Giải pháp kỹ thuật công nghệ đã áp dụng trong nghiên cứu và thực hiện đưa tàu trọng tải siêu lớn (tàu container 18.000 TEU) vào cảng khu vực Cái Mép

CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN THIẾT KẾ CẢNG - KỸ THUẬT BIỂN (PORTCOAST) Tham luận: Giải pháp kỹ thuật công nghệ áp dụng nghiên cứu thực đưa tàu trọng tải siêu lớn (tàu container 18.000 TEU) vào cảng khu vực Cái Mép Phạm Anh Tuấn, Đinh Mạnh Cường Tóm tắt: Xu phát triển cỡ tàu vận tải biển quốc tế năm qua cho thấy kích thước đội tàu vận tải container ngày gia tăng cách đáng kể, cỡ tàu vận tải tuyến quốc tế ngày to rộng Xu tạo áp lực lớn luồng hàng hải hệ thống hỗ trợ để đón nhận tàu siêu lớn cách an toàn Tại Việt Nam, luồng tàu có điều kiện thuận lợi để đón tàu siêu lớn khơng nhiều, tuyến luồng vào hệ thống cảng Cái Mép – Thị Vải tuyến luồng có điều kiện tự nhiên thuận lợi bậc có khả đón cỡ tàu vận tải container siêu lớn nói Tuy nhiên, tuyến luồng thiết kế nạo vét trì quy mơ để đón tàu trọng tải tới 8.000TEU vào khu vực Cái Mép, thời gian vừa qua nghiên cứu đưa đón thành cơng cỡ tàu 14.000TEU vào cảng CMIT Vì vậy, đặt yêu cầu đón tàu siêu lớn 18.000TEU, vấn đề cần giải để làm rõ khả đón tàu an tồn với quy mơ luồng hữu là: giới hạn điều kiện môi trường thuỷ triều, sóng, gió dịng chảy; điều kiện giới hạn hành hải như: mớn nước, tốc độ hàng hải cho phép, kinh nghiệm hoa tiêu; biện pháp hỗ trợ an toàn khác từ hệ thống VTS phương tiện hộ tống, bảo vệ, điều tiết giao thông luồng Tham luận tóm lược giải pháp kỹ thuật cơng nghệ thực q trình chuẩn bị để đón tàu container 18.000TEU vào cảng CMIT hệ thống cảng nước sâu Cái Mép – Thị Vải, mở triển vọng phát triển cảng trung chuyển container cho khu vực Giới thiệu Theo số liệu thống kê Cục Hàng hải Việt Nam, Cảng vụ Hàng Hải Tp Hồ Chí Minh, Vũng Tàu, Đồng Nai cảng Bình Dương; Sản lượng hàng hóa thơng qua cảng q cảnh (hàng cảnh thống kê hàng cảnh chở tàu biển qua luồng & vào cảng biển Nhóm 5, hàng hóa khơng xếp dỡ cảng biển Nhóm 5) cảng biển Nhóm giai đoạn 2011-2016 đạt mức tăng trưởng bình qn 9,05%/năm Trong tốc độ tăng trưởng hàng qua cảng đạt khoảng 9,89%/năm, riêng container tăng trưởng 12,15%/năm Teu 12,25%/năm Theo Đề án rà soát quy hoạch chi tiết tháng 6/2017, cảng biển Nhóm thơng qua lượng hàng hóa thời điểm quy hoạch sau: khoảng từ 225,5 đến 238,3 triệu vào năm 2020; khoảng từ 285,3 đến 315,8 triệu vào năm 2025; khoảng từ 358,5 đến 411,5 triệu vào năm 2030 Trong đó, riêng hàng cơng-ten-nơ là: khoảng từ 10,58 đến 11,08 triệu TEU vào năm 2020; khoảng từ 14,18 đến 15,75 triệu TEU vào năm 2025; khoảng từ 18,95 đến 21,48 triệu TEU vào năm 2030 Về cỡ tàu, dựa trạng tàu vào khu bến cảng kết hợp với điều kiện luồng vào cảng, Đề án dự báo cỡ tàu