Bài viết đề xuất ứng dụng các công nghệ tiên tiến để xây dựng một hệ thống quản trị biển thông minh theo chu trình tuần hoàn từ việc đưa dữ liệu hỗ trợ ở đất liền ra biển, cho đến việc thu nhận dữ liệu ngoài biển từ các tàu gửi về để xử lý hoàn thiện tập dữ liệu hỗ trợ, qua đó tạo ra hạ tầng kỹ thuật làm cầu nối giữa các trung tâm dữ liệu ở đất liền với các hoạt động trên biển, cho phép các chuyên ngành khác nhau có thể triển khai trên đó một cách linh hoạt, hiệu quả. Trên cơ sở đề xuất đó, tác giả giới thiệu kết quả bước đầu khi xây dựng thí điểm mô hình thu nhỏ gồm ứng dụng hỗ trợ các hoạt động trên biển và máy chủ dữ liệu với dịch vụ Cloud kết nối với thiết bị trên tàu và đơn vị quản lý chuyên ngành về dữ liệu Biển.
Một số vấn đề đặt ra
Những định hướng đúng đắn của Đảng, Nhà nước và Chính phủ Việt Nam về việc tiếp cận, triển khai các công nghệ của cách mạng công nghiệp 4.0 (CMCN 4.0) và thực hiện chuyển đổi số một cách sâu rộng trên mọi phương diện, trong bối cảnh chúng ta không ngừng hội nhập, tạo uy tín, lòng tin với bạn bè năm châu, đã làm thay đổi tư duy, nhận thức và cách thức tổ chức công việc của mọi tầng lớp trong xã hội, thúc đẩy sự sáng tạo không ngừng, tạo ra các giá trị thiết thực cho cuộc sống.
Không nằm ngoài xu thế đó, việc ứng dụng các công nghệ hiện đại để hỗ trợ cho các hoạt động trên Biển Đông cũng có những bước phát triển đột phá.
Trong bối cảnh hiệp định EVFTA đã được thông qua, chúng ta cần chú trọng phát triển kinh tế xanh trên biển “Blue Economic”. Trong đó, tập trung vào việc phòng chống thiên tai, đảm bảo an toàn trên biển, truy xuất nguồn gốc khai thác thủy sản, bảo tồn các khu vực cấm khai thác, xây dựng các ngư trường bền vững, tuyên truyền chống rác thải nhựa đại dương và phát hiện, đánh dấu các khu vực ô nhiễm trên biển.
Ngoài ra, Biển Đông còn là khu vực tiếp giáp với hầu hết các nước ASEAN có biển, tuy nhiên các vấn đề tranh chấp ranh giới trên Biển Đông đang diễn ra phức tạp. Trong bối cảnh Việt Nam là chủ tịch ASEAN nhiệm kỳ 2020 với khẩu hiệu “Gắn kết và Chủ động thích ứng” nên vai trò chủ động, tích cực đưa ra các giải pháp hỗ trợ cho các hoạt động trên Biển Đông, đảm bảo an toàn, tuân thủ Luật Biển Việt Nam và quốc tế là cần thiết.
Với ý nghĩa và tầm quan trọng của Biển Đông, chúng ta đã có rất nhiều các chương trình, dự án nghiên cứu, khảo sát thí nghiệm liên quan đến Biển, qua đó xây dựng được các CSDL chuyên ngành khác nhau về biển, tuy nhiên các dữ liệu này hầu như chưa đưa được ra ngoài biển để đáp ứng và phục vụ kịp thời, hiệu quả cho các hoạt động đang diễn ra trên biển.
