Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết này trình bày nghiên cứu ứng dụng lý thuyết toán tối ưu trong xây dựng mô hình toán, giải thuật và lập trình giải bài toán quy hoạch xác định số lượng và cơ cấu tối ưu của đội tàu khai thác thủy sản Việt Nam nhằm đạt được hàm mục tiêu về lợi nhuận là cao nhất trong các điều kiện ràng buộc về kinh tế, kỹ thuật và ngư trường với mục đích đảm bảo sự phát triển bền vững cho một nghề cá cụ thể.
Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 2(4):213-221 Bài Nghiên cứu Open Access Full Text Article Ứng dụng quy hoạch toán học quy hoạch tối ưu đội tàu khai thác thủy sản Việt Nam Trần Gia Thái* TÓM TẮT Use your smartphone to scan this QR code and download this article Đội tàu khai thác thủy sản Việt Nam phát triển cách tự phát, thiếu quy hoạch kiểm soát nên gây tác động xấu đến hiệu hoạt động đội tàu, đặc biệt gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn lợi Do vấn đề quy hoạch tối ưu đội tàu khai thác, quan quản lý nghề cá nước ta đặt từ lâu đến chưa có lời giải thích hợp lý tính chất phức tạp toán, mặt lý thuyết thực tiễn Bài báo trình bày nghiên cứu ứng dụng lý thuyết toán tối ưu xây dựng mơ hình tốn, giải thuật lập trình giải toán quy hoạch xác định số lượng cấu tối ưu đội tàu khai thác thủy sản Việt Nam nhằm đạt hàm mục tiêu lợi nhuận cao điều kiện ràng buộc kinh tế, kỹ thuật ngư trường với mục đích đảm bảo phát triển bền vững cho nghề cá cụ thể Nghiên cứu ứng dụng cho đội tàu khai thác thủy sản tỉnh Ninh Thuận để rút kết cụ thể số lượng cấu tối ưu đội tàu khai thác địa phương theo nhóm cơng suất, nghề nghiệp khu vực đánh bắt Kết cho thấy phù hợp tốt mơ hình quy hoạch tốn học với thực tế, giảm đội tàu công suất nhỏ đánh ven bờ tăng đội tàu công suất lớn đánh xa bờ Từ khoá: giải thuật di truyền, quy hoạch đội tàu khai thác, quy hoạch toán học, tỉnh Ninh Thuận GIỚI THIỆU Khoa Kỹ thuật Giao thông, Trường Đại học Nha Trang Liên hệ Trần Gia Thái, Khoa Kỹ thuật Giao thông, Trường Đại học Nha Trang Email: thaitg@ntu.edu.vn Lịch sử • Ngày nhận: 12/01/2018 • Ngày chấp nhận: 21/12/2018 • Ngày đăng: 31/12/2019 DOI : 10.32508/stdjet.v2i4.675 Bản quyền © ĐHQG Tp.HCM Đây báo cơng bố mở phát hành theo điều khoản the Creative Commons Attribution 4.0 International license Với bờ biển dài gần 3.000 km, nguồn tài nguyên biển phong phú, đa dạng nên ngành thủy sản nói chung đội tàu khai thác nói riêng có vai trị quan trọng đất nước Tuy đội tàu khai thác nước ta yếu kém, với đa số tàu nhỏ, thiết bị thô sơ thiếu đồng bộ, phương thức bảo quản lạc hậu, tỷ lệ thất thoát sau thu hoạch đến (20 – 30)% Đặc biệt, thiếu quy hoạch kiểm soát quan quản lý nên đội tàu khai thác phát triển tự phát, cấu chưa hợp lý dẫn đến số lượng tàu đánh bắt vượt nhiều so với trữ lượng có làm nguồn lợi hải sản, vùng ven bờ bị khai thác mức làm suy giảm cạn kiệt nguồn lợi nhiều năm qua Các nghề ảnh hưởng lớn nguồn lợi lưới kéo, pha xúc… chiếm tỉ lệ lớn trữ lượng không đáp ứng làm nguồn lợi suất đánh bắt giảm, cần nghiên cứu mơ hình quy hoạch tối ưu đội tàu để tránh tình trạng lực khai thác thừa thiếu bảo vệ nguồn lợi để đảm bảo phát triển ổn định bền vững cho nghề cá cụ thể Bài toán quy hoạch đội tàu khai thác, quan quản lý nghề cá nước ta đặt từ lâu chưa có lời giải thỏa đáng phức tạp lý thuyết thực tiễn Ở nước phát triển, toán giải thực tế áp dụng cho đội tàu khai thác nước ta với quy mô sản xuất nhỏ lẻ, lạc hậu sở hữu tư nhân Do nghiên cứu có liên quan đến mơ hình quy hoạch đội tàu khai thác nước ta dựa số liệu thống kê mang tính chất định tính, chưa dựa sở khoa học 