“Mục tiêu chính của công nghệ hiểu biết về đại dương là đơn giản hóa và giảm thiểu rủi ro cho các hoạt động hàng hải đồng thời tăng cường khả năng ra quyết định trong môi trường đầy thách thức và năng động trên biển.”
Hệ thống định vị động (DP) có được sự tồn tại của mình là nhờ vào sự ra đời của hoạt động thăm dò năng lượng ngoài khơi vào giữa thế kỷ trước. Cuộc săn lùng dầu khí vào những năm 1950 đã khơi dậy sự quan tâm đến DP khi các phương pháp neo truyền thống được phát hiện là không đủ đối với các giàn khoan biển sâu cồng kềnh. Thách thức trong việc đảm bảo định vị chính xác trong các môi trường ngoài khơi khắc nghiệt đang được khám phá đã gieo mầm đầu tiên cho thứ hiện là một công cụ không thể thiếu cho các hoạt động hàng hải an toàn.
Trong những thập kỷ tiếp theo, những tiến bộ công nghệ trong cảm biến, máy tính và hệ thống điều khiển đã thúc đẩy sự phát triển của các hệ thống DP. Mục đích của công nghệ này là cung cấp cho thuyền trưởng quyền kiểm soát hoàn toàn vị trí và hướng đi của tàu, cho phép họ giữ nguyên vị trí hoặc đi theo một lộ trình đã định trước, ngay cả trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt nhất. Các phương pháp DP ban đầu còn thô sơ so với các tiêu chuẩn ngày nay và đánh dấu bước tiến đáng kể trong công nghệ hàng hải, nâng cao đáng kể tính an toàn và hiệu suất của ngành. Ở cấp độ cơ bản nhất, khái niệm và hoạt động của hệ thống DP vẫn gần như không thay đổi, miễn là các động cơ đẩy được sử dụng để chống lại các lực bên ngoài từ gió, sóng và dòng chảy và giữ cho tàu ở vị trí hoặc lộ trình mong muốn. Thông thường, tốc độ và hướng gió là các thông số môi trường duy nhất được đo lường, vì các cảm biến này đã đạt tiêu chuẩn đủ cao trong nhiều năm. Các phép đo gió được sử dụng để ước tính lực gió tác động đến tàu để tàu có thể chống lại các động cơ đẩy của mình một cách năng động.
Tích hợp thông tin về sóng và dòng điện
Mặc dù điều này đã chứng minh là thành công, các phép đo thời gian thực về sóng và dòng chảy được áp dụng trong ngành ở mức độ hạn chế, cho dù trong điều khiển chủ động, hệ thống tư vấn DP hay cho mục đích ngoại tuyến. Các phép đo thời gian thực chính xác về sóng và dòng chảy là chìa khóa để tính toán tác động của chúng và vẽ nên bức tranh toàn cảnh về các lực đang tác động để chúng có thể được tính đến trong quá trình vận hành.
Đã có báo cáo về các trường hợp mà các đoàn sóng lớn đã khiến tàu thuyền mất vị trí trước khi báo động hậu quả, báo động này theo dõi xem lỗi hoặc sự cố của hệ thống DP có thể khiến tàu thuyền đi chệch hướng hay không, đã vang lên. Trong quá trình theo đuổi các hoạt động ngoài khơi an toàn nhất có thể, khả năng mất hướng hoặc mất vị trí mà không có thông báo trước, cũng như không phải do lỗi của tàu, nên là mối quan tâm của người vận hành tàu.
Có sẵn giám sát trạng thái biển
Tuy nhiên, việc theo dõi, hiểu và xử lý dòng chảy và sóng cũng có những thách thức riêng và thường được giao cho người vận hành tàu đưa ra phán đoán dựa trên bằng chứng họ có. 'Chúng tôi vung một cái móc qua mạn tàu', 'Tùy thuộc vào cảm nhận của thủy thủ đoàn', 'Chúng tôi dựa vào dự báo thời tiết', 'Đôi khi chúng tôi chỉ cần đưa ra quyết định và thực hiện' - đây chỉ là một số phản hồi điển hình mà chúng tôi nhận được từ khách hàng trong các cuộc thảo luận về việc theo dõi trạng thái biển.
Dựa vào bản năng và giả định không phải là cách chắc chắn nhất để đưa ra quyết định. Điều kiện ngoài khơi có thể thay đổi đột ngột và chúng ta thường thấy sự khác biệt lớn giữa sóng dự báo và điều kiện sóng thực tế được đo.
