặc điểm địa lý, khí tượng thủy văn giữacác vùng biển

Tuy nhiên phương pháp nghiên cứu được áp dụng có thể xem xét và thay đổi phù hợp để áp dụng đối với vùng biển Việt Nam;

- Các nghiên cứu với khu vực biển Việt Nam:

[6], công bố ‘‘Ứng dụng công nghệ Web Gis nhằm dự báo quỹ đạo vậtthể trôi phục vụ tìm kiếm cứu nạn trên biển’’;

+ Các tác giả Kyoung-Ho Cho; Yan Li; Hui Wang; Kwang-Soon Park;Jin-Yong Choi; Kwang-Il Shin; Jae-Il Kwon, [54] phát triển mô hình

hệ thống tìm kiếm cứu nạn ở cùng biển Yellow Sea, East China Seas

và biển Đông;

+ Năm 2013, các tác giả Nguyen Quoc Trinh, Nguyen Minh Huan, PhungDang Hieu, Du Van Toan, [70], công bố nghiên cứu mô phỏng trôi dạtcủa vật thể ở khu vực Biển Đông Việt Nam bằng phương pháp số;

+ Năm 2015, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước [12], chủ nhiệm

đề tài PGS.TS Nguyễn Minh Huấn: Nghiên cứu xây dựng quy trình

công nghệ dự báo quỹ đạo chuyển động trôi trên mặt nước của vật thể phục vụ công tác tìm kiếm cứu hộ, cứu nạn trên Biển Đông

+ Luận văn tiến sĩ kỹ thuật “Modeling maritime search area in monsoon

conditions” Tran Luu Hoan [82] đưa ra mô hình TKCN trong điều

kiện gió mùa ở Việt Nam Nghiên cứu đưa ra được mô hình TKCN vớidiện tích nhỏ hơn mô hình của Sổ tay TKCN hàng hải (IAMSAR)trong điều kiện gió mùa ở Việt Nam Tuy nhiên chưa đánh giá độchính xác, mức độ tin cậy thông tin thời tiết trong dự đoán và chưanghiên cứu về tuyến đường tìm kiếm

Nhận xét: Các nghiên cứu đề cập tới mô hình hệ thống TKCN và có

tiến hành nghiên cứu với vùng biển Việt Nam Nghiên cứu đưa ra số liệu khảosát được ghi lại để hỗ trợ việc đánh giá cảm quan về hướng tìm kiếm của cácđơn vị thực hiện tìm cứu khi thực thi nhiệm vụ

Tuy nhiên các nghiên cứu này chưa xem xét đánh giá độ chính xác dữliệu khí tượng thủy văn Các nghiên cứu đều chưa đưa ra được các thuật toánxác định phương án tìm cứu rõ ràng, trong điều kiện thời tiết, đặc điểmphương tiện tìm cứu thực tế và chưa nghiên cứu về tuyến đường tìm kiếm

Tình hình nghiên cứu vấn đề xác định phương án điều động tàu:

Vấn đề xác định tuyến đường TKCN hiện nay hầu hết được thực hiệntheo các hướng dẫn trong Sổ tay IAMSAR [49] và với vùng biển Việt Namgần như chưa có nghiên cứu nào về việc xác định phương án điều động tối ưucho tàu TKCN Có nhiều nghiên cứu khác nhau về việc tính toán tuyến đườngcho tàu biển như:

- Nghiên cứu [74], 2000 Smierzchalski, R and Michalewicz, Z., “Modeling

of ship trajectory in collision situations by an evolutionary algorithm”.

Các tác giả sử dụng thuật toán tiến hoá để xây dựng tuyến đường chạy tàu

tránh va chạm trên biển;

- Nghiên cứu [64] Nguyen Minh Duc, Tamaru Hitoi (năm 2009) đã đưa ranguyên lý cơ bản về việc xác định quỹ đạo tránh va cho tàu dựa trên cácthông tin về mục tiêu và khu vực hành trình thu được, sử dụng phương phápquy hoạch động dựa trên thuật toán Dijkstra (Dynamic Programming)

- Trong nghiên cứu [65] Luận văn Tiến sĩ Nguyen Minh Duc, Doctor Thesis, tác giả sử dụng thuật toán tối ưu đàn kiến xác định tuyến đường tránh va cho tàu, với các thông tin về chuyển động của tàu khác thu nhận được qua các thiết bị theo dõi, giám sát chuyển động tàu (GPS, Radar, AIS)

- Nghiên cứu [83] 2010 Tsou, Ming-Cheng & Hsueh, Chao-Kuang “Thestudy of ship collision avoidance route planning by ant colony algorithm”.Các tác giả sử dụng thuật toán tối ưu đàn kiến để lập kế hoạch chạy tàuphòng ngừa va chạm tàu trên biển hỗ trợ sỹ quan trực ca ra quyết định.