1,3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nội dung quy hoạch đội tàu khai thác thủy sản xác định số lượng (quy mô đội tàu) tối ưu dựa sở xác định cấu hợp lý đội tàu, tức phân bố số lượng tàu theo nghề, công suất, ngư trường, mùa vụ phù hợp với ghề cá cụ thể, đảm bảo lợi nhuận thu tàu đánh bắt cao điều kiện ràng buộc mặt kinh tế, kỹ thuật nguồn lợi nhằm phát triển bền vững nghề cá xét 2,3 Về mặt phương pháp, toán giải dựa sở ứng dụng lý thuyết tốn tối ưu để xây dựng mơ hình tốn, với giá trị hàm mục tiêu điều kiện ràng buộc phù hợp thực tế đội tàu khai thác thủy sản nước ta nay, từ xây dựng giải thuật lập trình giải tốn tìm lời giải tối ưu tốn số lượng cấu nghề đội tàu khai thác Mơ hình tốn quy hoạch đội tàu khai thác Việt Nam Tương tự toán tối ưu tổng quát, toán quy hoạch tối ưu đội tàu khai thác gồm thành phần Trích dẫn báo này: Thái T G Ứng dụng quy hoạch toán học quy hoạch tối ưu đội tàu khai thác thủy sản Việt Nam Sci Tech Dev J - Eng Tech.; 2(4):213-221 213 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 2(4):213-221 liệu đầu vào (kể biến quết định), hàm mục tiêu, điều kiện ràng buộc Đối với toán quy hoạch tối ưu đội tàu khai thác thủy sản, thành phần nêu xác định sau Các liệu đầu vào Với toán quy hoạch tối ưu đội tàu khai thác thủy sản, liệu đầu vào mô hình chia thành nhóm thơng số sau Các số mơ hình Chỉ số mơ hình thông số đầu vào quan trọng, gồm yếu tố tác động đến hoạt động đội tàu Thực tế cho thấy, hoạt động đội tàu khai thác thủy sản phụ thuộc vào yếu tố bao gồm đội tàu (nghề nghiệp) (i), nhóm cơng suất (j), loài đánh bắt (s), loài mục tiêu (k), ngư trường đánh bắt (l) mùa vụ khai thác (m), cụ thể sau - Đội tàu (i) tập hợp tàu có kích thước cấu trúc gần giống nhau; sử dụng ngư cụ kỹ thuật khai thác; hoạt động ngư trường đánh bắt đối tượng Do đội tàu nước ta gồm tàu làm nhiều nghề khác nên việc phân theo nghề cần thiết xây dựng mô hình quy hoạch đội tàu khai thác - Phân nhóm cơng suất (j) đưa vào mơ thơng số để đánh giá kích cỡ tàu Theo quy định nước ta nay, đội tàu khai thác thủy sản chia 06 nhóm cơng suất: < 20 CV, (20 – 49) CV, (50 – 89) CV, (90 – 249) CV, (250 – 399) CV, ≥ 400 CV - Lồi mục tiêu (k) đối tượng đánh bắt đội tàu khai thác, xác định số mơ hình việc chọn loài mục tiêu chiến lược đánh bắt ngư dân Lồi (s) tập hợp cá thể có khả kết đôi, sinh sản đơn vị phân loại đề cập đến biến động nguồn lợi - Ngư trường đánh bắt (l) biến không gian ảnh hưởng lớn đến mơ hình quy hoạch đội tàu khai thác điều kiện hạn chế với đội tàu chiều dài tàu, dự trữ nhiên liệu… giới hạn ngư trường, tâm lý ngư dân thích đánh khu vực định, khoảng cách ngư trường ảnh hưởng chi phí … Quy định nước ta chia khu vực khai thác thủy sản thành vùng: (i) vùng ven bờ giới hạn mép nước bờ biển tuyến bờ, (ii) vùng lộng giới hạn tuyến bờ tuyến lộng (iii) vùng khơi giới hạn tuyến lộng ranh giới vùng đặc quyền kinh tế biển Việt Nam, vùng phép khai thác phụ thuộc công suất máy gồm tàu 90 CV khai thác vùng khơi, vùng biển cả; tàu từ (20 – 90) CV khai thác vùng lộng khơi; tàu 20 CV hay không lắp máy khai thác vùng ven bờ 214 Thông số khai thác đội tàu Thông số khai thác có vai trị ý nghĩa quan trọng quản lý đội tàu, gồm nhiều tiêu quan trọng cường lực khai thác E (Fishing Effort) suất khai thác CPUE (Catch Per Unit Effort) - Cường lực khai thác toàn yếu tố đầu vào cần thiết để thực hoạt động đánh bắt thủy sản bao gồm tàu, đội ngũ lao động, ngư cụ, thời gian, tiền trả chi phí… Trong mơ hình quy hoạch đội tàu, E tính số lượng tàu hay số lượng chuyến biển đội tàu khai thác, xác định theo số mơ hình nêu để phản ánh biến đổi hoạt động nghề cá cỡ loại tàu, thiết bị, ngư trường, mùa vụ, động lực ngư dân… - CPUE xác định khác tùy vào mục đích sử dụng Ở nghiên cứu này, CPUE tính tổng sản lượng khai thác tất lồi đối tượng đánh bắt (theo mục tiêu khơng theo mục tiêu), tính ngày biển Khi đó, CPUE (kg/ngày) tàu thứ n có đội tàu xét tính theo cơng thức: CPUEn = Q/E (1) Q - tổng sản lượng khai thác chuyến biển (kg); E - cường lực khai thác, thời gian khai thác (hay số ngày khai thác) chuyến biển (ngày) Thông số kinh tế: dùng để tính lợi nhuận đội tàu - Chi phí đội tàu gồm chi phí cố định Ccđ (vốn đầu tư ban đầu, khấu hao, bảo dưỡng, sửa chữa, bảo hiểm, thuế ) tính cho năm chi phí biến đổi Cbđ (mua dầu, nhớt, đá, lương thực, sửa chữa nhỏ, lương thủy thủ, lệ phí cảng…) tính theo chuyến biển - Thời gian chuyến biển tcb tính từ lúc tàu chạy từ bờ ngư trường đến đưa sản phẩm cảng, bốc dỡ cá lên bờ, chuẩn bị cho chuyến biển - Thu nhập chủ tàu thủy thủ chia theo chuyến biển với tỷ lệ ăn chia chủ tàu thủy thủ 5:5 hay 6:4, sau trừ tất chi phí Phần chia cho chủ tàu cịn dùng để trả chi phí cố định tàu (d) Thông số thị trường: gồm giá bán cá giá mua nguyên vật liệu phục vụ chuyến biển Hàm mục tiêu Đội tàu khai thác nước ta thuộc quyền sở hữu ngư dân nên mong muốn họ lợi nhuận (hay số chuyến biển) lớn Do với số mơ hình chọn, hàm mục tiêu toán quy hoạch đội tàu, bao gồm biểu thức toán lợi nhuận số lượng chuyến biển đội tàu khai thác sau: Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 2(4):213-221 Lợi nhuận Về số lượng lợi nhuận chuyến biển ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ Nijklm Eijklm − ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ωij tcb ijklm Eijklm i j k l m i j k l m − ∑ ∑ Ccd ij Vij → max i (2a) j (b) Số lượng chuyến biển ∑i ∑j ∑k ∑l ∑m Eiijklm → max (2b) + Các biến số Nijklm - lãi ròng chuyến biển đội tàu (i), nhóm cơng suất (j), bắt lồi mục tiêu (k), khu vực (l), mùa vụ (m) tính tiền thu bán toàn sản lượng trừ cho chi phí biến đổi (chi phí chuyến biển) tàu (VNĐ) ( ) Nijklm = ∑s pims tđb R − Cbđ (3) ijlkms ijlkm ijklm Eijklm - số lượng chuyến biển đội tàu (i), nhóm cơng suất (j), đánh loài mục tiêu (k), khu vực (l), mùa vụ (m) (chuyến); Vij - số lượng tàu hoạt động hàng năm đội tàu (i), nhóm cơng suất (j) (chiếc) + Các tham số ωij - tiền lương dự kiến ngày biển thủy thủ đoàn đội tàu (i), nhóm cơng suất (j) (VNĐ/ngày); - tcb ijklm thời gian chuyến biển (số ngày biển) (ngày/chuyến);Ccd ij Mối quan hệ số lượng tàu (quy mô) số lượng chuyến biển tàu tính cho năm xác định thơng qua biểu thức tốn thể điều kiện ràng buộc sau - Số lượng chuyến biển tối đa tàu thay đổi tùy theo đội tàu (i), nhóm cơng suất (j), lồi mục tiêu (k), khu vực (l), mùa vụ (m) nhỏ giá trị giới hạn hạn chế sức chứa, thời gian bảo quản hải sản tàu, khoảng cách ngư trường, thời gian mùa vụ: Eijklm − εijklm Vijklm ≤ (5) - Số lượng tàu hoạt động đội tàu (i), nhóm cơng suất (j), bắt lồi mục tiêu (k), khu vực (l) không vượt giới hạn định, thay đổi theo mùa vụ (m) Vijm − ∑k ∑1 Vijklm ≥ (6) - Số lượng tàu lớn đội tàu (i), nhóm cơng suất (j) tính cho năm phải lớn số lượng tàu đội tàu (i), nhóm cơng suất (j), tính mùa vụ (m): Vij − Vijm ≥ - chi phí cố định đội tàu (i), nhóm cơng suất (j) (VNĐ); Cbd ijklm - chi phí biến đổi đội tàu (i), nhóm cơng suất (j), bắt loài mục tiêu (k), khu vực (l), mùa vụ (m) (VNĐ); - giá báPims loài hải sản (s), đánh đội tàu (i), mùa vụ (m) (VNĐ/tấn) Các điều kiện ràng buộc Về sản lượng khai thác cho phép Để phát triển bền vững, giới hạn quy mô đội tàu cho tổng sản lượng đánh bắt đội tàu không vượt sản lượng khai thác tối đa khu vực mùa vụ định, tức ∑i ∑j ∑k ∑l ∑m tdb ijklm Rijklm Eijklm ≤ Qlms (4) + Biến số: Rijklms sản lượng khai thác lồi (s) đội tàu (i), nhóm cơng suất (j), loài mục tiêu (k), khu vực (l), mùa vụ (m) tương ứng với cường lực cho Eijklm (tấn/ngày) + Tham số: -tdb ijklm thời gian đánh bắt chuyến biển đội tàu (i), nhóm cơng suất (j), bắt loài mục tiêu (k), khu vực (l), mùa vụ (m) (ngày); Qlms - sản lượng đánh bắt tối đa loài hải sản (s), khu vực (l), mùa vụ (m) (tấn) - Lãi ròng đội tàu (i) phải dương ( ) · R − Cbđ Nijklm = ∑s pims · tđb ijklms ijklm ijklm ≥ (8) - Số lượng tàu Vi j đội tàu (i) đảm bảo cho thu nhập chủ tàu lớn chi phí cố định hàng năm đội tàu xét ] [ ) ( ∑k ∑1 ∑m − αij Nijklm Eijk1m − Ccd ij Vij ≥ (9) - Phần chia thuỷ thủ đoàn phải thỏa mãn mức lương mong đợi ) ( ∑k ∑l ∑m αij Nijklm Eijklm − ωij tcb ijklm Eijklm Vij ≥ + Biến số: Vijklm số tàu đội tàu (i), nhóm cơng suất (j), loài mục tiêu (k), khu vực (l), mùa vụ (m) (chiếc); Vijm - số tàu đội tàu (i), nhóm cơng suất (j), mùa vụ (m) (chiếc) + Tham số: εijklm số lượng chuyến biển tối đa tàu đội tàu (i), nhóm cơng suất (j), loài mục tiêu (k), khu vực (l), mùa vụ (m) (chuyến); αij , − αij phần chia lãi ròng cho chủ tàu thuỷ thủ đội tàu (i), nhóm cơng suất (j) 215 (10) Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 2(4):213-221 Ràng buộc sách Tùy theo tình hình thực tế quốc gia, địa phương, ràng buộc sách (nếu có) đưa nhằm hạn chế phát triển nghề khai thác mang tính hủy diệt nguồn lợi Ví dụ, Ninh Thuận, ngồi nghề lưới kéo gây ảnh hưởng xấu nguồn lợi số ngư dân thiếu ý thức phát triển nghề vây rút mùng mang tính hủy diệt nguồn lợi dùng thuốc nổ loại ngư cụ có mắt lưới nhỏ qui định nên cần ràng buộc nhằm hạn chế phát triển đội tàu làm nghề sau - Tổng số tàu làm nghề lưới kéo có cơng suất (90 – 249) CV, (250 – 399) CV khai thác vụ Nam ∑j Vj − V1 = (11) - Số lượng tàu làm nghề lưới kéo vây rút mùng năm sau nhỏ năm trước ] [ ] [ (12) V1j , V2j ≤ Vo1j , Vo2j Vj , V1 – số lượng tàu đội tàu lưới kéo thuộc nhóm cơng suất (j) nhóm (90- 249) CV, (250 – 399) CV hoạt động vụ Nam (chiếc); Vo1j , Vo2j - tổng số tàu hàng năm đội tàu lưới kéo vây rút mùng, nhóm cơng suất (j) (chiếc); V1j , V2j - tổng số tàu tối ưu đội tàu lưới kéo vây rút mùng nhóm cơng suất (j) (chiếc) Giải thuật lập trình giải tốn quy hoạch tối ưu cho đội tàu khai thác Với mô hình tốn tối ưu xác lập phần trên, tiến hành xây dựng giải thuật lập trình tìm lời giải tối ưu cho tốn để xác định số lượng tàu (quy mô đội tàu) tối ưu Sau tăng dần số lượng chuyến biển đội tàu có lợi nhuận cao đến đạt sản lượng khai thác tối đa cho phép đội tàu tính với loại hải sản đánh dừng lại chuyển sang tính tương tự đội tàu khác nhận phân bố tối ưu số lượng tàu theo nghề, khu vực mùa vụ (Hình 1) Nhờ sử dụng điều kiện dừng hàm mục tiêu tổng sản lượng đánh bắt toàn đội tàu nên kết xác định nghiệm tối ưu tốn đảm bảo tính tồn cục khơng tối ưu cục Mơ hình quy hoạch đội tàu khai thác thủy sản nêu toán quy hoạch phi tuyến đa cấp đa mục tiêu, đa mục tiêu cần sách quản lý nghề cá đặc trưng nhiều mục tiêu khác nhau, mà người định mong đạt đến mức độ tối ưu nhất, nội dung đa cấp kết hợp mục tiêu nhà quản lý – người hoạch định sách ngư dân – người thực thi sách đưa Do tính chất phức tạp số lượng biến lớn (gần 600 biến) , chúng tơi giải tốn tối ưu theo thuật toán 216 di truyền GA (Genetic Algorithm) – thuật tốn tìm lời giải tối ưu hiệu ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực, với tốn có nhiều biến quy mơ q lớn tốn khảo sát Trong nghiên cứu mình, chúng tơi lập trình xây dựng mơ hình tìm lời giải tốn tối ưu phần mềm GAMS (General Algebraic Modeling