Để giúp cho ngư dân trong đánh bắt xa bờ tránh việc vi phạm hải phận quốc gia khác ThS. Lê Văn Luân và cộng sự ở Trung tâm phát triển công nghệ cao (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) đã chế tạo thiết bị giám sát hành trình tàu cá đa chức năng, chi phí thấp nhưng vẫn hiệu quả.

Nhóm nghiên cứu lắp đặt thử nghiệm thiết bị trên tàu cá của ngư dân ở Hải Phòng.

Thiết bị này đã được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích vào năm 2019.

Những ai quan tâm đến tình hình khai thác hải sản và đời sống ngư dân hẳn đều biết câu chuyện Việt Nam bị Liên minh châu Âu (EU) phạt thẻ vàng do các tàu cá vi phạm hải phận các quốc gia khác vào cuối năm 2017. Những lô hàng xuất khẩu thủy sản của Việt Nam sang EU bị kiểm tra chặt chẽ, tốn nhiều thời gian và chi phí hơn. Nếu tình trạng này không thay đổi thì rất có thể, Việt Nam phải đối mặt với nguy cơ bị nâng mức phạt thẻ đỏ - phạt cấm xuất khẩu thủy sản sang các nước EU. Cách duy nhất để gỡ thẻ vàng là lắp đặt các thiết bị giám sát hành trình cho các tàu cá đánh bắt xa bờ của Việt Nam.

Nhận thấy nhu cầu này, ngay từ năm 2016, ThS. Lê Văn Luân và cộng sự ở Trung tâm phát triển công nghệ cao, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam đã bắt tay vào chế tạo thiết bị giám sát hành trình tàu cá tích hợp nhiều chức năng. “Mục tiêu của chúng tôi là phát triển hệ thống định vị và giám sát tàu cá có nhiều chức năng, mức chi phí duy trì vận hành thấp nhưng vẫn đảm bảo hiệu quả”, anh nói về mong muốn của nhóm nghiên cứu.

Giải bài toán công nghệ sóng tần số cao

Về bản chất, các thiết bị giám sát hành trình cho tàu cá mà nhiều quốc gia phát triển trên thế giới đang sử dụng tương tự như thiết bị giám sát hành trình cho các phương tiện đường bộ. Do trên biển không có sóng wifi, các thiết bị này đều sử dụng sóng HF (sóng tần số cao, nằm trong khoảng 3-30 MHz) hoặc sóng vệ tinh để kết nối với trung tâm quản lý trên bờ. Ngoài kiểm soát phạm vi đánh bắt, thiết bị này còn có chức năng báo khẩn cấp hoặc hiển thị các thông tin về thời tiết để ngư dân có thể ứng phó với thời tiết nguy hiểm.

Ở Việt Nam, việc ứng dụng thiết bị giám sát hành trình cho tàu cá không phải là vấn đề mới nhắc đến. Năm 2010, Bộ NN&PTNT đã có một số dự án hỗ trợ ngư dân lắp đặt các thiết bị giám sát VX-1700 của Nhật và Movimar của Pháp nhưng kết quả không như mong đợi: một số ngư dân muốn tự do khai thác nên tắt thiết bị; một số phản ánh thiết bị Movimar phức tạp, khó sử dụng, ít chức năng còn thiết bị VX-1700 sử dụng sóng HF dễ bị nhiễu, chất lượng truyền tin hạn chế. Vì thế, dù có bị xử phạt thì ngư dân vẫn muốn gỡ bỏ các thiết bị này.

Chi Cục Thủy sản Hải Phòng thử nghiệm hệ thống giám sát tàu cá cho ngư dân.

Như vậy, muốn ngư dân sử dụng thiết bị giám sát hành trình thì thiết bị ắt hẳn phải giải quyết được những tồn tại này. Bằng cách đặt mình vào chính vị trí của họ, ThS. Lê Văn Luân dành nhiều thời gian suy nghĩ để tìm ra giải pháp. “Tôi phát hiện ra một điều là ngư dân đã phải bỏ tiền mua một thiết bị như ‘hộp đen’, lắp lên chẳng biết là cái gì, thấy không hữu dụng lắm, lại nghe tên là ‘giám sát’ nên thường không thấy thoải mái”, anh nói. “Hơn nữa nếu thiết bị sử dụng công nghệ vệ tinh, mỗi tháng họ sẽ mất thêm vài trăm nghìn cước phí, với nước ngoài chẳng là gì nhưng với mình thực sự là vấn đề không nhỏ”.