Tuy nhiên, điều này không nhất thiết phải để tùy tiện. Thiết bị đo lường dựa trên radar có thể đo chính xác điều kiện và hướng sóng, cũng như vectơ dòng điện cục bộ, đã có trên thị trường. Chúng đã được chứng minh là có thể sử dụng và được chứng nhận là cung cấp thông tin thống kê, như chiều cao sóng đáng kể, trên tàu nổi với cùng mức độ chính xác như phao sóng. Tuy nhiên, điều này phụ thuộc vào sự sẵn lòng và hợp tác của các nhà khai thác để tích cực áp dụng các phép đo bổ sung trên toàn ngành.
Việc không làm như vậy không chỉ gây tổn hại đến hiệu quả và an toàn của các hoạt động ngoài khơi mà còn cho thấy sự miễn cưỡng trong việc sử dụng công nghệ tiên tiến nhất trong ngành.
Phát triển công nghệ đột phá tiếp theo
Những tiến bộ trong dự đoán chuyển động của sóng và tàu có tiềm năng cách mạng hóa ngành công nghiệp ngoài khơi. Thật vô cùng thú vị và khả năng dự đoán trước những gì có thể xảy ra trước thời hạn sẽ là một lợi ích lớn cho các ngành hàng hải và năng lượng. Các thuyền trưởng có thể đánh giá và quản lý các rủi ro và mối nguy tiềm ẩn trước khi chúng xảy ra, và các tàu có thể tối ưu hóa các tuyến đường của mình để cải thiện hiệu quả chung.
Đã có những tiến triển trong việc biến khái niệm này thành hiện thực, nhưng dự đoán sóng vẫn đang trong giai đoạn đầu với nhu cầu giáo dục ngành về cách thức hoạt động của nó. Sóng là ngẫu nhiên; chúng là ngẫu nhiên và biến đổi, vì vậy mặc dù chúng có thể được phân tích ngoài tầm nhìn nhưng chúng không thể được dự đoán với sự chắc chắn tuyệt đối. Nói cách khác, không thể biết được các chi tiết cụ thể của một con sóng chưa được nhìn thấy.
Dự đoán sóng trong tương lai có thể được chia thành hai loại chính: thống kê và xác định. Dự đoán thống kê sử dụng thông tin cập nhật từng phút để xây dựng hiểu biết tốt hơn về các điều kiện sóng dự báo, bao gồm chiều cao sóng tối đa có thể xảy ra trong một khoảng thời gian nhất định trong phạm vi phút, giờ hoặc ngày. Dữ liệu tốt hơn sẽ mang lại kết quả tốt hơn và hình ảnh chính xác hơn về trạng thái biển có khả năng xảy ra, nhưng nó không đề cập đến từng con sóng riêng lẻ.
Dự đoán xác định bao gồm việc sử dụng phân tích nâng cao và AI từ sự kết hợp của các nguồn radar theo thời gian thực để có thông tin chính xác nhằm giám sát và theo dõi các đợt sóng cụ thể và dự đoán tác động của chúng trong phạm vi vài giây đến vài phút, cung cấp cho nhân viên ngoài khơi cảnh báo trước rằng một đợt sóng lớn đang đến gần. Công nghệ thế hệ tiếp theo này vẫn còn trong giai đoạn sơ khai và thị trường đã yêu cầu công nghệ này trong một thời gian. Tại Miros, chúng tôi đang xây dựng dựa trên di sản về chất lượng và hiệu suất của mình để đưa công nghệ này vào sử dụng và các khách hàng ngoài khơi chính của chúng tôi đã trở thành những người áp dụng sớm.
Sử dụng thông tin dự đoán sóng để thông báo cho hệ thống DP
Khi công nghệ dự đoán này được lắp đặt trên tàu, nó có thể được sử dụng bởi các hệ thống DP của tàu, dựa trên thông tin chính xác và ngắn hạn để duy trì vị trí của tàu, đặc biệt là trong các hoạt động quan trọng như xây dựng dưới biển, lắp đặt thiết bị hoặc kiểm tra dưới nước. Khả năng phản ứng nhanh chóng này, bằng các hành động thủ công hoặc tự động, đối với những thay đổi về trạng thái biển có nghĩa là tàu có thể duy trì sự ổn định và trong giới hạn hoạt động mong muốn.
Đối với các hoạt động ngoài khơi liên quan đến việc chuyển giao nhân sự, bốc/dỡ hàng hóa hoặc nâng thiết bị nặng, dự đoán về các đợt sóng cụ thể và chuyển động của tàu sẽ cải thiện đáng kể việc ra quyết định, cải thiện an toàn và giảm thiểu rủi ro. Tương tự như vậy đối với các hoạt động khoan hoặc cần cẩu trên tàu ngoài khơi, chịu ảnh hưởng lớn từ chuyển động của tàu do sóng gây ra.