System) công ty cổ phần GAMS phát triển năm 1996, có sử dụng phần mềm Microsoft Excel Microsoft để quản lý sở liệu lời giải xuất từ chương trình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Trong nghiên cứu mình, chúng tơi tiến hành khảo sát nghề cá tỉnh Ninh Thuận – địa phương nghề cá khu vực miền Trung Việt nam để thu thập liệu thực tế thông số đầu vào để vận hành mô hình chạy kiểm tra chương trình, nhận kết cụ thể sau Năng lực cấu đội tàu khai thác Ninh Thuận Theo số liệu thống kê Bảng 1, giai đoạn từ 2005 đến 2012, lực đội tàu cá Ninh Thuận thay đổi theo hướng tăng nhanh số lượng tàu công suất 20 CV tàu công suất 90 CV, chứng tỏ hoạt động khai thác ngư dân Ninh Thuận chủ yếu diễn vùng biển ven bờ Từ năm 2012 đến 2016, lực đội tàu thay đổi theo hướng tích cực tăng mạnh số tàu 400 CV, số lượng tàu cá 20 CV hoạt động ven bờ từ 1.396/2,580 tàu năm 2012 (chiếm tỷ lệ 54,1%) giảm xuống 1.168/2.706 tàu năm 2016 (chiếm tỷ lệ 37,4%) tổng số tàu cá toàn tỉnh, chứng tỏ hoạt động khai thác ngư dân tỉnh Ninh Thuận thời gian qua chuyển từ vùng ven bờ xa bờ Nhìn chung, đội tàu khai thác hải sản tỉnh phát triển tự phát, công nghệ đánh bắt lạc hậu nên đánh xa bờ với số lượng tàu cá có cơng suất 20 CV chiếm 47,2% tổng số tàu cá toàn tỉnh nên nghề cá Ninh Thuận xem chậm phát triển so với tỉnh khu vực Xây dựng liệu đầu vào Các số mơ hình Đội tàu (i) Từ Bảng 1, chia đội tàu khai thác Ninh Thuận đội: Đội 1: Lưới kéo; Đội 2: Lưới vây; Đội 3: Lưới rê cước; Đội 4: Câu loại; Đội 5: Pha xúc; Đội 6: Nghề khác (lặn, lồng bẫy) Phân nhóm cơng suất (j) Theo quy định chung, phân đội tàu khai thác thủy sản tỉnh Ninh Thuận thành 04 nhóm theo cơng suất, Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Cơng nghệ, 2(4):213-221 Hình 1: Sơ đồ giải thuật giải toán quy hoạch đội tàu khai thác thủy sản để xác định số lượng phân bố tối ưu đội tàu thác thủy sản gồm nhóm 1: < 20CV; nhóm 2: (20 – 49) CV, nhóm 3: (50 - 89)CV, nhóm 4: (90 - 249)CV, nhóm 5: (250 399)CV, nhóm 6: ≥400CV Lồi mục tiêu (k) lồi khai thác (s) Đội tàu Ninh Thuận đánh bắt biển Đông Nam Bộ, vùng biển chiếm 11% tổng sản lượng hải sản đánh bắt nước Kết điều tra, khảo sát nhật ký khai thác cho thấy đội tàu khai thác vùng biển Ninh Thuận đánh bắt 14 lồi gồm Tơm, Cá Phèn, Cá Mối, Mực ống, Cá Mú, Cá Hồng, Cá Nục, Cá Ngừ, Thu, Cá Cơm, Cá Trác, Mực khơi, Cá Đổng, Bạc Má Ngư trường đánh bắt (l) mùa vụ khai thác (m) Ngư trường đánh bắt đội tàu khai thác Ninh Thuận biển miền Trung Đông Nam Bộ phân thành khu vực khai thác vùng ven bờ, vùng lộng, vùng khơi Mùa vụ khai thác chia thành hai vụ chính: - Vụ cá Bắc: tháng 10 năm trước đến tháng năm sau, với gió mùa Đông Bắc - Vụ cá Nam: tháng tháng hàng năm, với gió mùa Tây Nam Các thông số khai thác đội tàu Trong nghiên cứu này, xác định thông số khai thác đội tàu theo ý nghĩa sau: - Cường lực khai thác E tính số lượng tàu (số chuyến biển) đội tàu khai thác (i), nhóm cơng suất (j), bắt lồi mục tiêu (k), khu vực khai thác (l), mùa vụ (m) - Năng suất khai thác theo ngày CPUE tính tổng sản lượng đánh bắt tất loài đối tượng khai thác tàu tính ngày biển, khảo sát thực tế Các thông số kinh tế đội tàu khai thác Kết điều tra, khảo sát nhận số liệu thực tế thông số kinh tế đội tàu khai thác tỉnh Ninh Thuận gồm chi phí, thời gian chuyến biển, thu nhập chủ tàu thủy thủ Các yếu tố thị trường Các yếu tố thị trường gồm giá mua bán cá nguyên vật liệu phục vụ chuyến biển điều tra thực tế vào 3/2017 Các số liệu điều tra, khảo sát thực tế nêu phần nghề cá tỉnh Ninh Thuận nhóm thực đề tài thực thời gian từ 217 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 