NGHIÊN CỨU THUẬT TOÁN XÁC ĐỊNH NGUY CƠ ĐÂM VA TÀU THUYỀN THEO THỜI GIAN THỰC TRÊN VÙNG BIỂN VIỆT NAM
Khoa học hàng hải; Chuyên ngành: Khoa học hàng hải
Luận án tập trung nghiên cứu giải quyết vấn đề tai nạn hàng hải, đặc biệt là va chạm tàu thuyền, vốn gây ra những hậu quả nghiêm trọng về người, tài sản và môi trường biển. Trong bối cảnh mật độ giao thông hàng hải ngày càng tăng và sự phức tạp của các tuyến luồng, việc phòng ngừa và cảnh báo sớm nguy cơ va chạm là vô cùng cấp thiết. Đề tài đã đánh giá thực trạng vùng biển Việt Nam, các khu vực có mật độ tàu thuyền và hàng hóa cao, tiềm ẩn nhiều nguy cơ mất an toàn giao thông hàng hải, đồng thời tổng hợp các nghiên cứu liên quan trong nước và quốc tế.
Nghiên cứu đề xuất mô hình vùng an toàn mới của tàu, gọi là Heat Ship Domain (HSD), được xây dựng dựa trên lý thuyết về trường và hàm ước tính mật độ hạt nhân Gaussian. Mô hình HSD này có khả năng mô tả rủi ro bên trong vùng an toàn một cách chính xác, linh hoạt thay đổi kích thước theo từng loại tàu, tốc độ và đặc điểm khu vực. Tham số ảnh hưởng đến kích thước HSD (tham số h) được xác định thông qua khảo sát chuyên gia và phương pháp bình phương nhỏ nhất, đảm bảo tính phù hợp với thực tiễn vùng biển Việt Nam. HSD được cập nhật liên tục theo thời gian thực dựa trên dữ liệu AIS.
Trên cơ sở HSD, luận án đã xây dựng thuật toán xác định nguy cơ đâm va tàu thuyền theo thời gian thực. Thuật toán này cho phép đánh giá nguy cơ va chạm theo các cấp độ khác nhau, thể hiện trực quan và định lượng cụ thể. Đồng thời, nghiên cứu phát triển bản đồ điểm nóng giao thông động, được xây dựng qua ba bước: xử lý dữ liệu AIS, phân cụm tàu bằng DBSCAN và áp dụng HSD để xác định các khu vực giao thoa giữa các vùng an toàn, từ đó biểu thị mức độ nguy cơ đâm va dưới dạng bản đồ nhiệt. Các mô phỏng trên khu vực luồng Hải Phòng và Sài Gòn - Vũng Tàu đã chứng minh khả năng áp dụng và hiệu quả của thuật toán trong việc hỗ trợ sỹ quan hàng hải và quản lý giao thông đưa ra các hành động phòng ngừa nhanh chóng và chính xác.