Trên thế giới có nhiều hãng tàu đã sử dụng Internet vạn vật (IoT) để giám sát vị trí, năng lượng và độ ô nhiễm của tàu trong lĩnh vực hàng hải theo thời gian thực. Một số công ty tàu thủy tại Nhật Bản, Hàn Quốc hay Trung Quốc đã áp dụng công nghệ IoT để quản lý tàu như giám sát nhiên liệu tiêu thụ trên tàu và hành trình của tàu đã nâng cao được hiệu quả khai thác tàu. Cùng với nhu cầu kinh doanh ngày càng tăng, để có tầm nhìn tốt hơn về hoạt động trên biển khiến IoT trở thành hướng đầu tư công nghệ tự nhiên được lựa chọn cho các chủ tàu và nhà khai thác trên toàn thế giới.

Tại Việt Nam, công nghệ IoT mới chỉ đang áp dụng cho dân dụng và một số ngành công nghiệp trên bờ để quản lý và giám sát năng lượng điện tiêu thụ. Hiện nay, sự phát triển mạnh mẽ của IoT, xu thế sử dụng thiết bị thông minh áp dụng trong các căn nhà thông minh đang được ưa chuộng, với những tính năng tiện ích như: điều khiển các thiết bị điện trong ngôi nhà từ xa trên điện thoại, máy tính hay bằng chính giọng nói, giúp nâng cao chất lượng cuộc sống, tiết kiệm điện năng, an toàn cho người dùng. Trong nước hiện chưa có nghiên cứu nào về việc quản lý và giám sát sử dụng năng lượng tàu thủy bằng công nghệ IoT. Trên thực tế, các công ty tàu thủy chỉ giám sát nhiên liệu tiêu thụ của tàu thông qua lượng dầu tiêu thụ được báo cáo theo ngày, còn việc sử dụng nhiên liệu có hiệu quả hay không thì hầu hết các chủ tàu đều không thể kiểm soát được. Từ thực tế trên, năm 2021, nhóm nghiên cứu của PGS. TS. Trần Hồng Hà tại Trường ĐH Hàng Hải Việt Nam đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống quản lý và giám sát lượng nhiên liệu trong các két sử dụng công nghệ Radar phục vụ công tác thu thập và báo cáo tiêu thụ nhiên liệu trên tàu biển”.

Mục tiêu của đề tài là đánh giá tình hình triển khai việc thu thập, báo cáo tiêu thụ nhiên liệu trên tàu biển; nghiên cứu thiết kế mô hình đo và giám sát nhiên liệu trong két bằng cảm biến radar sử dụng công nghệ IoT theo thời gian thực; nghiên cứu và thử nghiệm cụ thể trên mô hình giám sát lượng nhiên liệu bằng cảm biến radar tại phòng thí nghiệm động lực tàu biển và tàu Sao Biển, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam; và ứng dụng công nghệ IoT để thiết kế và chế tạo hệ thống quản lý và giám sát nhiên liệu trên tàu biển, góp phần thực hiện chiến lược sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả của quốc gia và quốc tế.

Đề tài đã phân tích, đánh giá nhiên liệu trong két ở các mức khác nhau và mức độ nghiêng lắc khác nhau của két. Hiện nay, các quốc gia trên thế giới đều đang rất quan tâm đến lượng nhiên liệu tiêu thụ trên các phương tiện di chuyển nói chung và tàu thủy nói riêng để đánh giá được khả năng ô nhiễm không khí do các phương tiện này gây ra. Đi đầu trong việc triển khai các biện pháp giám sát nhiên liệu tiêu thụ trên tàu thủy là các quốc gia thuộc liên minh Châu Âu (EU). Tại Việt Nam, một loạt các văn bản pháp lý quy định, quản lý, báo cáo, cũng như hướng dẫn thu thập thông tin về năng lượng tiêu từ tàu thủy đã được triển khai nhằm đáp ứng các yêu cầu của Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO). Đồng thời, nhóm nghiên cứu đã xây dựng cơ sở cho hệ thống tự động thu thập, quản lý, báo cáo nhiên liệu tiêu thụ trên tàu thủy nhằm đánh giá hiệu quả sử dụng nhiên liệu và khả năng phát thải chất gây ô nhiễm không khí trong hoạt động hàng hải. Dựa trên việc nghiên cứu các phương pháp đo, các phương pháp phân tích đánh giá và các công nghệ mà các hãng lớn trên thế giới đang áp dụng, hệ thống đảm bảo đạt hiệu quả cao, phù hợp với nhu cầu của các công ty tàu thủy Việt Nam cũng như đáp ứng các yêu cầu của IMO và các cơ quan có thẩm quyền.

Các nghiên cứu trong chế tạo, lựa chọn vật liệu đã đạt được kết quả tốt khi hệ thống hoạt động an toàn, đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật. Kết quả thử nghiệm thực tế trên phòng thí nghiệm cũng như trên tàu thủy đã chứng minh độ tin cậy cũng như tính ổn định của hệ thống. Ngoài đáp ứng các yêu cầu cơ bản về báo cáo định kỳ cho các cơ quan có thẩm quyền, hệ thống còn bổ sung thêm các chức năng mở rộng như: gửi báo cáo theo biểu mẫu riêng của người khai thác tàu, ghi nhật ký tự động, hiển thị tuyến hành trình của tàu trên bản đồ số, trích xuất và tự động vẽ biểu đồ năng lượng tiêu thụ.

Hệ thống tự động thu thập, quản lý, báo cáo nhiên do nhóm tác giả thiết kế, chế tạo đã thử nghiệm thành công, tuân thủ theo các tiêu chuẩn của IMO. Điều này mang lại ý nghĩa thực tiễn lớn, thể hiện năng lực làm chủ công nghệ kỹ thuật, hướng tới việc thương mại hóa phẩm với giá thành thấp hơn so với sản phẩm cùng loại trên thế giới. Ngoài lợi ích về mặt kinh tế, đề án còn có ý nghĩa lớn về mặt góp phần vào nhiệm vụ thống kê tiêu thụ nhiên liệu trong hoạt động hàng hải của IMO, làm tiền đề cho việc đánh giá toàn diện lượng phát thải các chất gây ô nhiễm không khí từ các phương tiện vận tải trên thế giới.

Sản phẩm của đề án đã được thử nghiệm và các tất cả các thông số thử nghiệm đều đáp ứng tiêu chuẩn của IMO. Mặt khác, hệ thống có giá thành chế tạo phù hợp với điều kiện Việt Nam nên có thể được chấp nhận trên thị trường Việt Nam, tháo gỡ những khó khăn cho các doanh nghiệp vận tải biển trong nước có thể sở hữu được hệ thống, không phải nhập ngoại gây tốn kém rất lớn. Hệ thống hoàn toàn phù hợp với việc lắp đặt trên các tàu thủy tổng dung tích từ 5000 GT trở lên tự hành bằng động cơ hoạt động tuyến quốc tế. Mặc khác, hệ thống cũng có thể phù hợp lắp đặt trên nhiều loại tàu có kích thước nhỏ hơn. Do được chế tạo theo các mô đun độc lập, hệ thống có thể tuỳ chỉnh kích thước cảm biến, giảm tải một số chức năng mở rộng để phù hợp cho tàu kích thước nhỏ.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 20266/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

N.P.D (NASATI)