- Nghiên cứu [63] M.D Nguyen et al, ICAIS 2012, sử dụng thuật toán tối

ưu vi khuẩn (Bacterial Foraging Algorithm) nhằm mục đích tối ưu hóahàm chi phí (Cost Function) trong quá trình tránh va của tàu, được tínhtoán dựa trên thời gian chạy tàu, mức độ tuân thủ quy định về phòng ngừađâm va tàu thuyền trên biển;

- Nghiên cứu [62] M.D Nguyen et al, Multi-Scale Automatic Route

Planning Algorithms for Sea-Going Vessel, AMFUF 2013, sử dụng các

thuật toán tính toán tối ưu số trên trong việc xác định tuyến đường hàng

hải khí tượng của tàu, trong đó các thông tin về đặc tính chuyển động củatàu và đặc điểm khí tượng thực tế tại khu vực chạy tàu được sử dụng;

- Nghiên cứu [57] 2015 Lazarowska, A Ship's Trajectory Planning for

Collision Avoidance at Sea Based on Ant Colony Optimisation Các tác

giả cũng sử dụng thuật toán tối ưu đàn kiến để lập kế hoạch chạy tàuphòng ngừa va chạm tàu trên biển cho các phương tiện không có ngườiđiều khiển và có xét đến các yếu tố môi trường thay đổi

- Nghiên cứu [55] 2016 LauraWalther, Anisa Rizvanolli, Mareike

Wendebourg, Carlos Jahn “Modeling and Optimization Algorithms in Ship

Weather Routing” Các tác giả sử dụng các phương pháp như thuật toán

Dijkstra, quy hoạch động, phương pháp điều khiển tối ưu đến phương phápđường đẳng thời gian để tối ưu hóa tuyến đường chạy tàu thời tiết

- Nghiên cứu [75] 2018, Raphael Zaccone, Massimo Figari, Michele Martelli.

“An Optimization Tool For Ship Route Planning In Real Weather

Scenarios”, các tác giả dựa trên các bản đồ dự báo thời tiết, sử dụng thuật

toán tối ưu để lập tuyến đường chạy tàu tiêu thụ nhiên liệu tối thiểu

- Nghiên cứu [72] 2019, A P Teixeira & C Guedes Soares, “AIS Based

Shipping Routes Using the Dijkstra Algorithm”, các tác giả dựa vào dữ

liệu tuyến đường chạy tàu trên Hệ thống tự động nhận dạng (AIS) đã sử

dụng thuật toán Dijkstra để xây dựng tuyến đường chạy tàu an toàn

Các nghiên cứu trên sử dụng các thuật toán tối ưu số như thuật toán ditruyền, thuật toán tiến hóa, thuật toán Dijkstra, thuật toán quy hoạch động,thuật toán tối ưu đàn kiến, thuật toán vi khuẩn và phương pháp điều khiển tối

ưu vào mục đích lập tuyến đường chạy tàu tránh va, tuyến đường chạy tàu tối

ưu thời tiết và tuyến đường chạy tàu tiết kiệm nhiên liệu;

Nhận xét: Các nghiên cứu này mới chỉ nhằm tính toán quãng đường từ

điểm tới điểm, trong khi đó tuyến đường TKCN của tàu tìm cứu không chỉ làquãng đường từ điểm này tới một điểm khác mà phải là đường đi phủ kín phùhợp một diện tích xác suất có thể có của vị trí vật thể bị nạn Mặc dù vậy,hướng tiếp cận theo các phương pháp tối ưu được sử dụng trong các nghiêncứu này đã được khẳng định là các phương pháp hiệu quả, có khả năng ápdụng cao trong các bài toán tối ưu phức tạp Các phương pháp này, nếu đượcnghiên cứu, sửa đổi để ứng dụng trong tính toán tuyến đường tìm kiếm tối ưutrong cứu nạn có thể đem lại hiệu quả tốt Các phần mềm hiện đang sử dụngtrong công tác TKCN (ví dụ SAROPS) là phần mềm thương mại không biếtđược thuật toán cũng như các dữ liệu thời tiết nhà cung cấp sử dụng

Xuất phát từ tình hình thực tế chưa có nghiên cứu đầy đủ cho khu vựcbiển Việt Nam, Luận văn đưa ra hướng nghiên cứu quỹ đạo trôi dạt của vật thể bịnạn theo điều kiện khí tượng thủy văn ở khu vực vùng biển phía Nam Việt Nam(vùng trách nhiệm của Trung tâm phối hợp TKCN hàng hải khu vực III)

từ đó xác định phương án điều động tối ưu phủ kín quỹ đạo trôi dạt của vậtthể bị nạn dựa trên các thuật toán tính toán tối ưu với sự hỗ trợ của máy tính.Vấn đề nghiên cứu này mang tính thời sự và không trùng lặp với các côngtrình nghiên cứu đã công bố.

3 Mục đích nghiên cứu của đề tài

- Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh như gió, dòng chảy củavùng biển từ Ninh Thuận đến Kiên Giang đến vật thể qua đó xác địnhmức độ trôi dạt của vật thể bị nạn, xây dựng thuật toán dự đoán quỹ đạocủa vật thể bị nạn

- Xây dựng thuật toán tính toán tuyến đường tìm kiếm tối ưu, căn cứ vàođiều kiện thời tiết thực tế, đặc điểm điều động của tàu tìm cứu và vùng dựđoán của vật thể bị nạn để tiếp cận vật thể bị nạn với thời gian ngắn nhất,tăng tính hiệu quả của công tác TKCN cho khu vực

4 Nội dung nghiên cứu

- Phân tích, đánh giá độ chính xác các số liệu thời tiết, hải văn chính ảnh hưởng đến công tác TKCN;

- Mô phỏng khu vực trôi dạt của vật thể bị nạn theo gió, dòng chảy ở khu vực biển từ Ninh Thuận – Kiên Giang;

- Xây dựng hàm mục tiêu cho bài toán xác định tuyến đường tìm kiếm tối ưu;

- Nghiên cứu áp dụng các thuật toán tối ưu để tính toán tuyến đường tìmkiếm khu vực có xác suất cao nhất, với thời gian ngắn nhất trên cơ sở ảnhhưởng của các yếu tố gió, dòng chảy

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

Đối tượng nghiên cứu: Quỹ đạo trôi dạt (vùng trôi dạt) của vật thể bị nạn

-tàu cá trên biển và tuyến đường chạy -tàu TKCN tối ưu

- Phạm vi nghiên cứu của đề tài:

Vùng biển từ Ninh Thuận đến Kiên Giang (Vùng trách nhiệm của Trung tâm phối hợp TKCN hàng hải khu vực III)

Nghiên cứu lý thuyết để dự đoán Quỹ đạo trôi dạt của vật thể bị nạn vàtính toán tuyến đường chạy tàu TKCN tối ưu, sau đó sử dụng phần mềm

để mô phỏng kết quả

6 Phương pháp nghiên cứu của đề tài

- Phương pháp lý thuyết: Thống kê mô hình hoá chuyển động của vật thể bịnạn dưới tác động của gió và dòng chảy, sử dụng các hàm dự đoán quỹđạo trôi dạt của vật thể Tính toán xây dựng phần mềm hỗ trợ;

- Phương pháp phân tích và phương pháp chuyên gia: xác đị nh các yếu tốcần quan tâm, xây dựng hàm mục tiêu cho bài toán tính toán tuyến đường;

- Phương pháp mô phỏng: để thử nghiệm, kiểm chứng

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Ýnghĩa khoa học của đề tài:

- Nghiên cứu cơ sở khoa học, thực tiễn việc tính toán quỹ đạo di chuyển củavật thể bị nạn trên vùng biển Ninh Thuận – Kiên Giang và việc lập tuyếnđường tìm kiếm tối ưu cho nhiều tàu SAR cùng tiến hành công tác tìm kiếm

Ýnghĩa thực tiễn của đề tài:

- Nâng cao hiệu quả công tác TKCN trên biển thông qua việc nghiên cứu

dự đoán mức độ trôi dạt, vết di chuyển của vật thể bị nạn trên cơ sở đótính toán thiết lập tuyến đường tìm kiếm tối ưu với xác suất tìm thấy vậtthể bị nạn là cao nhất trong thời gian chạy tàu cứu nạn là nhỏ nhất và đảmbảo bao phủ hết khu vực xác suất trôi dạt;

- Hỗ trợ thuyền viên trên tàu tìm kiếm hoặc đơn vị phụ trách tìm kiếm xâydựng được phương án tìm kiếm tối ưu theo điều kiện khí tượng thuỷ vănthực tế và đặc điểm vật thể cụ thể do đó góp phần nâng cao hiệu quả côngtác TKCN trên vùng biển Phía Nam Việt Nam thuộc vùng trách nhiệm củaTrung tâm Phối hợp TKCN Hàng hải Khu vực III và góp phần đảm bảohoạt động bảo vệ an ninh chủ quyền trên biển.

8 Đóng góp mới của Luận án

- Tổng hợp, tính toán, đánh giá độ chính xác và lựa chọn nguồn thông tingió và dòng chảy trên khu vực biển Ninh Thuận đến Kiên Giang để sửdụng cho mục đích dự đoán sự trôi dạt của vật thể bị nạn trên biển;

- Luận án sử dụng mô phỏng Monte Carlo để dự đoán sự trôi dạt của vật thểtrên khu vực biển Ninh Thuận đến Kiên Giang dựa trên các nguồn thôngtin gió và dòng chảy đã được phân tích, đánh giá độ chính xác

- Luận án đã xây dựng một thuật toán tính toán tuyến đường tìm kiếm đahướng tối ưu cho phương án hai tàu SAR phối hợp tìm kiếm trên biểntrong các trường hợp điều kiện thời tiết thay đổi phức tạp;

9 Kết cấu của Luận án

Luận án được trình bày trong 154 trang, bao gồm 04 chương, 14 bảngbiểu, 102 hình vẽ minh họa và phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, danh mụccác công trình khoa học của nghiên cứu sinh đã công bố liên quan đến Đề tài

Luận án, tài liệu tham khảo và phần Phụ lục (được đóng rời).

