Để các tàu thủy luôn giữ được vị trí cân bằng, không nghiêng, lệch khi cập bến bốc dỡ hàng hóa lên xuống tàu, em Nguyễn Duy Quốc Thái (sinh viên năm cuối, chuyên ngành điện - tự động tàu thủy, Trường ĐH Giao thông Vận tải TP.HCM) đã nghiên cứu “Hệ thống điều khiển tự động cân bằng tàu thủy”.
Quốc Thái đang mày mò tìm ra những ý tưởng để nâng cao hiệu quả kinh tế trong quá trình khai thác vận tải biển
Thông qua đề tài này, Quốc Thái hy vọng có thể thực hiện hóa ý tưởng để ứng dụng vào thực tế, qua đó góp phần giải quyết được tình trạng tàu thủy bị nghiêng, lật khi cập bến làm hàng.
Trăn trở trước những vụ đắm tàu
Là sinh viên chuyên ngành điện - tự động tàu thủy, Quốc Thái luôn trăn trở mỗi khi có những sự cố đắm tàu xảy ra. Trong đó có nhiều vụ đắm tàu không chỉ gây tổn thất về hàng hóa, tài sản mà còn ảnh hưởng đến tính mạng con người. Theo Quốc Thái, đối với các loại tàu thủy như: tàu container, tàu hàng, tàu chở ô tô, phà, thiết bị nổi… trong quá trình cập cảng để bốc dỡ hàng hóa lên xuống thường xuyên xảy ra tình trạng nghiêng lệch mạn trái hoặc mạn phải của tàu. Nguyên nhân là do khối lượng hàng hóa trên tàu lớn và nhiều nên trong quá trình bốc dỡ khối lượng hàng hóa ở hai bên mạn tàu thay đổi. Khi tàu bị nghiêng, lệch quá mức cho phép có thể dẫn đến xô lệch hàng hóa, gây ra hiểm họa vô cùng nghiêm trọng đối với hàng hóa, con tàu và con người, thậm chí còn gây ra tình trạng nước tràn vào tàu dẫn đến đắm tàu. Ngoài nguyên nhân trên còn có thể do tác động của sóng, gió, dòng chảy… “Để tránh tàu bị nghiêng, lật, những người trực ca trên tàu luôn phải theo dõi và điều chỉnh độ nghiêng lệch của tàu. Điều này gây mất thời gian, năng suất và hiệu quả trong quá trình khai thác vận tải biển. Nếu có hệ thống điều khiển tự động cân bằng tàu thủy sẽ không chỉ tiết kiệm được nguồn nhân lực, thời gian mà còn góp phần nâng cao tính cạnh tranh cho ngành vận tải biển và ngành đóng tàu Việt Nam” - Quốc Thái chia sẻ.
Trăn trở là vậy nhưng làm sao để có thể có một đề tài hay và phù hợp với nhu cầu thực tế là câu hỏi khó đối với Quốc Thái. Quốc Thái bắt đầu nhớ lại những kiến thức mà mình đã được học trong suốt những năm trên giảng đường đại học, những gì cóp nhặt được trong lúc đi thực tập ở các cảng biển và các nhà máy đóng tàu của Việt Nam. Và rồi ý tưởng về “Hệ thống điều khiển tự động cân bằng tàu thủy” dần hình thành. “Sau khi có được ý tưởng rồi em lại gặp khó khăn trong quá trình tìm các giải pháp, tích hợp các hệ thống lại với nhau để giải quyết vấn đề đó một cách triệt để đồng thời phải đáp ứng các yêu cầu, quy định của Cục Đăng kiểm Việt Nam và Tổ chức Hàng hải quốc tế. Trời không phụ lòng người, qua sách vở, sự chỉ bảo của bạn bè, thầy cô em đã có được những bước đi vững vàng” - Quốc Thái nhớ lại.