Như vậy, vấn đề cấp thiết đặt ra là phải xây dựng được một hệ thống bao gồm các giải pháp cầu nối tạo ra hạ tầng kỹ thuật cho phép các ngành, lĩnh vực khác nhau triển khai trên đó, nhằm đưa các thông tin, dữ liệu từ các trung tâm, phòng thí nghiệp, viện nghiên cứu ra được ngoài biển và hỗ trợ cho hoạt động đang diễn ra trên toàn bộ khu vực Biển Đông, cũng như theo chiều ngược lại một số các thông tin dữ liệu trên tàu có thể gửi ngược trở lại để xử lý, tổng hợp và chia sẻ, khai thác cho đa ngành, đa mục đích sử dụng. Giải pháp sẽ chú trọng sử dụng các giải pháp công nghệ hiện đại nhất, với chi phí thiết bị phần cứng rẻ, có sẵn mà Việt Nam có thể chủ động sản xuất được, có màn hình to dễ thao tác trong điều kiện tác nghiệp trên biển. Trong đó, CSDL nền bản đồ biển, các vùng đặc thù, vùng ranh giới, đường phân chia, các vị trí quan trọng trên biển phải do chúng ta thiết lập và làm chủ, lưu trữ tại máy chủ đặt ở Việt Nam và có cơ chế cập nhập để hệ thống vừa có khả năng hỗ trợ tại chỗ trong thời gian thực cho tàu thuyền đang hoạt động trên biển như: Định vị, đánh dấu, tìm kiếm, dẫn đường, hiển thị bản đồ nền và vị trí kèm theo thông tin (của Tàu, các Điểm đánh dấu, các đường phân chia, các vùng đặc thù,... ). Tự động nhận diện các vùng ranh giới và độ sâu vị trí tàu trong thời gian thực khi tàu đang chạy, đo đạc khoảng cách, tìm vị trí an toàn, đăng ký xuất nhập bến, nhận diện bến đỗ, ghi giám sát hành trình, ghi nhật ký hoạt động điện tử, nhận biết ngư trường và hỗ trợ tránh bão,... Trong điều kiện tác nghiệp ngoài biển khơi không có kết nối Internet, đồng thời các dữ liệu cần thiết của mối loại tàu thuộc các chuyên ngành khác nhau cũng được gửi lại các phân vùng chuyên ngành tương ứng trên máy chủ cho cơ quan quản lý tạo thành một chu trình hai chiều khép kín theo cơ chế tự hoàn thiện theo thời gian.
Đây là một trong những giải pháp công nghệ tiên tiến góp phần vào việc thực thi và đưa Nghị quyết số 36 - NQ/TW vào cuộc sống.
Những đề xuất
Xây dựng hệ thống gồm 3 hợp phần chính
Máy chủ dữ liệu tập trung và các dịch vụ Cloud
Đặt trên lãnh thổ Việt Nam
Các dịch vụ Cloud trên máy chủ phục vụ việc quản lý tài khoản người dùng, phân vùng dữ liệu dùng chung và các vùng dữ liệu chuyên ngành, nhận dữ liệu từ tàu gửi về phân loại vào các phân vùng tương ứng, gửi dữ liệu hỗ trợ và các dữ liệu chuyên ngành ra tàu, dịch vụ đáp ứng việc tra cứu, tìm kiếm chia sẻ thông tin trên Web.
CSDL chuyên ngành và CSDL nền dùng chung:
Các chuyên ngành khác nhau có thể triển khai trên hạ tầng của hệ thống, có quyền Admin đối với phân vùng dữ liệu tương ứng trên máy chủ, có quyền chia sẻ với các phân vùng dữ liệu khác, thông qua Cloud, xử lý và đẩy các dữ liệu hỗ trợ từ máy trạm tại cơ quan lên phân vùng dữ liệu trên máy chủ tương ứng;
Quản trị hệ thống phân loại tất các dữ liệu gửi về, tổng hợp nhiều nguồn dữ liệu chuyên ngành khác nhau để tạo ra các lớp dữ liệu nền dùng chung;
Thiết bị gắn trên tàu và ứng dụng hỗ trợ các hoạt động trên biển; Thiết bị phần cứng gắn trên tàu là các thiết bị giá rẻ, thông dụng, Việt Nam có thể chủ động sản xuất được; Có màn hình to để hiển thị thông tin, cảm ứng đa điểm, dễ thao tác; Tích hợp sẵn chức năng la bàn, định vị vệ tinh và kết nối Internet; Ứng dụng hỗ trợ dạng Mobile hoặc Web dễ dàng sử dụng cho mọi tầng lớp đối tượng khác nhau khi thao tác trên biển hoặc trên đất liền.
