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.

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.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.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.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.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.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.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.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.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.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.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.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.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.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH XÂY DỰNG MƠ 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: PGS.TS Nguyễn Văn Thư PGS.TS Lê Quốc Tiến Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH XÂY DỰNG MƠ 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: PGS.TS Nguyễn Văn Thư PGS.TS Lê Quốc Tiến Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận án ―Xây dựng Mơ hình đánh giá rủi ro tai nạn đâm va cảng biển Vũng Tàu, ứng dụng phòng ngừa tai nạn hỗ trợ công tác cải tạo, nâng cấp luồng hàng hải‖ cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng tơi, khơng có phần nội dung chép cách bất hợp pháp từ cơng trình nghiên cứu tác giả khác Số liệu tài liệu Luận án trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu khoa học khác Tất tham khảo kế thừa trích dẫn tham chiếu đầy đủ Tp Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng năm 2022 Nghiên cứu sinh Lê Văn Thức ii 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 chấp thuận tạo điều kiện để nghiên cứu sinh thực Luận án Nghiên cứu sinh xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến Thầy giáo hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Văn Thư, nguyên Hiệu trưởng Trường Đại học Giao thơng vận tải Thành phố Hồ Chí Minh; PGS TS Lê Quốc Tiến, nguyên Phó Hiệu trưởng Trường Đại học Hàng hải Việt Nam; đến thầy giáo cho ý kiến phản biện, góp ý: PGS TS Nguyễn Xuân Phương, Hiệu trưởng Trường Đại học Giao thơng 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 thầy giáo thành viên 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 sở …đã hỗ trợ tiếp cận kiến thức khoa học; xây dựng, khai thác Phần mềm tương thích giúp đỡ nghiên cứu sinh làm sáng tỏ vấn đề liên quan, qua có hướng nghiên cứu trọng tâm nhằm hoàn thành nội dung Luận án Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc người thân u gia đình, bạn bè, đồng nghiệp ln động viên, khuyến khích, giúp đỡ để nghiên cứu sinh hồn thành Luận án Tp Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng năm 2022 Nghiên cứu sinh Lê Văn Thức iv TĨM TẮT Cảng biển Vũng Tàu có vai trò cảng biển ―cửa ngõ‖ Việt Nam theo Quyết định số 1579/QĐ-TTg ngày 22/9/2021 Thủ tướng Chính phủ Cảng biển Vũng Tàu phân loại cảng biển đặc biệt; cảng biển có mật độ tàu thuyền hoạt động lớn Việt Nam số liệu thực tế cho thấy: số vụ tai nạn hàng hải tần suất tai nạn đâm va khu vực cao nước Tại Quy định 13, Chương Công ước SOLAS 74, yêu cầu Chính phủ thành