Đang tải... (xem toàn văn)
Bài báo tập trung nghiên cứu phương pháp xác định vị trí điểm bẻ lái khi chuyển hướng tàu trong luồng lạch hẹp có ảnh hưởng của dòng chảy, từ đó xây dựng chương trình tính toán tọa độ điểm bẻ lái chuyển hướng nhằm hỗ trợ SQTC điều động tàu một cách an toàn và hiệu quả.
JMST TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ HÀNG HẢI Số - 62 (04/2020) JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY (ISSN: 1859-316X) XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN ĐIỂM BẺ LÁI CHUYỂN HƯỚNG KHI CĨ ẢNH HƯỞNG CỦA DỊNG CHẢY ESTABLISHING THE PROGRAM FOR CALCULATING THE WHEEL-OVER POINTS WHICH IS AFFECTED BY THE CURRENT NGUYỄN THÁI DƯƠNG1*, TRẦN VĂN THÀNH2 Khoa Hàng hải, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Trung tâm Cơng nghệ thơng tin, VNPT Hải Phòng *Email liên hệ: nguyenthaiduong@vimaru.edu.vn Tóm tắt Đặt vấn đề Lập tuyến hàng hải dự tính nghiệp vụ sĩ quan hàng hải công tác dẫn tàu an tồn Trong q trình tác nghiệp, sĩ quan trực ca (SQTC) cần phải xác định điểm chuyển hướng tính tốn điểm bẻ lái Qui trình tính tốn hướng dẫn Tổ chức Hàng hải quốc tế (IMO) triển khai theo Hệ thống quản lý an toàn quốc tế (ISM) Tuy nhiên, khu vực hàng hải có dòng chảy thay đổi, đặc biệt điều kiện luồng lạch hẹp việc tính tốn để đưa định bẻ lái chuyển hướng không đơn giản Bài báo tập trung nghiên cứu phương pháp xác định vị trí điểm bẻ lái chuyển hướng tàu luồng lạch hẹp có ảnh hưởng dòng chảy, từ xây dựng chương trình tính tốn tọa độ điểm bẻ lái chuyển hướng nhằm hỗ trợ SQTC điều động tàu cách an toàn hiệu Từ khóa: Kế hoạch chuyến đi, tuyến hàng hải dự tính, điểm bẻ lái chuyển hướng Lập kế hoạch chuyến nghiệp vụ hàng hải quan trọng qui định Cơng ước an tồn sinh mạng người biển (SOLAS) [1] hướng dẫn thực theo Nghị A.893(21) Tổ chức Hàng hải Quốc tế [2] Kế hoạch chuyến tính tốn dựa tuyến hàng hải dự tính an tồn kinh tế Tuyến hàng hải dự tính lập dựa hướng dẫn (lí thuyết, thực hành) IMO [3,4] Tuy nhiên, vùng nước hạn chế, khu vực luồng lạch hẹp tiềm ẩn nguy hiểm hàng hải, tuyến hàng hải dự tính cần phải thiết lập để hạn chế tối đa tai nạn, rủi ro Khi đó, SQTC phải thao tác, tính tốn thể tất thơng tin hỗ trợ an tồn hàng hải như: thiết lập vùng tránh vào (No go area), xác định điểm chuyển hướng (Alter course point - A/C), dự kiến vị trí quay lại có nguy hiểm khơng thể tiếp tục hành trình (Abort), tính tốn khu neo khẩn cấp (Emergency anchorage), xác định giới hạn an tồn (Safety margin - MOS), tính tốn vị trí phương án xác định tọa độ điểm bẻ lái chuyển hướng (Wheel over - WO), đánh dấu mục tiêu hàng hải, kẻ đường vạch dấu song song (Parallel index), hải đồ Abstract Establishing the passage plan is a basic operation of the Deck Officer in safe navigation During operation, the Officer On Watch (OOW) needs to determine the waypoint as well as calculate the wheel-over point The calculation process has