2(4):213-221 Bảng 1: Năng lực cấu đội tàu khai thác Ninh Thuận TT Danh mục Đơn vị Số lượng tàu (chiếc) 2005 2012 2016 I Cơ cấu nghề Lưới kéo 148 135 132 Vây rút chì 262 181 217 Rê nylon 566 1.128 612 Câu loại 153 268 694 Pha xúc 388 508 606 Nghề khác 281 368 445 Dịch vụ hậu cần 12 20 50 1.810 2.608 2.706 II Tổng số tàu cá Tổng công suất CV 83.500 198.349 312.272 Công suất bình qn CV/chiếc 46,1 76,8 115,4 III Phân nhóm cơng suất 10 < 20 CV 818 1.396 1.168 11 (20 ¸ 49) CV 495 429 398 12 (50 ¸ 89) CV 218 225 173 13 (90 ¸ 249) CV 251 284 431 14 (250 ¸ 399) CV 24 199 368 15 ≥ 400 CV 47 168 1/2017 đến 3/2017 cho dạng bảng tài liệu cho Bảng 2, với biểu đồ so sánh cấu đội tàu khai thác Ninh Thuân năm 2016 sau chạy chương trình quy hoạch (Hình 2) Kết chạy chương trình quy hoạch tối ưu Với số liệu đầu vào nghề cá Ninh Thuận nêu, tiến hành chạy chương trình quy hoạch tối ưu đội tàu khai thác theo giai đoạn sau: - Giai đoạn 1: xác định cường lực khai thác, tức số lượng tàu (hay số chuyến biển) phân bố theo khu vực mùa vụ - Giai đoạn 2: dựa vào liệu để xác định sản lượng đánh bắt lợi nhuận chủ tàu thu nhập thực tế thủy thủ Kết xuất Kết vận hành mô hình cho phép thu kết cụ thể sau Lợi nhuân tổng số lượng tàu tối ưu Kết tính lợi nhuận, số lượng tàu (số lượng chuyến biển) tối ưu đội tàu khai thác Ninh Thuận 218 Điều chỉnh cấu đội tàu khai thác Ninh Thuận Thực tế cho thấy, đội tàu đánh bắt hầu hết địa phương nghề cá nước ta phát triển tự phát, thiếu kiểm soát chặt nên làm gia tăng số lượng tàu công suất nhỏ, đánh bắt ven bờ làm nghề gây ảnh hưởng nguồn lợi, dẫn đến số lượng tàu đánh bắt thủy sản vượt so với quy hoạch nguồn lợi Do đó, để nâng cao hiệu khai thác thủy sản, quan quản lý nghề cá nước ta cần nghiên cứu điều chỉnh quy hoạch đội tàu đánh bắt nói chung quy hoạch cấu nghề khai thác nói riêng theo tình hình thực tế nghề cá địa phương Vì vậy, vấn đề điều chỉnh hợp lý cấu cho đội tàu khai thác có vai trị, ý nghĩa quan trọng mang tính cấp thiết phát triển ổn định bền vững cho nghề cá địa phương Hướng chủ đạo việc điều chỉnh Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Cơng nghệ, 2(4):213-221 Bảng 2: Bảng tính tổng hợp thông số chuyến biển đội tàu khai thác thủy sản Ninh Thuận Đội tàu Số lượng tàu (chiếc) Số Số lượng tàu (chiếc) lượng chuyến biển (chuyến) Vụ Bắc Vụ Nam Số lượng chuyến biển (chiếc) Vụ Bắc Vụ Nam Tổng doanh thu (tr đ) Các chi phí đội tàu (tr.đồng) Biến đổi Cố định Tổng Tổng lãi ròng (tr.đồng) Lưới kéo 69 14.884 69 69 7.439 7.445 127.555 38.038 13.688 51.726 Lưới vây 133 7.175 133 128 3.688 3.487 245.202 75.735 32.839 108.574 169.467 Lưới rê cước 782 83.561 701 782 39.771 43.790 1.432.876 626.631 165.016 791.647 806.245 Câu loại 811 128.189 811 808 81.832 46.357 1.081.218 583.636 183.433 767.069 497.582 Pha xúc 236 19.177 236 236 10.321 8.856 703.467 264.272 90.738 355.010 439.195 Nghề khác 284 78.800 264 284 37.950 40.850 343.179 49.956 74.141 Tổng 2.315 331.786 2.214 2.307 181.000 150.785 3.933.4971.638.269509.898 2.148.1672.295.228 24.185 89.517 293.223 Hình 2: Biểu đồ so sánh số lượng tàu 3/2017 số lượng tàu tối ưu đội tàu khai thác tỉnh Ninh Thuận sau quy hoạch 219 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 2(4):213-221 cấu giảm dần tàu công suất nhỏ, khai thác ven bờ, làm nghề khai thác xâm hại nguồn lợi môi trường sinh thái, gia tăng đội tàu công suất 400CV để phát triển đội tàu đánh bắt xa bờ Từ việc chạy chương trình giải tốn tối ưu nêu trên, với liệu đầu vào thực tế liên quan đến đặc điểm nghề cá tỉnh Ninh Thuận xác định cấu tối ưu đội tàu khai thác tỉnh Ninh Thuận theo nhóm cơng