Автономия: видение автономного судоходства

Rolls-Royce и Европейское космическое агентство (ESA) подписали новаторское соглашение о сотрудничестве, направленное на осуществление космической деятельности в поддержку автономных, дистанционно управляемых перевозок и продвижение инноваций в европейской цифровой логистике. Изображение: Courtesy Rolls-Royce Marine

Конец 2018 года дает прекрасную возможность рассказать о некоторых мерах, которые были приняты морской отраслью за последний год для развития лучшего понимания автономного судоходства. Стремление к автономному судоходству было принято многими крупными игроками, такими как Rolls Royce и Wärtsilä, и это привело к появлению множества новых стратегий, концепций и проектов, которые раздвигают границы технологических инноваций. Дело уже не в том, сможет ли технология достичь этого следующего шага, а в том, как технология используется для ее достижения, и в том, что нам нужно сделать как отрасли, чтобы обеспечить безопасность и эффективность автономных операций.

В последние годы автономное судоходство претерпело огромные изменения. Чтобы привести местный пример для меня, в Финляндии правительство решило в 2017 году поддержать инициативу под названием «Одно море», целью которой является управление автономными морскими экосистемами к 2025 году. Кроме того, ÄlyVESI - Smart City Ferries начала работу над проектом, который в конечном итоге будет обеспечить основы для требований класса для автономных судов.

В настоящее время ведутся многочисленные проекты разработки, и мы увидим модели, которые будут отличаться различными уровнями автоматизации и автономности.

Эти прототипы в конечном итоге будут направлены на создание практичного автономного судна, подходящего для повседневных задач в судоходной отрасли.
Интерес к автономному судоходству проявился на недавно завершившейся конференции Общества морских архитекторов и морских инженеров (SNAME), на которой я выступил с докладом об автономных судах, в которых рассматривалось значение стабильности; фактор, который имеет решающее значение для любого корабля. В этой статье я выйду за рамки этого, а также рассмотрю развивающиеся правила, дизайн и технологии в рамках автономного судоходства. Все эти ключевые области должны будут сотрудничать для достижения наилучшего возможного результата.

Правила
Технические границы автономного судоходства, в общем и целом, менее значительны, чем нормативные. Работа, чтобы изменить это, однако, началась. 99-я сессия Комитета по безопасности на море состоялась в мае 2018 года, на которой официально началась работа по рассмотрению нормативно-правовой базы, и она будет продолжаться в течение следующих четырех сессий до середины 2020 года. Комитет также сосредоточен на вопросах безопасности, безопасности и экологической безопасности. Эксплуатация морских автономных надводных кораблей (МАСС). МАССА была определена как корабль, который в той или иной степени может действовать независимо от человеческого взаимодействия.

Нынешние международные морские правила, касающиеся устойчивости судна, в значительной степени обусловлены допущением, что судно обслуживается, и основаны на главе II-1 Конвенции СОЛАС под названием «Конструкция - Конструкция, подразделение и устойчивость и устойчивость, механизмы и электрические установки». Тем не менее, для беспилотных кораблей, таких как двойное дно, будут применяться некоторые требования для построения безопасного корабля с точки зрения устойчивости.

Автономной промышленности также придется бороться с тем фактом, что скорость технологических разработок опережает глобальное нормативное развитие, что видно по тому времени, которое потребовалось для поддержания четких руководящих принципов ограничения серы на 2020 год. Многие национальные регулирующие органы поощряют судоходную отрасль испытывать автономные или дистанционно контролируемые операции судов в национальных водах, что является позитивной инициативой. Это привело к тому, что многие страны разработали свои собственные правила на начальных этапах испытаний. Тем не менее, в долгосрочной перспективе необходимо сотрудничество между разными странами для обеспечения согласованности правил.

Инициатива по усовершенствованным автономным водным приложениям
Одним из примеров исследования, которое было проведено, является инициатива AAWA или «Расширенные автономные водные приложения».
С февраля 2015 г. по июнь 2017 г. совместный промышленный и академический исследовательский проект по автономным судам получил финансирование в размере 6,5 млн. Евро от Финского агентства по финансированию технологий и инноваций. Проект стремился проанализировать различные научные проблемы, связанные с автономной работой судов; технологические потребности, риски, стимулы и правила / обязательства. Именно благодаря этой инициативе можно было разрабатывать автономные и дистанционные операции для судовой навигации, оборудования и всех бортовых операционных систем. Rolls Royce и другие ведущие игроки отрасли, включая NAPA, DNV-GL, Deltamarin и Inmarsat, возглавляли проект, а партнерами по исследованию были Университет Аалто, Технологический университет Тампере, Университет Або Академи и Технический исследовательский центр VTT в Финляндии.