been guided by the International Maritime Organization (IMO) and implemented under the International Safety Management System (ISM) However, in maritime areas with changing current flow, especially in the narrow channel, it is not simple for calculating the wheel-over point This article focuses on the method of determining the wheel-over point when altering the course of the ship in the narrow channel with the influence of the current Thence, the program of calculating the wheel-over point to support OOW maneuver the ship safely and effectively is provided Keywords: Voyage plan, passage plan, wheelover point 58 Qui trình chuyển hướng tàu biển thường diễn theo giai đoạn như: Thao tác tuyến hành trình hải đồ, tính tốn giới hạn an tồn, xác định điểm chuyển hướng (A/C); Tính tốn vị trí điểm bẻ lái chuyển hướng; Thiết lập phương án xác định thời điểm tàu tiến đến điểm WO; Tiến hành bẻ lái chuyển hướng trì quay trở an tồn tàu,… Song thực tế hàng hải, việc tuân thủ quy trình chuyển hướng tàu chưa SQTC thực triệt để Điều dẫn đến việc họ điều động tàu chuyển hướng cách chủ động, dứt khốt Đặc biệt, trường hợp có ảnh hưởng dòng chảy hay khu vực luồng lạch hẹp, hạn chế khả điều động có JMST TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ HÀNG HẢI Số - 62 (04/2020) JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY (ISSN: 1859-316X) thể xảy kiểm soát SQTC, dẫn đến tượng lệch đường, mắc cạn đâm va Trong phạm vi báo, nhóm tác giả tập trung nghiên cứu phương pháp xác định vị trí điểm bẻ lái chuyển hướng tàu luồng lạch hẹp có ảnh hưởng dòng chảy, xây dựng chương trình tính tốn tọa độ điểm bẻ lái chuyển hướng nhằm hỗ trợ SQTC dẫn tàu an toàn, hiệu Kết Thời điểm phát lệnh bẻ lái chuyển hướng điểm WO đến tâm quay tàu bắt đầu vào vòng quay trở ổn định (S) giai đoạn quan trọng định an toàn tàu thực vòng quay trở tới điểm kết thúc chuyển hướng (CT) Hình Điểm bẻ lái chuyển hướng khơng có ảnh hưởng dòng chảy Xét tam giác ADN: DA ND tan NAD WA WD Transfer tan(HT2 HT1 ) Advance DA (1) Áp dụng công thức hàng hải Mercator [5, 6]: W Hình Các yếu tố quay trở chuyển hướng tàu Khi lập tuyến hàng hải dự tính, SQTC phải lựa chọn điểm chuyển hướng (A/C), dự tính góc bẻ lái (𝞱) xác định điểm bẻ lái (WO) dựa yếu tố [3, 4]: - Điều kiện xếp hàng tàu (đầy hàng, vơi hàng chạy ballast,… ); - Giá trị hiệu số hướng hướng hướng tiếp theo; - Khoảng cách tới điểm nguy hiểm gần nhất; - Tốc độ tàu quay trở; - Độ sâu đáy biển Sau phân tích thơng tin này, tiến hành tính tốn xác định yếu tố vòng quay trở tàu: bán kính quay trở (R), khoảng dịch chuyển ngang (transfer) khoảng dịch chuyển dọc (advance) tương ứng với góc bẻ lái dự kiến (𝞱) từ biểu đồ bảng tính vòng quay trở tương ứng Giả sử tàu chuyển hướng từ HT1 → HT2 điểm chuyển hướng A/C (Hình 2) Dựng đường thẳng song song cách HT1 đoạn khoảng dịch chuyển ngang (transfer), đường thẳng vừa dựng cắt hướng HT2 N Từ N hạ đường thẳng vuông góc với HT1, cắt HT1 D Đặt ngược hướng HT1 đoạn DW khoảng dịch chuyển dọc (advance) A AP A A WA.sin AWP A WA.sin( HT2 1800 ) W A A A (2) WA.cos WA P WA.cos(1800 HT1 ) (3) W thu điểm bẻ lái chuyển hướng mong muốn Xác định điểm bẻ lái chuyển hướng có ảnh hưởng dòng chảy Trong điều kiện khơng có dòng chảy, tàu chuyển hướng HT1 → HT2 điểm bẻ lái chuyển hướng W kết thúc quay trở C Tuy nhiên, ảnh hưởng dòng chảy (hướng HN, vận tốc VN) tàu bị dạt tới vị trí C2 (Hình 3) [7] Độ dạt CC2 tính: CC2 ≈ VN t (4) Trong đó: Thời gian quay trở: t ( HT2 HT1 ) (5) T ωT: vận tốc góc quay trở Từ W kẻ đường thẳng song song ngược hướng nước HN, đặt đoạn WN = VN t Qua điểm N, kẻ đường song song với hướng thật HT2 cắt HT1 O 59 JMST TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ HÀNG HẢI Số - 62 (04/2020) JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY (ISSN: 1859-316X) - Hướng HT1 hướng cần chuyển tới HT2 - Tọa độ điểm chuyển hướng A/C ( - A , A ), Hướng nước (HN) vận tốc nước (VN), Khoảng dịch chuyển dọc (advance), Khoảng dịch chuyển ngang (transfer), Vận tốc góc quay trở (ωT), Điều kiện xếp hàng, Góc bẻ lái dự kiến (𝞱) Dữ liệu ra: Hình Điểm bẻ lái chuyển hướng có ảnh hưởng dòng chảy - Tọa độ điểm bẻ lái chuyển hướng khơng có ảnh hưởng dòng chảy ( Xét tam giác WON , áp dụng hàm sin: sin WN WON sin WO WNO.sin WN WON hưởng dòng chảy ( WO WON WNO W W HT2 HN W ), HT1 1800 HT2 WO.sin( HT1 , O ) (7) 4.2 Thử nghiệm chương trình với tàu hàng: MV DIEN DIEN 05 (8) OK HN ) O - Khoảng cách hiệu chỉnh vị trí điểm bẻ lái chuyển hướng (W→O) WO.sin OWK W W (6) Áp dụng công thức hàng hải Mercator [5, 6]: O , - Tọa độ điểm bẻ lái chuyển hướng khơng có ảnh sin WO WNO Với: W (9) Thơng số tàu - Loại tàu: Trọng tải: Dung tích toàn phần: Vận tốc tối đa: Chiều dài: Chiều rộng: Mớn nước mùa hè: Tàu hàng bách hóa; 6500T; 4089; 15,2 kts; 102,79 m; 17 m; 6,95 m; Dữ liệu vào O W W W WO.cos OWK WO.cos(HT1 HN ) (10) Khi đó, O thu điểm bẻ lái chuyển hướng có tính đến ảnh hưởng dòng chảy Xây dựng chương trình tính tốn tọa độ điểm bẻ lái chuyển hướng có ảnh hưởng dòng chảy 4.1 Bài tốn tính tọa độ điểm (WO) Từ phương pháp công thức thiết lập Mục 3, Chương trình tính tốn điểm bẻ lái chuyển hướng tàu có ảnh hưởng dòng chảy xây dựng Dữ liệu vào: 60 - Hướng HT1: 2700; - Hướng cần chuyển tới HT2: 323,750; - Tọa độ điểm chuyển hướng A/C: 20041’6N, 107059’5E; - Hướng nước (HN): 2360; - Vận tốc nước (VN): 2,0kts (dòng triều thời điểm chuyển hướng); - Khoảng dịch chuyển dọc (advance): 0,55NM; - Khoảng dịch chuyển ngang (transfer): 0,12NM; - Vận tốc góc quay trở (ωT) : 22 độ/phút; - Điều kiện xếp hàng: Đầy tải (mớn mũi 6,7m, mớn lái 7,2m); - Góc bẻ lái dự kiến (𝞱): 200; Dữ liệu - Tọa độ điểm bẻ lái chuyển hướng (W): 20041’6N, 107057’85E; - Tọa độ điểm bẻ lái chuyển hướng (O): 20015’0N, 108059’35E; JMST TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ HÀNG HẢI