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC TÌM KIẾM CỨU NẠN

1.1 Cơ sở pháp lý liên quan đến hoạt động TKCN trên biển

1.1.1 Luật pháp quốc tế liên quan đến hoạt động TKCN

Tìm kiếm, cứu nạn (TKCN) hàng hải là hoạt động mang tính nhân đạo,không vì mục đính lợi nhuận là nghĩa vụ, trách nhiệm của các quốc gia trênthế giới, đặc biệt là các quốc gia ven biển Các điều ước quốc tế sau có nhữngnội dung liên quan đến các biện pháp bảo đảm an toàn và TKCN trên biển:+ Công ước Quốc tế về tìm kiếm, cứu nạn hàng hải, năm 1979 (International Convention on Maritime Search and Rescue - SAR 79).

Đây là Công ước Quốc tế quan trọng nhất liên quan đến lĩnh vựcTKCN trên biển Công ước SAR 79 được Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO)thông qua ngày 27/4/1979, có hiệu lực ngày 22/6/1985 Mục đích cơ bản củaCông ước SAR 79 là phát triển và xúc tiến các hoạt động TKCN thông quaviệc thiết lập một kế hoạch chung phục vụ cho nhu cầu TKCN những người

bị nạn trên biển, thúc đẩy hợp tác giữa các tổ chức và lực lượng tham gia hoạtđộng TKCN trên biển với quy mô toàn cầu Công ước SAR 79 là một quy chếpháp lý quốc tế chính thức và hoàn chỉnh về TKCN trên biển, làm rõ về mặttrách nhiệm của Chính phủ từng quốc gia thành viên và nhấn mạnh đến cáchtiếp cận giải quyết vấn đề trên cơ sở phân định các vùng TKCN

Việt Nam đã gia nhập công ước này, công ước có hiệu lực với ViệtNam từ ngày 15/04/2007;

+ Công ước của Liên hợp quốc về Luật biển, năm 1982 (United Nations Convention of the Law of Sea - UNCLOS 1982):

UNCLOS 82 có ý nghĩa như một văn kiện pháp lý quốc tế tổng hợp,bao quát toàn diện những vấn đề pháp lý cơ bản biển cả Liên quan đến lĩnhvực TKCN quốc tế, Công ước đã thiết lập quy chế chung cho vấn đề nghĩa vụgiúp đỡ bất kỳ ai có nguy cơ hoặc đang gặp tại nạn trên biển (Phần VII vềbiển cả) Điều 98 về Nghĩa vụ giúp đỡ, Công ước quy định nghĩa vụ của tàutrong việc giúp đỡ người bị nạn trên biển và nghĩa vụ của quốc gia ven biểnvới hoạt động TKCN.

Việt Nam đã gia nhập công ước này, công ước có hiệu lực với ViệtNam từ ngày 23/6/1994;

+ Công ước quốc tế về An toàn sinh mạng con người trên biển, năm 1974 (International Convention for the Safety of Life at Sea, 1974 - SOLAS 1974).

Công ước SOLAS 1974 nhấn mạnh đến nghĩa vụ của các quốc gia venbiển phải tiến hành mọi biện pháp cần thiết từ việc giám sát ven bờ đến việctìm kiếm và cứu giúp những người đang gặp nạn hoặc cần đến sự giúp đỡ trênbiển gần bờ biển quốc gia mình cũng như việc tổ chức và duy trì TKCN trênvùng biển xa bờ Công ước cũng quy định các bi ện pháp nhằm hình thành, sửdụng và duy trì các phương tiện cứu sinh trên biển cần thiết, đủ để phát hiện

và cứu người một cách kịp thời

Việt Nam đã gia nhập công ước này, công ước có hiệu lực với ViệtNam từ ngày 18/3/1991;

+ Công ước Viễn thông Quốc tế, ITU

Điều 25 của Công ước chỉ rõ các dịch vụ về viễn thông quốc tế phải ưutiên tuyệt đối cho thông tin liên lạc liên quan đến an toàn tính mạng trên biển,trên đất liền, trên không và ngoài không gian Điều 36 cũng yêu cầu Các trạmphát sóng radio có trách nhiệm tiếp nhận, với sự ưu tiên hoàn toàn, các cuộcgọi, các thông điệp báo nạn bất kể xuất phát từ đâu

+ Công ước về Tổ chức vệ tinh TKCN COSPAS – SARSAT

Mục đích của hệ thống vệ tinh TKCN COSPAS–SARSAT là dịch vụ hỗtrợ cho TKCN trên toàn thế giới thông qua việc cung cấp kịp thời những thôngtin về vị trí của người, phương tiện bị nạn cho các tổ chức TKCN liên quan

Công ước có hiệu lực với Việt Nam từ ngày 26/06/2002

- Việt Nam cũng đã tham gia các điều ước quốc tế sau:

+ Công ước về Tổ chức Vệ tinh hàng hải quốc tế (INMARSAT-76);

+ Hiệp ước khai thác vệ tinh hàng hải quốc tế (OA IMARSAT);

+ Công ước về Hệ thống thông tin an toàn cứu nạn toàn cầu (GMDSS),

1.1.2 Các Thoả thuận quốc tế về TKCN giữa Việt Nam và các Quốc gia trong khu vực

Việt Nam cũng đã tham gia một số thỏa thuận quốc tế khác có liên quanđến nghĩa vụ đảm bảo an toàn hàng hải nói chung, TKCN nói riêng

Trong khuôn khổ hợp tác khu vực, Việt Nam đã tham gia Hiệp địnhASEAN về hỗ trợ TKCN trên không trong thảm hoạ và cứu hộ tai nạn máybay, năm 1972; Hiệp định ASEAN về hỗ trợ tìm kiếm tàu thuyền và cứungười bị nạn trong tai nạn tàu thuyền, năm 1975; Hiệp định ASEAN về quản

lý thảm hoạ và ứng phó khẩn cấp (tháng 7/2005)

- Tuyên bố ASEAN về hợp tác tìm kiếm và cứu nạn người và tàuthuyền gặp nạn trên biển được thông qua tại Hội nghị Bộ trưởng ngoại giaoASEAN ngày 25-30/01/2010 tại Hà Nội;

- Thỏa thuận giữa Chính phủ nước Cộng hòa XHCN Việt Nam vàChính phủ nước Cộng hòa Philippine về hợp tác trong lĩnh vực TKCN trênbiển ngày 26/10/2010 tại Hà Nội

- Các Hiệp định Hàng hải được Chính phủ Việt Nam ký kết với Chínhphủ ký kết với các nước trong khu vực như Malaysia, Philippine, Singapore,Indonesia, Thái Lan đều có quy định điều khoản cung cấp mọi sự giúp đỡ, hỗtrợ lẫn nhau đối với tàu của các bên bị nạn trên các vùng biển thuộc quyền tài phán của mỗi quốc gia.

- Hiệp định hợp tác nghề cá ở Vịnh Bắc bộ giữa Chính phủ nước Cộnghòa XHCN Việt Nam và Chính phủ nước Cộng hoà nhân dân Trung Hoa kýngày 25/12/2000

- Các Hiệp định hàng hải được Chính phủ Việt Nam ký kết với Chínhphủ các nước khác đều quy định điều khoản cung cấp mọi sự giúp đỡ, hỗ trợlẫn nhau đối với các tàu của các bên bị nạn trên các vùng biển thuộc quyền tàiphán của mỗi quốc gia

- Việt Nam là Thành viên của các Tổ chức quốc tế: Tổ chức Hàng hải quốc tế (IMO) và Tổ chức Hàng không quốc tế (ICAO)

1.1.3 Văn bản quy phạm pháp luật Việt Nam điều chỉnh hoạt động TKCN

Một số văn bản quy phạm pháp luật chính của Việt Nam điều chỉnh về

tổ chức, hoạt động lĩnh vực TKCN, bao gồm:

+ Bộ Luật Hàng hải Việt Nam 2015, quy định, điều chỉnh hoạt độngTKCN trên biển tại Điều 122 của Bộ Luật Trong đó quy định cụ thể về tráchnhiệm của đối tượng bị nạn, người phương tiện hoạt động gần vị trí của đốitượng bị nạn và trách nhiệm của nhà nước trong hoạt động TKCN trên biển;

+ Luật biển Việt Nam 2012: Điều 33 quy định chi tiết về “Tìm kiếm, cứu nạn và cứu hộ” trên vùng biển Việt Nam;

+ Quyết định số 06/QĐ-TTg ngày 15/01/2009 của Thủ tướng Chính phủphê duyệt kế hoạch thực hiện Công ước SAR 79 và Quyết định số 506/QĐ-

TTg ngày 04/5/2019 Phê duyệt bổ sung danh mục các nhiệm vụ triển khaithực hiện công ước quốc tế về tìm kiếm và cứu nạn hàng hải năm 1979 (côngước SAR 79) theo quyết định số 06/2009/QĐ-TTg ngày 15/01/2009 giai đoạn2019-2025;

+ Quyết định số 06/2014/QĐ-TTg ngày 20/01/2014 của Thủ tướngChính phủ ban hành Quy chế phối hợp TKCN trên biển và trong vùng nướccảng biển;

+ Nghị định số 30/2017/NĐ-CP ngày 21/3/2017 của Chính phủ quy định tổ chức và hoạt động ứng phó sự cố thiên tai và tìm kiếm, cứu nạn;

+ Nghị định 58/2017/NĐ-CP ngày 10 tháng 5 năm 2017 của Chính phủquy định chi tiết một số điều của bộ luật hàng hải Việt Nam về quản lý hoạt động hàng hải;

+ Thông tư 10/2019/TT-BGTVT ngày 11/3/2019 quy định về phòng, chống thiên tai trong lĩnh vực hàng hải

1.2 Hoạt động TKCN quốc tế

1.2.1 Khu vực TKCN theo IMO

Việc phân định ranh giới vùng TKCN không liên quan cũng như khôngảnh hưởng đến biên giới lãnh thổ giữa các quốc gia Những vùng này chỉ đượcthiết lập để đảm bảo trách nhiệm chính là công tác phối hợp TKCN Trong thực

tế, công tác TKCN không nhất thiết được chỉ định bởi một quốc gia

Trong một số trường hợp, công tác TKCN được cung cấp bởi quốc gialân cận có năng lực TKCN thích hợp nhất Nhiều vùng TKCN hàng hải trênthế giới đã đạt được thoả thận hoàn toàn giữa các quốc gia láng giềng, tuynhiên, cũng còn nhiều khu vực chưa đạt được thoả thận này IMO đã tiếnhành phân chia biển của thế giới thành 19 vùng TKCN như sau:

Hình 1.1 Phân vùng khu vực TKCN của IMO (Nguồn NP285)

- Vùng 1: Vùng biển Anh và Tây Bắc châu Âu

- Vùng 2: Vùng biển Baltic

- Vùng 3: Vùng biển Tây Bắc Đại tây dương

- Vùng 4: Vùng biển Đông Bắc Đại tây dương

- Vùng 5: Vùng biển Tây Địa trung hải

- Vùng 6: Vùng biển Đông Địa trung hải và biển Đen

- Vùng 7: Vùng biển Caribbean và Trung Mỹ

- Vùng 8: Vùng biển Đông nam Thái bình dương

- Vùng 9: Vùng biển Tây Nam Thái bình dương

- Vùng 10: Vùng biển Đông nam Đại tây dương

- Vùng 11: Vùng biển vịnh Persian

- Vùng 12: Vùng biển Tây Ấn độ dương

- Vùng 13: Vùng biển Đông Ấn độ dương

- Vùng 14: Vùng biển Đông Nam Á

- Vùng 15: Vùng biển Tây bắc Thái bình dương

- Vùng 16: Vùng biển Bắc Thái bình dương

- Vùng 17: Vùng biển Nam Thái bình dương

- Vùng 18: Vùng biển Bắc cực

- Vùng 19: Vùng biển Nam cực

& & &

mkkÅ !& & &

"& & &

+1

QbEQ; ¸ mkkÅ

)&Å

BÅ @ %¹Å

Á

Hình 1.2 Khu vực TKCN Đông Nam Á (Nguồn NP285)

Việt Nam nằm trong vùng TKCN số 14 của IMO: Khu vực TKCN Đông Nam Á

1.2.2 Tính chất toàn cầu trong hoạt động TKCN trên biển

Hoạt động TKCN trên biển là kết quả của sự hợp tác, tương trợ lẫnnhau giữa con người với con người, đã được hình thành và duy trì cùng vớilịch sử khai thác biển và cũng chính công tác TKCN là một trong những độnglực để thúc đẩy khai thác biển phát triển Ở tất cả các khu vực khác nhau trênthế giới, cách nhanh nhất và thực tế để thực hiện một cách có hiệu quả cáchoạt động TKCN là phát triển hệ thống TKCN của từng quốc gia có khả năngliên kết với các khu vực, đại dương và lục địa Vì vậy, đòi hỏi các quốc gia cóbiển phải góp phần tích cực trong việc hợp tác và phối hợp để cùng phát triển

và bao quát khu vực trách nhiệm của mình Việc nhận thức tầm quan trọngcủa hệ thống TKCN quốc gia như là một phần không thể thiếu được của hệthống TKCN toàn cầu sẽ tạo ra cách tiếp cận chung trong việc thiết lập, trang

bị và hoàn thiện hệ thống TKCN mỗi quốc gia Đó đã trở thành tiêu chí chung

để xây dựng hệ thống TKCN của các quốc gia có biển một cách đồng bộ vàhiệu quả Bất cứ một hệ thống TKCN của bất cứ một quốc gia nào đều phảiđược tổ chức nhằm thực hiện một cách có hiệu quả các chức năng sau:

+ Thu nhận và xử lý các thông tin về tai nạn, sự cố;

+ Xây dựng kế hoạch phối hợp TKCN;

+ Thực hiện các hoạt động TKCN tại hiện trường

1.2.3 Tổ chức hệ thống TKCN trên biển

IMO đã xem xét, nghiên cứu những vấn đề cụ thể liên quan đến tổ chức

hệ thống TKCN trên biển mang tính toàn cầu và đã đưa ra những đặc điểm cơbản của một Tổ chức TKCN trên biển như sau:

+ Phải có phương tiện cảnh báo, phát hiện tàu, máy bay và người bị nạnhoặc có nguy cơ bị nạn, có phương tiện chuyên dụng để thực hiện việc TKCN;

+ Trách nhiệm thực hiện công tác TKCN phải được giao cho một tổ chức

có đầy đủ thẩm quyền huy động nguồn lực của quốc gia và giải quyết mọi vấn

đề liên quan khác (SAR Coordinator – SC) Tổ chức này có trách nhiệm xâydựng một hệ thống TKCN quốc gia phù hợp với điều kiện, đặc điểm của vùnghoặc khu vực trách nhiệm TKCN (Search and Rescue Region - SRR) và sửdụng một cách có hiệu quả các nguồn lực TKCN sẵn có của quốc gia;