vào khu vực Vũng Tàu, Cái Mép cỡ tàu container đạt đến trơng tải 160.000DWT ÷ 200.000DWT (14,000TEU đến 18,000TEU) Đối vll Mission Bridge - FMB) Viện Cơ sở giáo dục nghiên cứu cho ngành vận tải biển, logistic, giao thông phát triển công nghiệp (STC Group) Hà Lan Hệ thống mô buồng lái STC-Group/SAAR, Hà Lan chế tạo gồm 04 buồng lái với gần 200 mơ hình tàu biển, phương tiện thủy tích hợp hồn tồn chứng nhận tổ chức đăng kiểm DNV Na Uy Về phương diện toán học, phương trình tính tốn cân động lực mơ hình Real time tương tự mơ hình Fast time, nhiên mơ Real time cho phép tương tác hoa tiêu trực tiếp trình điều động tàu quan sát khung cảnh xung quanh theo khơng gian chiều Mơ hình cho phép xây dựng kịch với tính tránh nhau, giao thơng giao cắt, tầm nhìn hạn chế, trợ giúp hệ thống VTS a) Hệ thống thiết bị mô Sử dụng 02 mơ buồng lái tích hợp hồn tồn: - Buồng lái Alpha: tầm nhìn 225° - Buồng lái Bravo: tầm nhìn 135° CƠNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN THIẾT KẾ CẢNG - KỸ THUẬT BIỂN (PORTCOAST CONSULTANT CORPORATION) 8/12 Buồng lái Alpha Các thiết bị hàng hải tích hợp: - Máy lái (chế độ tay, tự động, lái cần lái cố) - Hệ động lực: chân vịt thông thường, chân vịt mũi chân vịt lái - GPS - Máy đo sâu - Tốc độ kế - Thiết bị nhận dạng tự động (AIS) - Radar/APRPA - Hải đồ điện tử ECDIS (02/buồng lái) - Bàn hải đồ hải đồ giấy - Hệ thống đèn hành trình Quang cảnh buồng lái mô - Hệ thống âm hiệu - Các thiết bị báo đặc tính điều động tàu - Hệ thống thông tin liên lạc (VHF cố định, VHF cầm tay) - Tàu lai b) Mơ hình tàu mơ Tàu container 18,000 TEU xây dựng để áp dụng cho hệ thống mô buồng lái (Diomedea) trung tâm mô UT-STC thành phố Hồ Chí Minh Thơng số mơ hình tàu mơ tả sau: Loại tàu Trọng tải, T Lượng giản nước, T Chiều dài toàn bộ, m Chiều rộng, m Mớn nước, m Số máy Tổng công xuất trục, kW Số chân vịt sau Số chân vịt mũi Tổng công suất chân vịt mũi, kW Triple-E, 18,000TEU 194,000 257,000 399 59 15 64,000 2 5,000 CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN THIẾT KẾ CẢNG - KỸ THUẬT BIỂN (PORTCOAST CONSULTANT CORPORATION) 9/12 Hình dạng tàu container Triple - E c) Tàu lai dắt: Đề xuất sử dụng loại tàu lai sau: - Tàu lai 1: 4750 bhp / 52 ton BP - Tàu lai 2: 4930bhp/65 ton BP - Tàu lai 3: 5000 bhp / 57 ton BP e) Kịch mô - 16 hoạt cảnh tiêu biểu thiết kế cho công tác đánh giá - Điều kiện ngoại cảnh: Tầm nhìn bình thường; Tầm nhìn hạn chế sương mù, mưa lớn, ban đêm - Tình điều động: Từ phao số “0” đến CMIT ngược lại; Cập cầu trực tiếp quay trở - cập cầu; Rời cầu khởi hành; Rời cầu – quay trở Các trường hợp cập cầu, rời cầu sử dụng tàu lai - Độ sâu luồng tối thiểu: 14.0 m - Chân hoa tiêu tối thiểu: 1.5 m - Mớn nước tàu lớn nhất: 15 m - Tốc độ tối đa: đoạn