8. Phương pháp nghiên cứu
4.2. Xây dựng phần mềm Mô phỏng nhanh (Fast Time Simulation)
4.2.4. Phương pháp tìm hệ số an toàn của các yếu tố ảnh hưởng
Phần mềm dựa vào dữ liệu môi trường và dữ liệu chuyên gia để tính ra hệ số K trung bình.
Dựa vào dữ liệu môi trường, phần mềm lấy ra các tình huống giao thông cụ thể. Từ các tình huống giao thông cụ thể này, đối chiếu với bảng dữ liệu chuyên gia, phần mềm tính ra các giá trị K thành phần đối với từng yếu tố: dòng, gió, cắt hướng, đối hướng; từ các giá trị K này, phần mềm tính ra K trung bình.
Các bước cụ thể như sau:
1) Dựa vào dữ liệu AIS, ta có được loại tàu, chiều dài tàu, thời gian, vị trí của tàu, hướng di chuyển, vận tốc của tàu và xác định được tàu đang ở khu vực nào, đang di chuyển vào cảng hay ra biển.
2) Từ thời gian và vị trí của tàu, tra bảng dữ liệu dòng, biết được vận tốc và hướng dòng chảy. Từ 4 số liệu: vị trí tàu, hướng di chuyển của tàu, vận tốc dòng chảy, hướng dòng chảy, đối chiếu tiếp với bảng hệ số an toàn về dòng, ta có được giá trị .
3) Từ thời gian và vị trí của tàu, tra bảng dữ liệu gió, biết được vận tốc gió và hướng gió. Từ 4 số liệu: vị trí tàu, hướng di chuyển của tàu, vận tốc gió, hướng gió, đối chiếu tiếp với bảng hệ số an toàn về gió, ta có được giá trị
.
4) Từ vị trí và hướng di chuyển của 2 tàu, bằng toán lượng giác, xác định được khoảng cách giữa 2 tàu, và góc mạn của tàu chủ đến tàu mục tiêu. Như vậy, từ các giá trị: góc mạn, khoảng cách, vận tốc, loại tàu - đối chiếu với bảng hệ số an toàn của tàu di chuyển cắt hướng, ta có được giá trị .
5) Từ vị trí và hướng di chuyển của 2 tàu, bằng toán lượng giác, xác định được vận tốc tương đối của 2 tàu, và khoảng cách chính ngang của 2 tàu tại thời điểm qua nhau. Như vậy, từ các số liệu: loại tàu, chiều dài tàu, vị trí tàu, khoảng
định mà ta lựa chọn.
a) Giao diện phần mềm
Hình 4.15. Giao diện phần mềm
- Ở bên phía bên trái của phần mềm là giao diện sử dụng ở mục Name là tên của tàu cần tính, xác định hệ số an toàn (K) và tên của tàu mục tiêu; để sử dụng ta chọn vào dấu mũi tên và chọn tên tàu chủ mà người dùng quan tâm.
- Ở đây hiển thị thông tin của 2 tàu, nhóm bên trái hiển thị thông tin của tàu chủ, bên phải là thông tin của tàu mục tiêu; các thông tin trên bao gồm Hướng, Hướng mũi tàu, Phương vị, Khoảng cách giữa 2 tàu, Vận tốc, CPA, TCPA.
- Phía dưới mục hiển thị thông tin tàu là hiển thị thông tin các hệ số (factor), trong đó:
Hệ số ảnh hưởng của dòng
+ Vị trí tàu => Xác định khu vực.
Hệ số ảnh hưởng của tình huống Cắt hướng (CPA≤ 0) + Tàu chủ: Vận tốc của tàu chủ (<8; 8-10; >10) (knots);
+ Tàu mục tiêu:
* Loại tàu mục tiêu (tàu cá, tàu sông, đoàn lai kéo, tàu biển);
* Vận tốc của tàu mục tiêu (<8; 8-10; >10) (knots);
+ Khoảng cách từ tàu chủ đến tàu mục tiêu (<1L; 1-2L; ≥2L);
+ Góc mạn (phải/ trái) từ tàu chủ đến tàu mục tiêu (45; 90).