Mô hình kết nối và tương tác giữa các thành phần hệ thống như sau
Thí điểm trên mô hình thu nhỏ
Hiện nay, đã xây dựng xong phiên bản thử nghiệm theo mô hình trên ở quy mô thu nhỏ với việc thuê 1Gb dung lượng máy chủ có sẵn dịch vụ Cloud cho phép đơn vị chuyên ngành cập nhập dữ liệu hỗ trợ từ máy trạm lên máy chủ và cho phép ứng dụng trên tàu cập nhập dữ liệu từ máy chủ xuống thiết bị trên tàu. CSDL nền dùng chung là bản đồ biển ở tỷ lệ nhỏ và mô hình DEM địa hình đáy biển. CSDL chuyên ngành là các đường phân chia, các khu vực đặc thù và các vị trí đánh dấu trên biển. Thiết bị đưa xuống các tàu là các điện thoại di động hoặc máy tính bảng chạy hệ điều hành Android với phần mềm hỗ trợ do chúng tôi tự xây dựng. Kết quả bước đầu như sau:
Chạy trên hệ điều hành Android thông dụng để tận dụng được các thiết bị phần cứng có màn hình rộng, đa điểm chạm, dễ sử dụng, dễ thao tác, dễ điều khiển, giá rẻ, có sẵn và Việt Nam có thể chủ động sản xuất được, đặc biệt được tích hợp sẵn chức năng định vị vệ tinh GNSS, chức năng la bàn và các kết nối 3G, 4G, Wifi, Bluetooth, USB tạo ra một công cụ hỗ trợ bỏ túi tiện dụng, cũng như chạy trên các màn hình lớn chuyên dụng lắp trong cabin tàu như một hải đồ điện tử chuyên dụng.
Hỗ trợ các hoạt động trên biển trong thời gian thực trong điều kiện trên biển không có kết nối Internet, bằng cách đưa tất cả các dữ liệu và chức năng hỗ trợ từ Máy chủ xuống thiết bị trên tàu trước mỗi chuyến đi biển. Với việc quản lý quy trình tàu xuất nhập bến cho phép cơ quan quản lý kiểm soát được lượng tàu đang ra khơi, đồng thời quản lý giám sát được phạm vi hoạt động và sự vi phạm trong khai thác thủy sản của các tàu.
Các chức năng chính gồm: Thao tác trên hải đồ có các đường phân chia, tự động nhận diện và cảnh báo các vùng ranh giới, đánh dấu vị trí, tìm kiếm, dẫn đường, đo đạc, xác định hướng, vận tốc, tọa độ, độ sâu, ghi giám sát hành trình ghi nhật ký khai thác điện tử, tránh bão, tìm các vị trí tránh trú an toàn gần nhất, gửi dữ liệu về cho cơ quan quản lý và quản lý quy trình xuất nhập bến.
Chi tiết các chức năng của ứng dụng hỗ trợ trên biển như sau:
Hiển thị và thao tác với bản đồ nền dạng hải đồ kèm theo các khu vực đặc thù và đường ranh giới trên biển;
Đánh dấu, dẫn đường, tìm kiếm, xác định toạ độ, độ sâu trong thời gian thực;
Nhận diện và cảnh báo các vùng ranh giới; nhận diện và cảnh báo chiều dài, công suất tàu tương ứng với vùng bờ, vùng lộng và vùng khơi. Cảnh báo khi tàu đi vào các khu vực hải phận nước ngoài, khu vực bảo tồn, cấm khai thác...;
Đánh dấu và tìm kiếm ngư trường, hiển thị dữ liệu dự báo ngư trường;
Ghi giám sát hành trình gồm thông tin thời gian, toạ độ, độ sâu và vùng khai thác;
Ghi nhật ký khai thác điện tử với khả năng tự động hoá tối đa, cho phép chỉnh sửa và lưu lại nhật ký trên thiết bị, tự động gửi dữ liệu dạng file nhật ký số về cơ quan quản lý;
Xác định vị trí tâm bão và hướng bão để hỗ trợ tàu tránh bão;
Tìm nơi tránh trú an toàn với gần 3000 điểm cảng và đảo;
Quản lý tàu xuất nhập bến để kiểm soát được lượng tàu đang ra khơi;
Cập nhật các dữ liệu mới khi tàu xuất bến trước mỗi chuyến đi biển.