Số - 62 (04/2020) JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND TECHNOLOGY (ISSN: 1859-316X) - Khoảng hiệu chỉnh (W → O): 0,15 NM; Kết tính tốn thử nghiệm chương trình Bảng 1: Bảng Tính tốn điểm bẻ lái chuyển hướng cho tàu MV DIEM DIEN 05 INPUT OUTPUT HT1 270 Hn 236 φW 20015,0 HT2 323075 VN 02 λW 108025, φA 20041’6 Adv 0,55 φO 20015,0 λA 107059’5 Tra 0,12 λO 108025, ωT 22 𝛩 20 W-O 0,22 Trên sỏ kết tính tốn điểm bẻ lái chuyển hướng (O) có ảnh hưởng dòng chảy, vị ví điểm (O) có phương vị khoảng cách tới phao đầu luồng (HP0) là: 1580 - 0,4 hải lý Điều động thử nghiệm theo kết tính tốn, bẻ lái 200 phải vị trí (O), tàu kết thúc quay trở có hướng thật 3240 (lái thẳng theo hướng la bàn 3240), kiểm tra theo hướng chập tiêu, vị trí nằm tim luồng Lạch Huyện (Hình 4) động, dứt khốt, chí kiểm sốt làm cho tàu bị lệch đường, mắc cạn đâm va Nhằm giải hạn chế này, hệ công thức tính tốn vị trí điểm bẻ lái chuyển hướng tàu có ảnh hưởng dòng chảy đề xuất Trên sở đó, chương trình xác định tọa độ khoảng dịch chuyển điểm bẻ lái chuyển hướng tàu có ảnh hưởng dòng chảy xây dựng đưa vào thử nghiệm làm công cụ huấn luyện tham khảo hữu ích cho SQTC điều động tàu chuyển hướng an toàn, hiệu Bài báo công bố phần kết nghiên cứu đề tài thạc sĩ: “Xây dựng hệ chuyên gia hỗ trợ Sĩ quan điều khiển tàu biển định chuyển hướng tàu theo thời gian thực” TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] IMO The International Convention for the Safety of Life at Sea (Solas consolididated 2019) [2] IMO Resolution A 893 (21) Guidelines for Voyage Planning, 1999 [3] IMO Passge planning principles, 2006 [4] IMO Pasge planning practice, 2006 [5] UK Admiralty manual of navigation London her majesty’s stationery office, 1987 [6] Nguyễn Thái Dương Ảnh hưởng độ biến dạng phép chiếu hải đồ Mercator tới công tác dẫn tàu an tồn Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải, Số 60 (11/2019) [7] Nguyễn Thái Dương, Phạm Kỳ Quang, Nguyễn Phùng Hưng Giáo trình Địa văn hàng hải NXB Giao thông vận tải, 2012 Ngày nhận bài: Ngày nhận sửa: Ngày duyệt đăng: 10/02/2020 03/03/2020 11/03/2020 Hình Thử nghiệm chuyển hướng tàu MV DIEM DIEN 05 vào luồng Lạch Huyện Kết luận Tuyến hàng hải dự tính lập dựa hướng dẫn IMO Tuy nhiên, vùng nước hạn chế, khu vực luồng lạch hẹp tiềm ẩn nguy hiểm hàng hải Bên cạnh đó, hàng hải việc tuân thủ quy trình chuyển hướng tàu chưa SQTC thực triệt để Điều dẫn đến việc họ điều động tàu chuyển hướng cách chủ 61 ... (10) Khi đó, O thu điểm bẻ lái chuyển hướng có tính đến ảnh hưởng dòng chảy Xây dựng chương trình tính tốn tọa độ điểm bẻ lái chuyển hướng có ảnh hưởng dòng chảy 4.1 Bài tốn tính tọa độ điểm. .. thức tính tốn vị trí điểm bẻ lái chuyển hướng tàu có ảnh hưởng dòng chảy đề xuất Trên sở đó, chương trình xác định tọa độ khoảng dịch chuyển điểm bẻ lái chuyển hướng tàu có ảnh hưởng dòng chảy xây. .. Điều kiện xếp hàng, Góc bẻ lái dự kiến (