Tự động cân bằng tàu thủy
Vượt qua mọi khó khăn, cuối cùng “Hệ thống điều khiển tự động cân bằng tàu thủy” của Quốc Thái đã hoàn thành. Hệ thống gồm các bộ phận như: trung tâm đo lường, xử lý tín hiệu và điều khiển; tủ khởi động động cơ lai bơm; thuật toán điều khiển; phần mềm giám sát hệ thống giám sát, điều khiển trên màn hình cảm ứng và kết nối các phần của hệ thống điều khiển tự động cân bằng tàu thủy.
Theo nguyên lý hoạt động, hệ thống sẽ thực hiện việc giám sát độ nghiêng bằng cảm biến độ nghiêng, sau đó gửi tín hiệu thu được tới trung tâm xử lý tín hiệu, đo lường, tính toán, hiển thị. Từ các số liệu thu được, người vận hành sẽ tính toán và đưa ra quyết định điều khiển bơm chống nghiêng chuyển nước từ két mạn này sang két mạn khác nhằm giữ cho con tàu có thể cân bằng trong giới hạn cho phép. Điều thú vị ở hệ thống này là có thể hoạt động ở 2 chế độ là bằng tay và tự động. Theo đó, chế độ bằng tay có thể điều khiển bơm, van trên tủ điều khiển và theo dõi trạng thái hoạt động của hệ thống trên màn hình HMI. Với chế độ tự động, người sử dụng có thể giám sát thông số góc nghiêng của con tàu một cách liên tục trong dải cho phép từ 10 độ trái đến 10 độ phải; giám sát thông số mức nước hai két chống nghiêng liên tục từ mức nhỏ nhất đến mức lớn nhất. Khi góc nghiêng của tàu lớn hơn 2 độ về mạn trái hoặc phải thì hệ thống hoạt động để chuyển nước từ két mạn này sang két mạn khác để điều chỉnh độ nghiêng của tàu. Cụ thể, khi góc nghiêng của tàu lớn hơn 2,5 độ về mạn trái hoặc phải thì hệ thống phát ra tín hiệu cảnh báo, báo động bằng âm thanh, ánh sáng để người vận hành biết điều chỉnh. Khi góc nghiêng của tàu lớn hơn 5 độ về mạn trái hoặc phải thì hệ thống phát ra tín hiệu và dừng hoạt động, ngắt bơm và đóng van. Khi mức nước của một trong hai két chống nghiêng mạn trái hoặc phải đạt đến mức thấp hoặc mức cao thì hệ thống phát ra tín hiệu sau đó ngắt bơm và đóng van. Trong trường hợp sự cố thì hệ thống có nút dừng khẩn cấp để dừng mọi hoạt động của hệ thống.
Quốc Thái là người rất đam mê nghiên cứu và thích tìm tòi ra những ý tưởng hay để góp phần nâng cao năng suất lao động, hiệu quả kinh tế trong quá trình khai thác vận tải biển. “Hệ thống điều khiển tự động cân bằng tàu thủy” là một trong 3 đề tài mà em dành nhiều thời gian và tâm huyết để nghiên cứu trong thời gian qua. Trước đó, Quốc Thái có nghiên cứu 2 đề tài: “Một số giải pháp giám sát và cảnh báo tự động tại nút giao nhau đường sắt và đường bộ nhằm đảm bảo an toàn giao thông” và đề tài “Hệ thống xóa điểm mù trên xe ô tô và container”. Mặc dù đề tài chỉ dừng lại ở mức độ nghiên cứu nhưng đã cho thấy được tinh thần sáng tạo và đam mê nghiên cứu trong thế hệ trẻ. Đây sẽ là nền tảng để Quốc Thái tiếp tục phát huy khả năng của mình để đóng góp vào lĩnh vực giao thông vận tải của Việt Nam.
“Nếu có kinh phí, em sẽ thực hiện hóa ý tưởng để đóng góp sức mình cho đất nước” - Quốc Thái chia sẻ.
Bài, ảnh: Hồ Trinh