На первом этапе инициативы AAWA был сделан вывод о том, что будут иметь место гибридные различия между решениями для удаленной и автономной систем. Тем не менее, как уже упоминалось ранее, технология для обеспечения автономного тока судов существует, но многое еще предстоит сделать, чтобы обеспечить ее надежность.
Например, автономные корабли могут снизить риск человеческой ошибки, если нет экипажа, но будут создаваться новые типы рисков, а это означает, что суда должны будут быть такими же безопасными, как и существующие, возможно, даже в большей степени. Большой объем работы все еще необходим для устранения рисков с помощью новых или адаптированных технологий. Основной темой, которая была затронута в инициативе AAWA, было информирование о ситуации на море и автономная навигация. В настоящее время пара человеческих глаз и ушей в настоящее время используется в качестве основных датчиков для принятия решений и операций, независимо от того, оснащен ли судно цифровыми датчиками или нет.

Это означает, что логической отправной точкой является анализ текущего обширного портфеля сенсорных продуктов на судах, чтобы оценить, доступны ли они и пригодны ли для автоматизации. Зачем сосредотачиваться на разработке новых продуктов, если подходящий продукт уже существует?
Каковы следующие шаги? Технологические решения должны быть проанализированы более глубоко, чтобы понять новые риски, правовые проблемы и заинтересованные стороны, вовлеченные в автономные операции. В конечном счете, изменения возможны, но необходима политическая готовность и проблемы ответственности.

Действия этой инициативы вызвали четкое понимание того, что стабильность будет оставаться жизненно важной независимо от того, является ли корабль автономным или нет.

Управление стабильностью автономного судоходства
Управление устойчивостью остается важной частью процесса проектирования, будь то пилотируемое или автономное судно. Дизайнеры должны будут начать понимать новые технологии, такие как датчики, большие данные и искусственный интеллект, если на берегу принимается больше решений. Новые инструменты, программное обеспечение для контроля устойчивости, продольной силы и движения также могут быть рассмотрены морскими специалистами. Для них будет важно выходить за рамки текущих процессов проектирования судов и учитывать влияние автономных операций.

Компьютеры стабильности, которые обычно обрабатывают данные для 200 источников датчиков, также будут оказывать большее влияние из-за значительного увеличения числа используемых датчиков из-за автономии на судне. Это создаст более качественные ситуационные данные и обрабатываемые прогнозы с возможностью введения улучшенного мониторинга погоды, перемещения грузов и других технических областей. NAPA Fleet Intelligence - современный пример использования встроенного программного обеспечения для мониторинга и улучшения характеристик судов. Затем его можно проанализировать с берега, используя облачное программное обеспечение; что повышает осведомленность о прогнозируемой погоде вдоль морского прохода, оптимизирует работу судов и повышает безопасность грузов и судов. Все это - конечные цели и процессы автономного судна или корабля с дистанционным управлением. Этот вид бортовой технологии помог пионеру автоматизировать и создавать отчеты для мониторинга судов.

Компьютер стабильности также станет основой для предоставления решений по стабильности и автоматического планирования планов на основе данных, поступающих от этих датчиков, что еще раз подчеркивает тот факт, что офицер по стабильности и экипаж не понадобятся на борту. Тем не менее, в качестве альтернативы, различные сценарии с компьютера могут быть переданы через облако на берег, оставляя принятие решения для береговой команды.

Дизайн
Первоначальный дизайн автономных кораблей все еще находится в зачаточном состоянии, так как прогресс постоянно совершенствуется в технологической части. Тем не менее, морские архитекторы рассматривают многочисленные факторы и исследования, чтобы понять, как это повлияет на стабильность и безопасность судна. Например, конструкции автономных судов не должны учитывать места экипажа, диспетчерские и мосты, но вместо этого должны быть адаптированы к автоматическим операциям и альтернативным движительным системам. Военно-морские архитекторы также должны будут гарантировать, что автономные суда пригодны для этой цели, поэтому разработка в первую очередь ориентирована на более мелкие суда, а не на пассажирские, поскольку связанных с этим рисков будет меньше.
Новая потребность дизайна также появляется; а не само судно, этот фокусируется на требованиях к проектированию наземных центров для управления работой судов, так как они могут незначительно отличаться от обычных оперативных центров флота. Это еще раз подчеркивает, что индустрии автономного судоходства потребуется время для определения наилучшей практики эксплуатации.

Где дальше?
Теперь, когда исследования и моделирование переходят к испытаниям с существующими и новыми решениями, будущее автономного судоходства медленно, но верно прогрессирует. Решения по обеспечению стабильности станут одним из разделов обширной сети для эксплуатации автономных судов, и поставщикам решений, а также судоходным компаниям по-прежнему придется работать над повышением уровня автоматизации и интеллекта при принятии решений, чтобы стремиться к полностью управляемому машиной судну. В конечном счете, автономное судоходство начнет пересматривать морскую отрасль. Юсси Силтанен, Автор

об авторе
Юсси Силтанен - менеджер по продукции в NAPA Safety Solutions. В настоящее время он контролирует управление бортовыми решениями NAPA для обеспечения стабильности и безопасности.