Trong ngành giám sát trạng thái biển, dự đoán mang tính quyết định chính là Chén Thánh và là chủ đề được nhắc đến nhiều lần.
Nhận ra giá trị trên đường đi
Nhưng như thường lệ khi triển khai bất kỳ tiến bộ công nghệ nào, thận trọng là chìa khóa. Hoạt động của tàu có thể có rủi ro cao và các yêu cầu nghiêm ngặt được đưa ra vì một lý do. Bất kỳ tàu nào cũng có thể có một số cảm biến gió và công cụ đo vị trí, vì nếu bất kỳ thiết bị nào bị hỏng, nó sẽ không gây ra sự cố lớn.
Các nhà khai thác có kế hoạch sử dụng các phép đo trạng thái biển hiện có hoặc công nghệ dự đoán sóng tới nên chuẩn bị dành thời gian để làm quen với các ứng dụng và hiểu được độ tin cậy của các phép đo. Có một số bước cần thực hiện và giá trị gia tăng cần đạt được trước khi các nhà khai thác tàu có thể đạt được tham vọng cuối cùng là 'kiểm soát tự động'.
Đánh giá xem dự báo thời tiết có phù hợp với điều kiện thời tiết thực tế hay không là rất quan trọng và dữ liệu từ các phép đo trạng thái biển đã được chứng minh có thể đưa vào các công cụ lập kế hoạch và mô phỏng ngoại tuyến. Từ đó, công nghệ có thể cung cấp nhận thức về trạng thái biển trực quan được cải thiện cho thủy thủ đoàn trên cầu tàu một cách không xâm lấn. Điều đó rõ ràng có lợi cho việc chỉ cần nhìn ra ngoài cửa sổ hoặc kiểm tra dự báo.
Công nghệ tiếp theo và tích hợp hơn sử dụng xung quanh phân tích hậu quả DP; thông tin trạng thái biển được đo tại vị trí cụ thể của tàu và được áp dụng để ước tính các lực môi trường tương ứng tác động lên tàu. Thay vì dựa vào dự báo, điều này cung cấp một cách tốt hơn để đánh giá liệu các hoạt động có thể tiếp tục an toàn hay không nếu xảy ra sự cố. Nếu các bước trước đó đã chứng minh là thành công, dự đoán về sóng tới hoặc phản ứng của tàu có thể thông báo hành động thủ công, như giữ lại các hoạt động cụ thể, khởi động động cơ đẩy hoặc điều chỉnh vị trí. Trong tất cả các trường hợp này, quyết định cuối cùng được để lại cho người vận hành. Họ vẫn có trách nhiệm.
Kiểm soát tự động
Đỉnh cao của công nghệ dự báo sóng sẽ là lĩnh vực này đạt đến mức mà các phép đo trực tiếp và tự động đưa vào hệ thống điều khiển DP, như hiện nay đối với các cảm biến gió. Trong tình huống này, hệ thống sẽ dự báo một con sóng cao bốn mét ập vào một thời điểm gần cụ thể và phản ứng mà không cần sự can thiệp của con người.
Điều đó không có nghĩa là vào một thời điểm nào đó trong tương lai, các tàu sẽ tự vận hành. Máy bay vẫn cần phi công giám sát các hệ thống, ngay cả khi chế độ lái tự động được sử dụng trong hầu hết chuyến bay. Nguyên tắc ở đây cũng tương tự. Công nghệ dự đoán sóng là tất cả về việc giúp công việc của mọi người dễ dàng hơn và cải thiện khả năng ra quyết định trong một môi trường khắc nghiệt và thay đổi, với mục tiêu bao trùm là giảm thiểu rủi ro. Ngành công nghiệp cũng không nên quên mất hành trình và các bước cần thực hiện để đạt được mục tiêu cuối cùng là kiểm soát tự động. Trên đường đi, có giá trị đáng kể cần được nhận ra; giá trị có thể cải thiện đáng kể hiệu quả, độ chính xác và sự an toàn của các hoạt động ngoài khơi. Khi chúng tôi đánh dấu bốn thập kỷ tiên phong trong công nghệ hàng hải, Miros vẫn cam kết giúp ngành này sử dụng thông tin trong tầm tay để đi trước làn sóng.
Lưu ý: Các ý kiến, niềm tin và quan điểm được nêu trong bài viết này không nhất thiết phản ánh quan điểm của Offshore-Energy.biz
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