Một số hình ảnh chạy thí điểm như sau:
Trên cơ sở các đường, vùng ký hiệp định với các nước và đường EEZ của các nước, hệ thống xác định được 1 vùng khơi tham khảo cho tàu của Việt Nam có thể tự do hàng hải và khai thác thủy sản an toàn, hợp pháp trên Biển Đông. Ngoài ra đường cơ sở, đường xác định vùng bờ, vùng lộng cũng được đưa vào để phục vụ các hỗ trợ và nhận diện trên biển.
Menu các chức năng chính
Tất cả các chức năng đều chạy song song, đồng thời, trong khi tàu vẫn đang chạy, hệ thống vẫn đang dò độ sâu và nhận diện vùng ranh giới trong thời gian thực.
Hệ thống có thể chạy tốt trên các thiết bị Android 4.0 trở lên như điện thoại hoặc máy tính bảng có cầu hình thấp, chỉ cần máy có cấu hình tối thiểu bộ nhớ Ram 1Gb, bộ nhớ lưu trữ 8Gb, màn hình 4,2in là có thể chạy mượt các chức năng. Trang “DL Tàu”: Cho phép nhập vào các thông tin liên quan đến tàu (Các thông tin này sẽ được ghi nhớ cho đến khi thay đổi).
Hiển thị các thông tin về tọa độ và sai số vị trí tàu trong thời gian thực, thông tin về việc quét các vệ tinh phục vụ cho việc định vị trên biển.
Tùy chọn Hiện nhãn tàu, đường ranh giới, kéo bản đồ và hiện điểm Gim
Tùy chọn dự báo ngư trường, cho phép hiển thị các ô dự báo ngư trường cá đối với một số nghề cá như: Câu, chụp, khai thác cá nhỏ, ngừ vằn, rê, vây
Trang “Né bão”: Cho phép tự động nhận bản tin bão khi ở vùng ven bờ có kết nối Internet, hoặc nhập thông tin vị trí tâm bão và hướng bão bằng tay từ việc theo dõi đài duyên hải, sau đó hệ thống sẽ hiển thị vị trí tâm bão và hướng bão trên nền hải đồ. qua đó biết được vị trí tương quan của tàu so với vị trí tâm bão và hướng bão để đưa ra phương án di chuyển tránh bão hợp lý nhất. Ngoài ra, hệ thống cũng cho phép tắt/bật việc hiển thị các loại thành phần La bàn khác nhau nếu thấy cần thiết.
Lựa chọn Menu giữ tay, cho phép hiển thị một Menu phụ tại vị trí giữ tay trên Hải đồ, có các chức năng đánh dấu điểm, tìm vị trí an toàn gần nhất và dẫn đường đến điểm.
Chạy đa nhiệm: Tính toán vị trí tàu, vùng ranh giới chứa tàu, độ sâu tại vị trí tàu.
Hiển thị nhãn tàu, vị trí tâm bão, hướng bão, đo khoảng cách giữa 2 điểm bất kỳ, xác định độ sâu tại điểm bất kỳ.
Dẫn đường đến vị trí lựa chọn hoặc vị trí bất kỳ, tính toàn độ lệch hướng và khoảng cách tới đích.
Khi tàu di chuyển ra ngoài vùng khơi Biển Đông hoặc vào vùng hải phận nước ngoài thì ngoài cảnh báo trên màn hình, còn có cảnh báo bằng âm thanh.
Hiển thị DEM 3D và đường Contoure khá đẹp.