Hệ số ảnh hưởng của tình huống đối hướng
*Tàu chủ: Chiều dài (<100; 100-150; 150-200; ≥200) (m)
** Vị trí tàu chủ => (trên từng Khu vực mang số hiệu: Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6 đã được phân vùng)
* Tàu mục tiêu: Loại tàu mục tiêu (tàu cá, tàu sông; đoàn lai kéo; tàu biển).
* Khoảng cách chính ngang giữa tàu chủ với tàu mục tiêu (<50; 50- 100; 100-200) (m)
- Các chế độ hiện thị tàu trên hải đồ
+ Detailed label: Hiển thị thông tin chi tiết của từng tàu khi người dùng di chuột vào chính tàu đó.
Hình 4.16. Hiển thị thông tin chi tiết của tàu thu nhận từ AIS
Hình 4.17. Tên tàu đang hoạt động trong khu vực lựa chọn
+ Selected vessels labels: Chỉ hiển thị tên tàu được chọn trong mục Ship Name.
- Bộ thời gian của hệ thống.
Trong đó Start time là thời gian là thời điểm bắt đầu nhận tín hiệu AIS để tính toán hệ số K, Interval là số (giây); cổng vào Start time để xác định thời điểm kế tiếp ta thực hiện tính toán hệ số K và vẽ lại vị trí các tàu trên bản đồ.
Để khởi động chạy hệ thống, người dùng bỏ dấu ở nút Pause.
b) Dữ liệu phần mềm
Hình 4.18. Thanh công cụ thể hiện bộ dữ liệu phầm mềm
Trong đó bao gồm các thông tin tàu, các hệ số,... mà ta tính được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu của chương trình Phần mềm.
Tại các biểu mẫu này, có thể chỉnh sữa các dữ liệu đang được lưu trữ hoặc tải lại từ các file text bằng cách ấn vào nút ở phía dưới góc bên phải của chương trình.
c. Tính hệ số an toàn K
Phần mềm mô phỏng nhanh cho phép người sử dụng được quyền lựa chọn tính năng để tính K, cụ thể: Tính năng cho phép hiển thị ―giá trị‖ Hệ số rủi ro K1, K2, K3, K4, K5 cho ―từng yếu tố‖ trong 5 yếu tố chính tác động lên con tàu, tức hiển thị ―giá trị‖ K1 (Yếu tố gió); ―giá trị‖ K2 (Yếu tố dòng); ―giá trị‖ K3 (Yếu tố đối hướng); ―giá trị‖ K4 (Yếu tố cắt hướng); ―giá trị‖ K5 (Yếu tố con người). Và, tính năng cho phép hiển thị ―giá trị‖ Hệ số rủi ro trung bình (K) cho cả 5 yếu tố chính tác động lên con tàu. Một số thao tác cơ bản như sau:
- Cho phần mềm chạy mô phỏng dựa trên thông tin AIS thu được của các tàu sau đó lưu trữ thông tin đó vào cơ sở dữ liệu.
- Ở giao diện chính của phần mềm có nút Tính K trung bình hay Ki cho từng yếu tố ảnh hưởng (gió, dòng ..) và khi ấn vào nút này phần mềm sẽ hiện lên 1 form khác là K calculator trong đó:
Hình 4.20. Các chức năng lựa chọn
Hình 4.21. Giá trị K của từng tàu đang hoạt động trên giao diện
Hình 4.22. Sơ đồ hiển thị mức độ rủi ro đâm va trên luồng
- Ý nghĩa của việc thiết lập bản đồ K của phần mềm để người dùng có thể đánh giá và có được góc nhìn tổng quan về khu vực mà mình đánh giá; nhìn vào bản đồ ta có thể thấy được với phương pháp tính hệ số rủi ro (K) những vị trí
Ki của các tàu chạy qua vùng nước đó trong khoảng thời gian nghiên cứu.
- Sau khi xác định được giá trị K trung bình, chương trình sẽ vẽ ra sơ đồ đánh giá rủi ro của vùng nước nghiên cứu dựa trên bảng màu (16 phổ màu, từ xanh lá cây hiển thị cho mức độ an toàn cao nhất đến màu đỏ tươi hiển thị mức độ rủi ro cao nhất). Bảng màu được xây dựng theo nguyên tắc: màu đỏ tương ứng với ô có giá trị K trung bình nhỏ nhất (rủi ro cao nhất) màu xanh lá cây tương ứng với ô có giá trị K trung bình lớn nhất (rủi ro thấp nhất).