viên có trách nhiệm kiểm sốt giao thơng hàng hải mức độ rủi ro hàng hải khu vực tàu hoạt động; mức độ rủi ro vượt qua giới hạn an tồn phải cung cấp cơng cụ kiểm sốt rủi ro phù hợp hay biện pháp hỗ trợ hành hải (nếu thực được) cho cá nhân, tàu thuyền liên quan Vì vậy, với vai trị Quốc gia thành viên Công ước, đồng thời lưu lượng giao thông nguy tai nạn đâm va cao cảng biển Vũng Tàu, cần nghiên cứu, xác định Mơ hình hay cơng cụ phù hợp đánh giá ―định lượng‖ nguy tai nạn hàng hải cảng biển Vũng Tàu hay cảng biển quan trọng khác Việt Nam Tuy nhiên, giới có nhiều mơ hình đánh giá rủi ro hàng hải luồng vùng nước hạn chế nghiên cứu, áp dụng, mơ hình khơng thích hợp để áp dụng Cảng biển Vũng Tàu Xuất phát từ u cầu thực tiễn, địi hỏi phải có cơng cụ - phương thức quản lý an toàn đặc thù tương thích cảng biển đặc biệt khu vực nguy tai nạn cao nên yêu cầu nghiên cứu, xây dựng ―Mơ hình đánh giá rủi ro tai nạn đâm va cảng biển Vũng Tàu‖ nhằm ứng dụng, đưa giải pháp giảm thiểu rủi ro, tăng cường biện pháp bảo đảm an toàn hàng hải có ý nghĩa quan trọng cấp thiết Từ kết điều tra, phân tích nguyên nhân gây tai nạn đâm va cảng biển Vũng Tàu, nghiên cứu sinh nhận thấy chủ yếu yếu tố: yếu tố tác động Dòng chảy; yếu tố tác động Gió; yếu tố nguy đâm va tàu hành trình đối hướng; yếu tố nguy đâm va tàu hành trình cắt hướng cuối Yếu tố người (con người nguyên nhân chiếm tỷ lệ cao nhất, 80%) Mặt khác qua nghiên cứu, ngồi việc khơng thích hợp để ứng dụng cảng biển Vũng Tàu mơ hình đánh giá rủi ro hàng hải thông dụng giới chưa đánh giá đầy đủ yếu tố người, 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 cảng biển Vũng Tàu, qua xây dựng mơ hình toán đánh giá mức độ rủi ro đâm va sử dụng mơ hình AHP kết hợp với phương pháp chuyên gia để xác định, đánh giá trọng số yếu tố ảnh hưởng đến rủi ro đâm va, kết hợp ứng dụng ngơn ngữ lập trình C++ … để xây dựng Phần mềm Mô nhanh đánh giá định lượng rủi ro Hơn nữa, nhận thức mà tính mờ (yếu tố người) đặc điểm chung vấn đề liên quan đến toán định, nghiên cứu sinh lựa chọn thêm phương pháp phân tích, đánh giá rủi ro đâm va dựa Logic mờ, từ xây dựng mơ Matlab (Matrix Laboratory) để xác định bổ sung phương pháp cho phép người định diễn đạt tính xấp xỉ gần yếu tố đầu vào sử dụng số mờ dựa vào mô Matlab để tiến hành kiểm chứng, đánh giá kết thơng qua 11 tình điều động tránh va quan trắc, thống kê thực tế - phần mềm cho kết phù hợp với thực tế Kết nghiên cứu cho thấy, Mơ hình đánh giá rủi ro đâm va phù hợp có khả cao đưa vào ứng dụng thực tế cảng biển Vũng Tàu v 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 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 vi MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii TÓM TẮT iv MỤC LỤC vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .viii DANH MỤC HÌNH ẢNH ix DANH MỤC BẢNG BIỂU xiv MỞ ĐẦU .1 Lý chọn Đề tài Cơ sở khoa học .2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn Điểm khoa học Luận án Mục tiêu Luận án Nội dung nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG PHÂN TÍCH MỘT SỐ MƠ HÌNH ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐÂM VA TRÊN THẾ GIỚI 1.1 Mơ hình PAWSA 1.2 Mơ hình IWRAP 1.3 Mơ hình ES 12 1.4 Mơ hình PARK 16 1.5 Kết luận 18 