+ Lực lượng nòng cốt, chủ lực của cơ quan TKCN trên biển (SC) làTrung tâm phối hợp TKCN trên biển (Rescue Coordination Centre - RCC); mỗimột vùng hoặc khu vực TKCN cần có một Trung tâm phối hợp TKCN trên biển.Trung tâm này chịu trách nhiệm chính trong việc phối hợp và chỉ đạo thực hiệncác hoạt động TKCN trên biển Trong trường hợp không thể thiết lập được mốiquan hệ trực tiếp giữa RCC với các phương tiện tại một khu vực TKCN nào đóthì phải thiết lập một cơ quan trung gian gọi là Trung tâm cứu nạn khu vực(Rescue Sub-Centre - RSC) đặt dưới quyền điều hành trực tiếp của RCC

+ Đối với mỗi vụ việc TKCN cụ thể, phải chỉ định một người làm chỉhuy phối hợp nghiệp vụ (SAR Mission Coordinator - SMC)

+ SC được sử dụng các phương tiện, lực lượng từ các cơ quan, tổ chức liên quan (kể cả những lực lượng tình nguyện)

+ Phương tiện hỗ trợ chính của SC trong việc thu nhận, xử lý, kết nốithông tin liên lạc là các Đài thông tin Duyên hải (CRS) Thông tin do các Đàinày thu thập được sẽ được truyền ngay đến RCC và Trung tâm này sẽ quyếtđịnh việc hành động ứng phó

Vì cơ cấu hành chính khác nhau nên các quốc gia không thể có cùng một

mô hình thống nhất cho tổ chức TKCN trên biển Mô hình này phụ thuộc nhiềuvào các nguồn lực TKCN sẵn có, loại hình và mật độ giao thông trên biển cũngnhư đặc điểm của từng vùng, khu vực Các sơ đồ quản lý nhà nước về TKCN,

sơ đồ tổ chức nghiệp vụ phối hợp TKCN do IMO khuyến cáo xây dựng, như sau:

NHÀ NƯỚC

UBQG VỀ TKCN

Trung tâm Phối hợp TKCN trên biển

Trung tâm Phối hợp TKCN khu vực

Các nguồn lực TKCN

Hình 1.3 Sơ đồ quản lý nhà nước về TKCN (khuyến cáo của IMO)

RCC/RSC

Chỉ huy phối hợp nghiệp vụ TKCN

Chỉ huy phối hợp hiện trường

Phương tiện TKCN

Hình 1.4 Sơ đồ tổ chức nghiệp vụ phối hợp TKCN (khuyến cáo của IMO)

1.3 Tổng quan về công tác TKCN trong vùng biển Ninh Thuận - Kiên Giang và vùng biển Việt Nam

1.3.1 Đặc điểm tự nhiên, hoạt động của phương tiện ở vùng biển Việt Nam

1.3.1.1 Đặc điểm tự nhiên

Việt Nam là một quốc gia biển lớn nằm ven bờ tây Biển Đông, với dân

số sinh sống miền ven biển đạt 34 triệu người, có hoạt động kinh tế biển đadạng và phát triển Bờ biển dài hơn 3.200 km với hơn một triệu km2 mặt biển,gấp 3 lần diện tích đất liền Biển Đông là biển duy nhất nối liền hai đại dương

- Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương

Biển Đông nói chung và biển Việt Nam nói riêng là khu vực chịu nhiềuthiên tai bão, tố, biến đổi khí hậu và có nguy cơ sóng thần Trung bình hàngnăm có khoảng 8 cơn bão đổ bộ vào vùng biển và nội địa Việt Nam Băng ởhai cực đang tan chảy dẫn đến nước biển dâng; bão ngày càng xuất hiện nhiềuvới đường đi, cường độ thay đổi khó dự báo gây ra nhiều thảm họa cho hoạtđộng hàng hải Tình trạng trái đất nóng lên, động đất, núi lửa gây ra các đợtsóng thần gây thảm họa cho các quốc gia ven biển Với tất cả các yếu tố đó,tình hình tai nạn, sự cố trên biển và các nguy cơ dẫn đến tai nạn, sự cố do hoạtđộng giao thông trên biển Việt Nam cũng tăng lên [29]

a Gió trên Biển Đông

Biển Việt Nam chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của chế độ gió mùa thịnhhành, gió Đông Bắc (NE) chiếm ưu thế trong bảy tháng, từ tháng 10 đếntháng 4 Các tháng còn lại trong năm, ưu thế thuộc về gió Tây Nam (SW).Một số tháng có sự giao thoa của cả hai loại gió.[33]

Các hình 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, chỉ ra phân bố gió, tốc độ theo mùa của 4 tháng điển hình trong năm

Hình 1.5 Phân bố gió tháng 1 (Nguồn NP30)

Hình 1.6 Phân bố gió tháng 4 (Nguồn NP30)

Hình 1.7 Phân bố gió tháng 7 (Nguồn NP30)

Hình 1.8 Phân bố gió tháng 10 (Nguồn NP30)

b Dòng chảy bề mặt trên Biển Đông

Chế độ dòng chảy bề mặt và sóng biến đổi theo mùa gió trong năm, cả

về hướng chảy và cường độ Dòng chảy bề mặt trên Biển Đông chịu ảnhhưởng chủ yếu bởi gió mùa Dòng chảy chính của Biển Đông là hướng SWtrong mùa gió NE (tháng 10 đến tháng 3) và hướng dòng NE trong gió mùa

