Trí tuệ nhân tạo được sử dụng để ngăn chặn băng trôi gây gián đoạn vận tải biển

Các chuyên gia tại Đại học Sheffield đã phát triển một sự kết hợp của các hệ thống điều khiển và mô hình dự báo trí tuệ nhân tạo (AI) để ngăn chặn băng trôi vào các vùng biển繁忙.

Thông qua việc sử dụng một mô hình hệ thống điều khiển mới được công bố, các chuyên gia đã có thể dự đoán được sự di chuyển của băng trôi. Năm 2020, giữa 479 và 1.015 băng trôi dự kiến sẽ trôi vào vùng nước phía nam của vĩ tuyến 48°, một khu vực có sự di chuyển vận tải biển lớn giữa châu Âu và đông bắc Bắc Mỹ. Năm ngoái, có tổng cộng 1.515 băng trôi được quan sát trong cùng khu vực đó.

Đội ngũ đã dựa vào phân tích trí tuệ nhân tạo thực nghiệm để độc lập hỗ trợ số lượng băng trôi được dự đoán. Họ cũng phát hiện ra sự tăng trưởng nhanh chóng trong số lượng băng trôi hiện diện trong khu vực này trong mùa băng, kéo dài từ tháng 1 đến tháng 9.

Tổ chức Patrol Băng quốc tế (IIP) được cung cấp các phát hiện, và họ sử dụng thông tin để xác định cách sử dụng tốt nhất nguồn lực cho dự báo băng tốt hơn trong mùa. Theo dự báo mùa, các tàu ở vùng biển tây bắc Đại Tây Dương sẽ ít gặp phải băng trôi hơn so với năm ngoái.

Băng trôi gây ra những vấn đề nghiêm trọng và rủi ro vận tải biển ở vùng biển tây bắc Đại Tây Dương. Các hồ sơ cho thấy đã có va chạm và chìm tàu từ thế kỷ 17. IIP được thành lập vào năm 1912 sau khi tàu Titanic chìm, và nhiệm vụ của nó là quan sát băng biển và điều kiện ở vùng biển tây bắc Đại Tây Dương và cảnh báo về các nguy cơ tiềm ẩn.

Rủi ro băng trôi đối với vận tải biển thay đổi mỗi năm. Một năm có thể không có băng trôi băng qua khu vực, trong khi một năm khác có thể có hơn 1.000 băng trôi. Điều này làm cho việc dự đoán trở nên khó khăn, nhưng nói chung, đã có số lượng băng trôi được phát hiện nhiều hơn kể từ những năm 1980.

Năm 2020 là năm đầu tiên trí tuệ nhân tạo được sử dụng để dự đoán băng trôi trong khu vực, cũng như tốc độ thay đổi trong suốt mùa.

Mô hình này được phát triển bởi một đội ngũ do Giáo sư Grant Bigg tại Đại học Sheffield dẫn đầu, và nó được tài trợ bởi chương trình Học bổng Rủi ro Đại dương của công ty bảo hiểm AXA XL. Có một mô hình hệ thống điều khiển và hai công cụ học máy được sử dụng.

Dữ liệu liên quan đến nhiệt độ bề mặt của biển Labrador được phân tích, cũng như sự thay đổi của áp suất khí quyển ở Đại Tây Dương và sự cân bằng khối lượng bề mặt của băng Greenland.

Phương pháp tiếp cận hệ thống điều khiển cơ bản có độ chính xác 80% khi được thử nghiệm với dữ liệu về số lượng băng trôi cho các mùa từ 1997 đến 2016.

Theo một số nghiên cứu trước đây của Giáo sư Bigg, sự thay đổi số lượng băng trôi trôi vào khu vực là do tốc độ calving biến đổi từ Greenland. Tuy nhiên, khí hậu khu vực và dòng chảy đại dương là những yếu tố quan trọng nhất. Số lượng băng trôi cao hơn xuất hiện khi có nhiệt độ bề mặt biển lạnh hơn và gió tây bắc mạnh hơn.

Grant Brigg là Giáo sư Khoa học Hệ thống Trái đất tại Đại học Sheffield.

Chúng tôi đã phát hành dự báo băng mùa kể từ năm 2018, nhưng năm nay là năm đầu tiên chúng tôi kết hợp mô hình hệ thống điều khiển ban đầu với hai phương pháp trí tuệ nhân tạo đối với các khía cạnh cụ thể của dự báo. Sự đồng thuận trong cả ba phương pháp này cho chúng tôi sự tự tin để phát hành dự báo về số lượng băng trôi thấp công khai trong năm nay – nhưng điều đáng nhớ là đây chỉ là dự báo về điều kiện băng trôi, không phải là bảo đảm, và va chạm giữa tàu và băng trôi vẫn xảy ra ngay cả trong những năm băng thấp.

Theo Mike Hicks của Tổ chức Patrol Băng quốc tế, sự sẵn có của một dự đoán đáng tin cậy rất quan trọng khi chúng tôi xem xét sự cân bằng giữa các phương pháp trinh sát hàng không và vệ tinh.

Tiến sĩ John Wardman là Chuyên gia Khoa học Senior trong đội Khoa học và Rủi ro Tự nhiên tại AXA XL.

Tác động của việc mực nước biển dâng đối với sự phơi nhiễm ven biển và sự tăng trưởng hoạt động vận tải biển ở Bắc Cực sẽ đòi hỏi nhiều giải pháp chuyển giao rủi ro hơn thông qua việc sử dụng các sản phẩm bảo hiểm và các chiến lược giảm thiểu “mềm” khác. Ngành bảo hiểm đang theo dõi chặt chẽ Bắc Cực, và mô hình này là một công cụ quan trọng giúp ngành xác định cách hoặc khi nào băng Greenland tan chảy sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến thị trường.