suất, nghề khai thác khu vực đánh bắt dạng biểu đồ xuất từ chương trình trình bày Hình 3 chương trình quy hoạch tối ưu cho đội tàu khai thác tỉnh Ninh Thuận cho thấy phù hợp mơ hình lý thuyết với thực tế sở kết sau - Cơ cấu đội tàu khai thác thủy sản Ninh Thuận theo nhóm cơng suất hợp lý có điều chỉnh rõ cơng suất, với việc giảm mạnh đội tàu có công suất vừa nhỏ, cụ thể giảm đến 38% đội tàu công suất 50 CV, việc tăng mạnh đội tàu công suất lớn, đánh bắt xa bờ, cụ thể tăng 9% đội tàu công suất 400 CV - Cơ cấu nghề đội tàu khai thác điều chỉnh theo hướng giảm mạnh nghề gây xâm phạm nguồn lợi có hiệu kinh tế thấp, cụ thể giảm mạnh đội tàu lưới vây (giảm 67%) điều kiện ràng buộc giảm mạnh đội tàu nghề vây rút mùng, đội tàu làm nghề pha xúc (giảm 61%), nghề lưới kéo (giảm 45%) hủy hoại nguồn lợi thủy sản đội tàu làm nghề khác (giảm 43%) lặn, lồng bẫy hiệu kinh tế thấp Đồng thời tập trung phát triển đội tàu làm nghề khai thác có hiệu kinh tế cao, đội tàu nghề lưới rê cước tăng thêm 28%, đội tàu câu loại tăng 17% - Như nhận xét trên, cấu nghề khai thác thủy sản nước ta đa dạng với nhiều nghề hiệu kinh tế cao vây, rê, chụp mực… có nhiều nghề gây nguy hại nguồn lợi kéo, mành đèn, pha xúc , với thiếu kiểm soát chặt quan quản lý nên số tàu công suất nhỏ tăng, dẫn đến cường lực khai thác vùng ven bờ lớn khiến cho nguồn lợi bị giảm mạnh Do việc điều chỉnh cấu lực đánh bắt đội tàu giải pháp bảo vệ nguồn lợi quan trọng KẾT LUẬN Hình 3: Các biểu đồ cấu tối ưu đội tàu khai thác thủy sản tỉnh Ninh Thuận phân theo nhóm cơng suất, nghề nghiệp, khu vực mùa vụ đánh bắt Mơ hình quy hoạch đội tàu xây dựng dựa sở lý thuyết toán tối ưu, với hàm mục tiêu lợi nhuận điều kiện ràng buộc kinh tế, kỹ thuật sách quản lý Kết tính từ mơ hình 220 Kết nghiên cứu xây dựng mơ hình, giải thuật chương trình giải tốn quy hoạch tối ưu đội tàu khai thác phù hợp với đặc thù nghề cá Việt Nam nói chung tỉnh Ninh Thuận nói riêng, đảm bảo lợi nhuận đội tàu khai thác lớn ràng buộc hiệu kinh tế, xã hội nguồn lợi nhằm phát triển ổn định bền vững cho nghề cá Với liệu đầu vào mơ hình có liên quan trực tiếp đến nghề cá địa phương, gồm suất khai thác CPUE đội tàu khai thác, thông số kinh tế (tổng chi phí cho đội tàu, thời gian chuyến biển thu nhập thủy thủ đoàn) yếu tố thị trường (giá mua bán sản phẩm khai thác nguyên vật liệu), kết đầu số lượng cấu nghề hợp lý đội tàu khai thác địa phương phân bố theo nghề, nhóm công suất, mùa vụ đánh bắt khu vực khai thác Kết sở khoa học thực tiễn quan trọng để quan quản lý nghề cá nước ta Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 2(4):213-221 tiến hành xếp, điều chỉnh cấu đội tàu khai thác theo nghề, nhóm cơng suất, mùa vụ khu vực đánh bắt, theo hướng giảm bớt số lượng tàu có cơng suất nhỏ khai thác ven bờ phát triển đội tàu công suất lớn đánh xa bờ nhằm tăng cường lực hiệu khai thác nghề, góp phần nâng cao đời sống ngư dân LỜI CÁM ƠN Bài báo thuộc thể loại nghiên cứu viết dựa kết đề tài “Nghiên cứu xây dựng mơ hình tổ, đội tàu khai thác thủy sản biển xa phù hợp với nghề cá tỉnh Ninh Thuận” theo đặt hàng Ủy ban nhân dân tỉnh Ninh Thuận DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT CPUE - Catch Per Unit Effort: Năng suất khai thác GA - Genetic Algorithm: Thuật toán di truyền GAMS - General Algebraic Modeling System xung đột lợi ích phát sinh, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm với báo TUYÊN BỐ ĐÓNG GÓP CỦA CÁC TÁC GIẢ Tác giả xin cam đoan nghiên cứu riêng chịu trách nhiệm hồn toàn nội dung báo TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Kháng Nghiên cứu sở khoa học phục vụ cho