Lưu vị trí và Gim điểm ra màn hình: Nhập tọa độ theo format tự do, hệ thống có thể tự nhận dạng và hiểu được cách nhập dữ liệu của người dùng.
Tìm kiến thông minh: Có tìm kiếm theo các khái niệm gần đúng của người dùng và rất nhiều mã điều khiển có thể nhập vào phần này.
Trang “Lý trình”:
Trước khi tàu xuất bến chọn nút gửi xuất bến để gửi tin nhắn thông báo và xin lên xuất bến đến 1 số điện thoại của cơ quan quản lý ở trang “Nhật ký”.
Cho phép chọn và thay đổi khoảng cách ghi giám sát hành trình giữa 2 điểm liền kề (từ 1 đến 100 m), sau đó bật chế độ ghi GSHT để bắt đầu ghi dữ liệu GSHT vào bộ nhớ.
Chọn lưu vết tàu để lưu DL ghi GSHT vào thiết bị và giải phóng bộ nhớ, nếu chúng ta không chủ động lưu thì ứng dụng cũng tự động lưu sau 1000 điểm ghi hoặc khi thoát ứng dụng.
Quản lý file GSHT: Hiển thị, ẩn, xóa.
Nhập vào địa chỉ email của cơ quan quản lý để gửi DL GSHT và NKKT khi tàu cập bến.
Trang nhật ký tự động hóa tối đa việc ghi nhật ký kiểm tra, lúc rảnh có thể chuyển qua chế độ quản lý nhật ký kiểm tra để biên tập chỉnh sửa lại thông tin các mẻ lưới cho chính xác.
Khi tàu cập bến có thể gửi Email toàn bộ các mẻ lưới của chuyến đi biển đến địa chỉ Email của cơ quan quản lý ở trang lý trình hoặc gửi tin nhắn từng mẻ lưới đến số điện thoại ở đây
Kết luận và kiến nghị
Với khả năng chuyên môn, tâm huyết và trách nhiệm của mình trong các vấn đề về Biển Đông nói chung và hoạt động phát triển KT-XH, QP-AN trên biển nói riêng, đã tạo động lực thúc đẩy chúng tôi nỗ lực không ngừng để xây dựng hệ thống này.
Với lợi thế về dữ liệu và công nghệ, đặt mục tiêu hướng tới một giải pháp thông minh sử dụng trí tuệ nhân tạo để xây dựng một hệ thống quản trị biển tổng hợp theo chu trình tuần hoàn từ việc đưa dữ liệu hỗ trợ ở đất liền ra biển cho đến việc thu nhận dữ liệu ngoài biển từ các tàu gửi về để xử lý hoàn thiện tập dữ liệu hỗ trợ, tạo ra 1 hạ tầng kỹ thuật làm cầu nối giữa các trung tâm dữ liệu ở đất liền với các hoạt động trên biển, cho phép các chuyên ngành khác nhau có thể triển khai trên đó. Trong đó, công cụ hỗ trợ các hoạt động trên Biển Đông có thể chạy trên các thiết bị di động nhỏ gọn, hiệu quả, chủ động, trong thời gian thực như 1 trợ lý ảo hoặc chạy trên các màn hình lớn lắp trong Cabin Tàu, với thiết bị phần cứng giá rẻ mà Việt Nam có thể tự sản xuất được.
Một điểm đáng kể nữa của hệ thống này là tính chủ động sáng tạo rất cao, từ phía người sử dụng, bên cung cấp dữ liệu cho đến đội ngũ phát triển (Người sử dụng có thể kết hợp cho các mục đích sử dụng khác nhau. Bên cung cấp dữ liệu hỗ trợ như ngư trường, ranh giới, bản đồ, khí tượng thủy văn chỉ cần đẩy dữ liệu lên phân vùng máy chủ tương ứng là tự nó đến được thiết bị trên tàu. Bên phát triển có thể ngay lập tức thêm bớt chỉnh sửa các chức năng, giao diện cho phù hợp với thực tiễn mà không phụ thuộc vào bên thứ 3 nào). Có thể nói đây là giải pháp tạo ra cầu nối để đưa các dữ liệu và chức năng từ trong các ý tưởng, viện nghiên cứu và phòng thí nghiệm ra ngoài biển, để hỗ trợ đắc lực cho các hoạt động trên biển.