C HƯƠNG TỔNG HỢP, PHÂN TÍCH DỮ LIỆU HÀNG HẢI TẠI KHU VỰC CẢNG BIỂN VŨNG TÀU 19 2.1 Tổng hợp, phân tích liệu tàu thuyền qua cảng biển Vũng Tàu 19 2.2 Thống kê, phân tích liệu khí tượng, thủy văn 44 2.3 Đặc điểm địa lý, kỹ thuật tuyến luồng 50 2.4 Kết luận 52 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH TỐN ĐÁNH GIÁ RỦI RO ĐÂM VA 54 3.1 Khái qt chung mơ hình toán .54 3.1.1 Đối tượng mục tiêu xây dựng mơ hình tốn .54 vii 3.1.2 Một số phương pháp xây dựng mơ hình 54 3.1.3 Phương pháp nghiên cứu xây dựng mô hình Luận án 58 3.2 Các yếu tố gây tai nạn hàng hải cảng biển Vũng Tàu 55 3.2.1 Tổng quan nguyên nhân tai nạn hàng hải .58 3.2.2 Thống kê, phân tích loại, đối tượng, khu vực tình tai nạn .56 3.2.3 Phân tích, đánh giá chi tiết vụ tai nạn đâm va 603 3.3 Xây dựng mô hình tốn đánh giá rủi ro đâm va 66 3.3.1 Sơ lược thuật toán đánh giá rủi ro đâm va giới 69 3.3.2 Xây dựng biểu thức toán đánh giá rủi ro cảng biển Vũng Tàu 68 3.4 Kiểm định giá trị hệ số mơ hình 74 3.5 Kết luận 78 C HƯƠNG THẨM ĐỊNH MƠ HÌNH TỐN 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 yếu tố gây nguy đâm va cảng biển 80 4.1.2 Tính giá trị trung bình yếu tố theo ý kiến chuyên gia 77 4.1.3 Tính trọng số 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 quán 88 4.1.6 Đánh giá kết 87 4.2 Xây dựng phần mềm Mô nhanh (Fast Time Simulation) 87 4.2.1 Lựa chọn sử dụng ngơn ngữ lập trình xây dựng phần mềm .87 4.2.2 Dữ liệu đầu vào phần mềm .90 4.2.3 Đánh giá chung liệu đầu vào 93 4.2.4 Phương pháp tìm hệ số an toàn yếu tố ảnh hưởng: 98 4.2.5 Kết đầu phần mềm 99 4.2.6 Kiểm nghiệm, đánh giá mức độ xác Phần mềm mô nhanh ………………………………………………………………………… 104 4.3 Ứng dụng Phần mềm mơ nhanh cơng tác phịng ngừa tai nạn đâm va hỗ trợ công tác cải tạo, nâng cấp luồng hàng hải 108 4.4 Kết luận 110 C HƯƠNG ĐÁNH GIÁ RỦI RO DỰA TRÊN LOGIC MỜ VÀ XÂY DỰNG MƠ PHỎNG HÀM TỐN MỜ TRÊN MATLAB .112 viii 5.1 Sự cần thiết bổ sung phương pháp đánh giá rủi ro đâm va dựa Logic mờ tổng quan Matlab 112 5.2 Xây dựng, đánh giá yếu tố gây nguy đâm va dựa Logic mờ qua Matlab .113 5.2.1 Yếu tố nguy tai nạn từ tác động dòng chảy 113 5.2.2 Yếu tố nguy tai nạn từ tác động gió 116 5.2.3 Yếu tố nguy tai nạn điều động tàu chạy đối hướng 117 5.2.4 Yếu tố nguy tai nạn điều động tàu chạy cắt hướng 121 5.2.5 Yếu tố nguy tai nạn từ nhân tố người (xây dựng lý thuyết mờ) 122 5.3 Sơ đồ tổng quát Matlab đánh giá rủi ro đâm va 130 5.3.1 Mã nguồn Matlab 130 5.3.2 Sơ đồ tổng quát 130 5.4 Kiểm chứng, đánh giá tình Matlab 131 5.4.1 Trích xuất, thống kê liệu hàng hải tàu liên quan đến 11 tình tránh va thực tế 131 5.4.2 Kết chạy mô Matlab 133 5.5 Kết luận 134 KẾT LUẬN, HẠN CHẾ VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 135 Kết luận 135 1.1 Về lý thuyết 135 1.2 Về thực tiễn 135 Hạn chế Hướng nghiên cứu 136 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ .138 Tạp chí khoa học, kỷ yếu: 138 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 ix PHỤ LỤC 3: CÁCH NHẬP DỮ LIỆU VÀO SPSS 177 PHỤ LỤC 4: TỔNG HỢP DỮ LIỆU 11 TÌNH HUỐNG TRÁNH VA THỰC TẾ180 PHỤ LỤC MÃ NGUỒN TRONG MATLAB 192 PHỤ LỤC 6: HÌNH ẢNH THẢO LUẬN NHĨM CHUN ĐỀ 194 PHỤ LỤC 7: ĐĨA, MÃ NGUỒN VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG 195