luồng Vũng Tàu: 12 hải lý; đoạn luồng Cái Mép: hải lý - Dòng chảy: thời điểm triều lên triều xuống; tốc độ dòng thấp nhất: hải lý; tốc độ dòng luồng Vũng Tàu: max 2.5 hải lý; tốc độ dòng luồng Cái Mép: 1.5 hải lý; - Gió: cấp gió lớn đạt cấp đến (Beaufort); hướng gió: Đơng Tây Nam f) Chuyên gia vận hành, đánh giá, dẫn tàu: Các thuyền trưởng trung tâm UT-STC Hoa tiêu Vũng tàu Hoa tiêu khu vực g) Kết mô Công tác mô cho 16 tình thực từ ngày 24 đến ngày 28/11/2016 trung tâm UT-STC, TP Hồ Chí Minh Từ ngày 29 đến 30/11/2016, công tác đánh giá thức thực với tham dự Chủ cảng, Chủ tàu, Cảng vụ, Hoa tiêu, BĐATHH, Tư vấn Nhìn chung, kết chạy mơ 16 kịch cho thấy việc điều động vào luồng cập/rời cảng CMIT khả thi phương án, kế hoạch điều động, kinh nghiệm dẫn tàu, sử dụng tàu lai phù hợp với phối hợp hoa tiêu, thuyền trưởng, tàu lai, VTS tàu hộ tống cần thiết - Trong trường hợp tàu hành trình luồng vào luồng, hai tình kết hợp dịng triều lên & gió Tây Nam dịng triều xuống & gió Đơng mạnh làm giảm đáng kể khả ăn lái chân vịt gây khó khăn điều động tàu Để đảm bảo khả ăn lái, nên trì tốc độ từ 10 knots – 12 knots - Trong trình hành trình luồng từ phao số “0” đến cảng CMIT, điều kiện gió lên đến cấp Beaufort, việc điều động tàu tốc độ thấp knots khó khăn, đặc biệt khúc cong từ phao “11” & “12” đến phao “17” & “18” Khuyến cáo không nên dẫn tàu vào cập cầu CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN THIẾT KẾ CẢNG - KỸ THUẬT BIỂN (PORTCOAST CONSULTANT CORPORATION) 10/12 điều kiện gió cấp beaufort - Tại vũng quay trở Gò Gia điều kiện dòng lên 1.2 – 1.5 hải lý, tàu có khuynh hướng dạt mạnh Để giảm tác động gây dạt dòng, hướng quay trở phải phù hợp với hướng dòng chảy - Kết đánh giá ghi nhận tàu lai đề xuất đủ để hỗ trợ tàu quay trở cập rời cầu với phương án quay trở thích hợp Quang cảnh buồng lái đơn vị tham gia thực kiểm tra Kết vệt chạy tàu điển hình mơ FMB CƠNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN THIẾT KẾ CẢNG - KỸ THUẬT BIỂN (PORTCOAST CONSULTANT CORPORATION) 11/12 Kết luận Việc áp dụng công nghệ mơ chạy tàu đại hữu ích việc tính tốn thiết kế luồng, quy hoạch cảng thiết lập phương án điều động tàu Với việc áp dụng kết hợp mơ hình Fast time Real time mô chạy tàu 18,000TEU luồng Cái Mép - Thị Vải giúp cho Cơ quan quản lý, Chủ đầu tư, Tư vấn, Hoa tiêu có thơng tin cần thiết, làm sở cho việc việc định thử nghiệm thực tế đưa đón tàu 18,000TEU vào cảng CMIT an toàn, làm tiền đề cho việc đưa đón thường xuyên cỡ tàu vào khu vực, mở triển vọng trung chuyển container cho khu vực Cái Mép Sự kết hợp hai phương pháp mô mô kỹ thuật Fast time máy tính mơ Real time buồng lái ảo giúp cho công tác kiểm tra đánh giá chuẩn tắc luồng tiết kiệm nhiều thời gian kinh