Nắm bắt được tâm lý trên, ThS. Lê Văn Luân đã quyết định phát triển thiết bị giám sát hành trình tàu cá sử dụng công nghệ HF tích hợp nhiều chức năng. Công nghệ này cho phép tận dụng thiết bị thông tin liên lạc bộ đàm HF/VHF sẵn có trên tàu và hệ thống trạm bờ ở các địa phương, nên bước đầu có thể tiết kiệm được chi phí lắp đặt, cước phí dịch vụ. “Ngoài ra chúng tôi còn tích hợp nhiều chức năng khác để thiết bị này không chỉ thuần túy là giám sát”, anh cho biết.

Giải quyết “nhiều trong một” như vậy là một cách làm khó, trước hết là sóng HF dễ bị nhiễu và băng tần hẹp nên tốc độ truyền dữ liệu thấp. Vì công nghệ này phức tạp nên nhiều doanh nghiệp trong nước như VNPT, Viettel, Vishipel... phát triển sản phẩm tương tự sử dụng công nghệ vệ tinh. Ngay cả những “ông lớn” trong ngành viễn thông cũng không đầu tư vào công nghệ này, liệu lựa chọn của ThS. Lê Văn Luân có phải là một điều mạo hiểm? “Nếu thuần túy ở góc độ doanh nghiệp, sẽ ít đơn vị phát triển vì nó không hiệu quả cao về mặt lợi nhuận. Dưới góc độ nhà khoa học, chúng tôi có điều kiện tập trung nguồn lực để nghiên cứu một sản phẩm như vậy hơn”, anh giải thích.

Với tính mới và khả năng ứng dụng cao, thiết bị giám sát hành trình tàu cá của ThS. Lê Văn Luân và các cộng sự đã được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích vào năm 2019. Sau khi sản phẩm vượt qua các quy trình kiểm định kỹ thuật, Trung tâm phát triển công nghệ cao cũng ký thỏa thuận hợp tác với công ty cổ phần Techno Việt Nam Corporation để triển khai sản xuất và đưa sản phẩm ra thị trường.

Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực cơ điện tử, việc giải quyết bài toán chống nhiễu và hạn chế băng tần không phải là vấn đề khó khăn với ThS. Lê Văn Luân và các cộng sự. “Điểm mấu chốt để khắc phục hạn chế của công nghệ HF nằm ở phần mềm tích hợp trên thiết bị. Chúng tôi đã sử dụng các thuật toán lọc tín hiệu số, thuật toán bù trừ chuyển động,... để lập trình phần mềm, sao cho chất lượng truyền dữ liệu đạt mức tối ưu nhất có thể”, anh nói.

Sau hơn 2 năm nghiên cứu, nhóm tác giả đã chế tạo thành công thiết bị giám sát tàu cá có thể tích hợp với bộ đàm trên tàu. Khi tàu di chuyển, thiết bị sẽ tự động ghi lại tọa độ vị trí tàu vào bộ nhớ sau mỗi khoảng thời gian đặt trước (10-20-30 phút). Vị trí tọa độ này cũng được truyền về trung tâm quản lý, điều hành thông qua thiết bị bộ đàm HF/VHF theo định kỳ hoặc khi có yêu cầu từ đất liền. Điều thú vị nhất là trong trường hợp tàu đi ra khỏi ngư trường đã đăng ký hoặc đường ranh giới trên biển, thiết bị sẽ tự động cảnh báo cho ngư dân.

Ngoài ra, thiết bị này còn được tích hợp nhiều tính năng khác: lưu “nhật ký” giúp ngư dân có thể ghi lại toàn bộ hoạt động đánh bắt của chuyến đi biển; đánh dấu ngư trường tiềm năng; nhắn tin và quay số giúp gọi điện trực tiếp vào mạng điện thoại cố định và di động trên đất liền; tự động cảnh báo với cơ quan quản lý trong trường hợp khẩn cấp hoặc khi thiết bị bị hư hỏng, gặp nạn (thiên tai, cướp biển,...). Kết quả thử nghiệm tại đảo Bạch Long Vĩ cho thấy dữ liệu truyền qua thiết bị ổn định và ít bị nhiễu.