SW (tháng 5 đến tháng 8) [33]

Các hình 1.9, 1.10, 1.11, 1.12, chỉ ra các dòng chảy chiếm ưu thế, tốc

độ trung bình, và biến thiên theo mùa của 4 tháng điển hình trong năm

Hình 1.9 Dòng chảy bề mặt ưu thế tháng 1 (Nguồn NP30)

Hình 1.10 Dòng chảy bề mặt ưu thế tháng 4 (Nguồn NP30)

Hình 1.11 Dòng chảy bề mặt ưu thế tháng 7 (Nguồn NP30)

Hình 1.12 Dòng chảy bề mặt ưu thế tháng 10 (Nguồn NP30)

Đề tài KC 09-24, năm 2005 do Đinh Văn Ưu chủ trì đã xuất bản cácBản đồ dòng chảy tầng mặt mùa đông (Hình 1.13) và mùa hè (Hình 1.14) [7]

Theo Báo cáo kết quả của Đề tài này [7]: Hệ thống dòng chảy tầng mặttrong mùa đông bị chi phối chủ yếu bởi trường gió NE thịnh hành trên biểnĐông và một phần bị ảnh hưởng của hệ thống dòng chảy địa chuyển tạo nên

do các trường nhiệt độ và độ muối nước biển Đặc điểm cơ bản nhất của dòngchảy mặt trong thời kỳ này là sự hiện diện của một xoáy thuận lớn trên phạm

vi toàn bộ biển

Hình 1.13 Bản đồ dòng chảy tầng mặt mùa đông (KC 09-24)

Dòng chảy tầng mặt mùa hè (Hình 1.14) hình thành chủ yếu do gió TâyNam Về tổng thể trục chính của dòng chảy trên mặt biển hướng theo trục từTây Nam đến Đông Bắc kèm theo một hệ thống các xoáy quy mô trung bình

Hình 1.14 Bản đồ dòng chảy tầng mặt mùa hè (KC 09-24)

1.3.1.2 Hoạt động của các phương tiện trên vùng biển Việt Nam

Đối với Việt Nam, Biển Đông có vai trò then chốt trong sự nghiệp côngnghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, là khu vực nuôi sống gần 1/3 dân số cảnước với sự đa dạng về các loại hình kinh tế, giao thông trên biển, cụ thể:

- Hệ thống cảng biển Việt Nam dọc theo chiều dài đất nước với 44 cảngbiển, 239 bến cảng, hàng năm đón khoảng 120 000 lượt tàu thuyền trong vàngoài nước ra, vào làm hàng;

- Với điều kiện thuận lợi cho việc đánh bắt khai thác ngồn lợi thủy, hảisản trên diện tích khoảng 1.000.000 km2 vùng đặc quyền kinh tế trên BiểnĐông Theo Tổng cục Thuỷ sản, tính đến tháng 5/2018, tổng số tàu cá trêntoàn quốc là 108.504 tàu cá, trong đó có khoảng 38.000 tàu thuyền đánh bắt

xa bờ Thời gian khai thác thủy, hải sản hầu như quanh năm

Vùng biển Việt Nam tập trung nhiều mỏ dầu và khí đốt Các dàn khoankhai thác dầu, phương tiện, thiết bị phục vụ thăm dò, khai thác vận chuyểndầu khí rất nhộn nhịp và tập trung nhiều tại vùng biển phía Nam Điều nàytiềm ẩn nhiều nguy cơ dẫn đến tai nạn trên biển

- Mỗi ngày có khoảng 150 - 200 tàu các loại đi qua vùng biển Việt Nam

- Trên bầu trời Biển Đông, hàng ngày có hàng trăm chuyến bay dân dụng bay ngang qua vùng biển Việt Nam

1.3.1.3 Tai nạn, sự cố chủ yếu xảy ra trên vùng biển Việt Nam và vùng biển thuộc trách nhiệm Trung tâm phối hợp TKCN Hàng hải Khu vực III

Với vị trí địa lý như trên, vùng biển Việt Nam luôn tiềm ẩn nhiều nguy cơ tai nạn trên biển Trung tâm Phối hợp tìm kiếm, cứu nạn hàng hải Việt Nam

- Vietnam Maritime search and Rescue Co-ordination Center (VMRCC), thống

kê các tai nạn, sự cố chủ yếu xảy ra trên vùng biển Việt Nam như sau [29]:

Bảng 1.1 Thống kê phương tiện bị tai nạn, sự cố trên biển

TT

1 2

Cộng

Bảng 1.2 Thống kê phương tiện bị tai nạn, sự cố trên biển Vũng Tàu MRCC

TTLoại phương tiện

1 2

Hình 1.15 Số liệu tổng hợp sự cố tai nạn của Vũng Tàu MRCC và VMRCC [29]

Tai nạn, sự cố xảy ra trên vùng biển thuộc trách nhiệm Vũng Tàu MRCC và VMRCC như trên