phí thực Kỹ thuật mơ Fast time máy tính có ưu điểm chi phí thấp, thực tương đối nhanh, đánh giá tổng quát ứng xử tàu kiểu lái tàu tự động, phù hợp để xác định ban đầu điều kiện giới hạn môi trường điều kiện hành hải, làm sở để xác định kịch cần thiết mô Real time buồng lái ảo, tiết kiệm đáng kể thời gian kinh phí thực so với thực tồn Real time Trong số trường hợp không phức tạp, sử dụng kết Fast time để kết luận mà không cần dùng đến Real time Kỹ thuật mô Real time buồng lái ảo có ưu điểm đánh giá tình huống, diễn biến điều động tàu có yếu tố ảnh hưởng người trình điều động tàu Kỹ thuật đánh giá hiệu hỗ trợ hệ thống phao tiêu, VTS, công tác hỗ trợ điều tiết giao thông kết hợp đào tạo hoa tiêu làm quen với buồng lái loại tàu tình xử lý luồng Tuy nhiên, kỹ thuật đòi hỏi cao kinh phí thời gian thực yêu cầu có tham gia hoa tiêu chuyên nghiệp Các kết công tác mơ q trình chuẩn bị giúp cho Kỹ sư Tư vấn, Chủ tàu, Chủ cảng, quan chức đánh giá xác định điều kiện giới hạn để điều động tàu tuyến luồng điều kiện khó khăn thời tiết, tình uy hiếp an tồn hàng hải phương tiện khác chạy luồng, biện pháp xử lý tình nguy hiểm xuất trình điều động tàu Tài liệu tham khảo [1] PIANC – Harbour Approach Channels Design Guidelines, 2014 [2] Recommendations for the Design of the Maritime Configuration of Ports, Approach Channels and Harbour Basins, Spain, 2007 [3] Fast-time simulation program for ship manoeuvring, SHIPMA manual, MARIN [4] STC’s Full Mission Bridge Simulator Centre, Recent Developments, Applications and Future Trends (Part I) [5] Nghiên cứu tổng thể toàn diện tuyến luồng tàu biển Cái Mép – Thị Vải, Portcoast, 2016 [6] Đề án rà soát quy hoạch chi tiết nhóm cảng biển đơng nam đến năm 2020, định hướng đến năm 2030, Portcoast, 2017 [7] Nghiên cứu phương án BĐATHH cho tàu container 18,000TEU vào, rời cảng CMIT, Portcoast, 2016 [8] Nghiên cứu tính khả thi tiếp nhận tàu contaner 18,000TEU cập cảng CMIT mơ buồng lái, UT-STC, 2016 CƠNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN THIẾT KẾ CẢNG - KỸ THUẬT BIỂN (PORTCOAST CONSULTANT CORPORATION) 12/12 ... định thử nghiệm thực tế đưa đón tàu 18,000TEU vào cảng CMIT an tồn, làm tiền đề cho việc đưa đón thường xuyên cỡ tàu vào khu vực, mở triển vọng trung chuyển container cho khu vực Cái Mép Sự kết hợp... Portcoast, 2017 [7] Nghiên cứu phương án BĐATHH cho tàu container 18,000TEU vào, rời cảng CMIT, Portcoast, 2016 [8] Nghiên cứu tính khả thi tiếp nhận tàu contaner 18,000TEU cập cảng CMIT mơ buồng... 5,000 CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN THIẾT KẾ CẢNG - KỸ THUẬT BIỂN (PORTCOAST CONSULTANT CORPORATION) 9/12 Hình dạng tàu container Triple - E c) Tàu lai dắt: Đề xuất sử dụng loại tàu lai sau: - Tàu lai