Cần phối hợp với các cơ quan quản lý ở các cấp từ trung ương đến địa phương để xây dựng dự án hoàn thiện hệ thống này, đưa thêm các chức năng đặc thù của địa phương và chuyên ngành biển vào, gắn các chức năng của ứng dụng với quy trình nghiệp vụ quản lý nhằm tăng cường hỗ trợ thiết thực cho các hoạt động trên Biển Đông.
NGUYỄN TUẤN ANH
Trung tâm Thông tin, dữ liệu Biển và Hải đảo Quốc gia
Tóm tắt: Bài báo nghiên cứu giải pháp xử lý chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) bền vững cho Việt Nam thông qua tích hợp công nghệ vi sinh (phân hủy sinh học) và nhiệt phân. Trước áp lực gia tăng rác đô thị và yêu cầu phát triển kinh tế tuần hoàn, phương pháp này được đề xuất nhằm tận dụng tài nguyên từ rác, giảm chôn lấp và phát thải.
Nếu ở Kỳ 1, độc giả đã thấy những định hướng chiến lược và công nghệ xanh mở ra lối đi mới cho nông nghiệp Việt, thì đến Kỳ 2, điểm nhấn lại nằm ở những giải pháp cụ thể. Từ phòng thí nghiệm, nhiều nghiên cứu khoa học đã bước ra thực tiễn, đồng hành cùng doanh nghiệp, tạo nên các mô hình thành công: từ công nghệ bảo quản mới, chế biến cà phê hiện đại, đến kinh tế tuần hoàn phụ phẩm tôm và nâng tầm sản phẩm truyền thống như nước mắm. Đây chính là những hạt nhân giúp nông sản Việt gia tăng giá trị và chinh phục thị trường quốc tế.
Cao chloroform của Bí kỳ nam (Hydnophytum formicarum Jack.) được sắc ký cột với các hệ dung môi có độ phân cực khác nhau và kết hợp với kỹ thuật sắc ký lớp mỏng để thực hiện quá trình phân lập và tinh sạch các hợp chất. Cấu trúc của các hợp chất được xác định bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân và kết hợp so sánh với tài liệu tham khảo. Ba hợp chất được tinh sạch và xác định cấu trúc bao gồm luteolin (1), quercetin (2) và quercitrin (3).
Hoạt tính xua đuổi hiệu quả của p-menthan-3,8-diol (PMD) đã được chứng minh là hiệu quả an toàn cho sức khỏe, tuy nhiên, hợp chất này vẫn chưa được sử dụng phổ biến ở Việt Nam. Đã có một số công trình nghiên cứu khảo sát tổng hợp PMD chủ yếu sử dụng xúc tác acid H2SO4 loãng với các điều kiện phản ứng khác nhau về thời gian và nhiệt độ.
Cháy nổ trong sinh hoạt dân dụng vẫn là một vấn đề nhức nhối tại Việt Nam, gây ra những thiệt hại nặng nề về người và tài sản do sự bất cẩn hoặc lỗi thiết bị điện. Các hệ thống cảnh báo cháy truyền thống thường có độ trễ cao, chỉ phản ứng khi cháy đã xảy ra rõ ràng, dễ gây báo động giả và thiếu khả năng cảnh báo từ xa.
Khu vực đảo Palawan (Philippine), Sempoma SABAH (Malaysia) nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa với hai mùa mưa, mùa khô rõ rệt. Tại Palawan, trung bình năm nhiệt độ không khí 28,50C, độ ẩm trung bình 58,4%, tổng lượng mưa 2.920 mm, tổng số giờ nắng trong khoảng 2,180 - 2,307h, nhiệt độ nước biển 29,30C và độ muối nước biển 33,3‰.