việc điều chỉnh cấu đội tàu nghề nghiệp khai thác hải sản; 2012 Đề tài cấp Nhà nước, Viện Nghiên cứu Hải sản Buisman E, Salz P, Frost H, Accadia P Bio-economic simulation and optimization model for fisheries – FISHRENT; May 2011 University of Copenhagen, Denmark, Technical Report Trần Gia Thái Nghiên cứu xây dựng mơ hình tổ, đội tàu khai thác thủy sản biển xa phù hợp với nghề cá tỉnh Ninh Thuận; 2017 Đề tài nghiên cứu khoa học cấp tỉnh Trần Gia Thái Thiết kế tàu thủy; 2012 Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật https://www.gams.com/ [Online] TUYÊN BỐ VỀ XUNG ĐỘT LỢI ÍCH Tác giả xin cam kết khơng có xung đột lợi ích việc cơng bố báo Nếu có 222 Science & Technology Development Journal – Engineering and Technology, 2(4):213-222 Research Article Open Access Full Text Article Application of mathematical programming for optimal programming of Vietnamese fishing fleet Tran Gia Thai* ABSTRACT Use your smartphone to scan this QR code and download this article The Vietnamese fishing fleet has been developing spontaneously without programming and control It has bring about detrimental effect on the operate of fishing fleet, especially with a serious impact on the resources The programming of the fishing fleet, that has been set up by the our fisheries authority, but so far there is no satisfactory solution for the complexity of the problem In this paper, we present the research results of the application of mathematical programming to build a mathematical model, algorithms and programming to solve the programing problem for Vietnamese fishing fleet This is base to determine optimal size and distribution of specific fishing fleet to achieve the highest profit with the economic, technical and fishing ground constrains with the aim of ensuring the fishing sustainable development This research have been applied to learn the concrete conclusions regarding optimal size and dítribution under power, fishing gear and ground of fishing fleet in Ninh Thuan province The results show that the mathematical programming model has been well suited to the reality It is required to decrease the size of small power fishing boat fleet that exploits in coastal areas and increse the size of high power fishing boat fleet that exploits in offshore areas Key words: genetic algorithm, programming of fishing boat fleet, mathematical programming, Ninh Thuan province Faculty of Transportation Engineering, Nha Trang University Correspondence Tran Gia Thai, Faculty of Transportation Engineering, Nha Trang University Email: thaitg@ntu.edu.vn History • Received: 12/01/2018 • Accepted: 21/12/2018 • Published: 31/12/2019 DOI : 10.32508/stdjet.v2i4.675 Copyright © VNU-HCM Press This is an openaccess article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International license Cite this article : Gia Thai T Application of mathematical programming for optimal programming of Vietnamese fishing fleet Sci Tech Dev J – Engineering and Technology; 2(4):213-222 223 ... lời giải tối ưu cho toán để xác định số lượng tàu (quy mơ đội tàu) tối ưu Sau tăng dần số lượng chuyến biển đội tàu có lợi nhuận cao đến đạt sản lượng khai thác tối đa cho phép đội tàu tính với... tổng sản lượng đánh bắt toàn đội tàu nên kết xác định nghiệm tối ưu tốn đảm bảo tính tồn cục khơng tối ưu cục Mơ hình quy hoạch đội tàu khai thác thủy sản nêu toán quy hoạch phi tuyến đa cấp đa... nghệ, 2(4):213-221 Hình 1: Sơ đồ giải thuật giải toán quy hoạch đội tàu khai thác thủy sản để xác định số lượng phân bố tối ưu đội tàu thác thủy sản gồm nhóm 1: < 20CV; nhóm 2: (20 – 49) CV, nhóm