Quá trình thử nghiệm trong thực tế không chỉ chứng minh hiệu quả của thiết bị mà còn giúp ThS. Lê Văn Luân tối ưu sản phẩm. “Việc thử nghiệm giúp chúng tôi nhận được ý kiến phản hồi của ngư dân, có những vấn đề trong phòng thí nghiệm mình không thể nào nhận thấy được. Từ những thứ đơn giản nhất như độ dài dây điện của thiết bị khoảng bao nhiêu là phù hợp, mình làm 5m nhưng thực tế phải là 6m mới hợp lý, hoặc phải lắp đặt như thế nào để thiết bị không bị những phương tiện viễn thông khác trên tàu ảnh hưởng”, anh nói.

Chủ động đăng ký bảo hộ quyền SHTT

Với những đặc tính riêng có như vậy, thiết bị giám sát hành trình tàu cá của ThS. Lê Văn Luân đã được cấp văn bằng bảo hộ quyền sở hữu trí tuệ (SHTT) và được doanh nghiệp đón nhận để hợp tác sản xuất. Vào lúc tưởng như đã đảm bảo đầu ra nhưng “sóng gió” vẫn còn đến với thiết bị giám sát hành trình tàu cá của ThS. Lê Văn Luân. Nguyên nhân là vì thiết bị giám sát tàu cá công nghệ HF cần sử dụng hệ thống trạm bờ (trạm giám sát hoạt động tàu cá trên biển đặt ở trên bờ, có chức năng liên lạc, trao đổi thông tin với các tàu cá; tiếp nhận, lưu trữ tín hiệu thông tin, vị trí tọa độ của các tàu cá) nên cần sự cho phép của các cơ quan quản lý trạm bờ ở các địa phương. Sau thời gian dài chờ đợi, đến nay sản phẩm này vẫn chưa được chấp thuận. “Các địa phương cũng ủng hộ chúng tôi nhưng họ chưa thể quyết định ngay vì việc sử dụng trạm bờ liên quan đến vấn đề an ninh quốc phòng”, anh giải thích. Khó khăn về thủ tục khiến các nhà khoa học vốn quen giải quyết các bài toán kỹ thuật như ThS. Lê Văn Luân gặp không ít bối rối: “Vấn đề kỹ thuật có thể thức trắng đêm để làm nhưng cái này là từ nguyên nhân khách quan, mình không thể làm gì được”.

Nhưng phải chờ đợi đến bao giờ? Làm thế nào để thiết bị này có thể ra ngoài thực tế, mang lại lợi ích cho ngư dân? Những suy nghĩ trên đã thúc đẩy ThS. Lê Văn Luân và các cộng sự chủ động thay đổi sản phẩm, chuyển sang công nghệ vệ tinh để phù hợp với hoàn cảnh. “Công nghệ vệ tinh dễ hơn rất nhiều nên phát triển các sản phẩm này rất nhanh”, anh cho biết.

Để cạnh tranh với các sản phẩm tương tự trên thị trường, nhóm nghiên cứu cũng thiết kế sản phẩm theo 2 model: VHK-SL có màn hình và VHK-S không có màn hình, cần kết nối với điện thoại để hiển thị thông tin nên sẽ có giá thành rẻ hơn. Ngoài ra, ThS. Lê Văn Luân cũng phát triển nhiều tính năng mới cho thiết bị: theo dõi nhiệt độ trong các hầm bảo quản, kiểm soát lượng tiêu thụ xăng dầu, ứng dụng đặt mua trực tuyến các loại cá đã đánh bắt được,... “Nếu không đi theo tàu cá, chủ tàu ở nhà cũng có thể biết được hoạt động của tàu ngoài khơi, đánh bắt được bao nhiêu cá, những loại cá gì để bán trước cho các đơn vị đặt hàng”, anh nói.

Mặc dù sự linh hoạt và chủ động đã giúp ThS. Lê Văn Luân đưa thiết bị giám sát tàu cá VHK-SL và VHK-S sử dụng công nghệ vệ tinh ra ngoài thị trường thành công song với anh, đây chỉ là bước lùi tạm thời. “Hiện tại chưa có cơ hội ứng dụng nhưng công nghệ HF chắc chắn là điểm mấu chốt để giảm chi phí cho ngư dân. Bởi vậy, chúng tôi vẫn thiết kế sản phẩm có khả năng tích hợp HF trong tương lai. Nếu sau này mọi thứ ổn định, ngư dân chỉ cần mua thêm module HF rất nhỏ gọn, chỉ bằng hộp thuốc lá, cắm jack kết nối với thiết bị giám sát hành trình tàu cá sẵn có là xong”, anh nói.

NASATI