Перспективы автономного судовождения в России: "Аппетит приходит во время еды"

Проекты: U-type
- A + Автор: Олег Гненной КомментарииПрочитано 1556 раз   |
Главным техническим исполнителем проекта автономного судовождения “БЭС-КФ” стала петербургская компания “Ситроникс КТ”, в недавнем прошлом “Кронштадт Технологии”. Её генеральный директор Андрей Родионов рассказал о технических и интеллектуальных решениях, использованных на первых российских автономных судах.
Родионов А. Г., генеральный директор АО “Ситроникс КТ” 
— Андрей Геннадьевич, расскажите о своем участии в проекте и об оборудовании, которое устанавливалось на опытных судах. 

— Мы очень благодарны компаниям, которые тесно работали с нами в рамках проекта. “СовКомфлот” представил арктический танкер “Михаил Ульянов”, который ходит по маршруту платформа “Приразломная” — порт Умба. Это и “Росморпорт” с шаландой “Рабочая”, и компания “Пола Райз” с сухогрузом “Пола Анфиса”. Сухогруз работает в акватории Черного и Средиземного морей, в Италии и Турции. А “Рабочая” эксплуатируется в акватории Черного и Азовского морей. Всего в проекте задействовано четыре судна. Почему четыре?  Пульт дистанционного управления, который командует “Рабочей”, расположен на земснаряде “Редут”. Два других пульта размещены в офисах владельцев (“Совкомфлота” и “Пола Групп”) в Санкт-Петербурге. 
Пульт дистанционного управления шаландой “Рабочая”, установленный на “Редуте” / Фото: АО “Ситроникс КТ” 
Мы спроектировали и установили оборудование на всех четырех судах. Ни одно из них не выводилось при этом из эксплуатации, чем гордимся. Оснащение судов, одобрение регистра — все проходило параллельно основной работе: сухогруз фрахтовался, возил грузы, шаланда выполняла свои дноуглубительные работы, “Михаил Ульянов” эксплуатировался как арктический челночный танкер. 

Еще одним предметом гордости стало то, что нам удалось подключиться к устройствам управления судов различных производителей. Суда были абсолютно разные по задачам, размерам, степени автоматизации, приборам. На шаланде за давностью лет даже не удалось установить производителя оборудования. Тем не менее, разработали протоколы сопряжения и подключились к системам управления движением и датчикам навигационной информации, что позволило выдавать команды на винторулевые колонки и азиподы. 

Пульт дистанционного управления аналогичен тому, что стоит за моей спиной. Непосредственно на самих судах устанавливался программно-аппаратный комплекс, включающий автономную навигационную систему (АНС). Это сердце всего устройства. Она работает с картами, с получением навигационных данных от АИСа, радара, обзорно-поисковой системы. Эти данные интегрируются, они видны оператору на пульте дистанционного управления. В АНС интегрирован модуль, который отвечает за математику расхождения, определяет опасные цели и предлагает капитану маневры для расхождения в соответствии с требованиями МППСС-72. Требования были “перетолкованы” силами экспертной группы, затем изданы Росморречфлотом на языке, приемлемом для реализации  в  машинных алгоритмах. Не секрет, что все конвенции написаны для живых людей. Там зачастую присутствуют недетерминированные требования. Машинная же система требует достаточно четких значений. Такая работа была проделана, документ издан и реализован в наших системах.

Обзорно-поисковая система — это программное обеспечение и набор камер, которые дают картинку 360°. Они позволяют видеть то, что человек воспринимает глазами и то, что он видит с биноклем. Есть камера дальней зоны, которая смотрит на расстояние до 12 миль. Изображение можно приблизить, включить тепловизор в условиях плохой видимости. Следующая функция системы — распознавание объектов. Тоже нетривиальная задача, потому что многие компании, работающие с подобными устройствами, занимаются распознаванием лиц или объектов с дронов. В нашем же случае речь идет о низкоконтрастных объектах разной размерности на больших расстояниях и на морской поверхности,  которыми раньше никто не занимался.

Система была создана с нуля нашим подрядчиком, и до сих пор продолжается обучение нейросети, чтобы она с высокой точностью (до 95%) определяла тип судна, расстояние до него и скорость. Это является третьим каналом получения информации после АИСа  и радара. При распознавании определяется судно, берутся данные из формуляра АИС, идет интеграция этих данных, и вся информация становится доступной человеку, который находится за пультом дистанционного управления. 

— Как происходит сама работа? 

— Оператор на пульте формирует маршрут автономного плавания и передает его на судно. После физического переключения режима судно переходит в автономный режим и движется по путевым точкам, сформированным ранее. При наличии целей, которые система определяет, как опасные, она предлагает маневры расхождения в соответствии с рекомендациями конвенции по предотвращению столкновения судов. На нынешнем этапе все маневры одобряются или не одобряются капитаном, поскольку конвенции сегодня определяют капитана, как человека, принимающего решения. При одобрении судно выполняет  маневр и возвращается на свой прежний маршрут. 

Есть еще один режим — дистанционный. Огромным судном можно управлять с ручки в виде джойстика, как любой радиоуправляемой машинкой. Система предназначена для движения в открытом море. Для движения в узкостях, в порту, в реках требуется дальнейшее развитие этих систем. Сейчас мы ходим дистанционно в открытом море и можем ходить достаточно продолжительное время. Эта часть пути покрывает до 80% маршрута судна. 
 
Фото: АО «Ситроникс КТ»
Фото: АО «Ситроникс КТ»
Фото: АО «Ситроникс КТ»
Элементы системы автономного судовождения на сухогрузе “Пола Анфиса”
Уже сегодня ясны преимущества подобных автономных систем. Во-первых, их использование снижает моральную и физическую нагрузку на  команду. Число таких специалистов в смене можно сократить, можно сделать меньше смен. Можно использовать систему, как поддержку при принятии решений. Маневры продолжат совершать люди, но система будет предлагать варианты. 

После хождения в открытом море в автономном или дистанционном режиме управление опять передается на судно, которое управляется уже капитаном. Данная концепция была одобрена Российским морским регистром судоходства, есть соответствующий документ. Все оборудование, ставившееся на суда, также проходило одобрение. В рамках принципа полной функциональной эквивалентности мы выполняли все существующие нормативные документы. Схемы, чертежи, установка предъявлялись классификационному обществу и им одобрялись. Тем самым, мы сделали возможным применение данной технологии уже сегодня. 
Элемент пульта дистанционного управления / Фото: АО «Ситроникс КТ»

— Какова реакция судовладельцев на работу системы? 

— Аппетит растет во время еды. Когда мы начинали этот проект, была идея продемонстрировать возможности технологии. Но в процессе работы мы получили больше сотни конкретных пожеланий, замечаний и предложений от судовладельцев. Много функционала отрабатывалось по ходу исполнения проекта, чтобы снабдить команду той информацией, которую человек привык воспринимать в удобной для него форме. 

Поэтому проект далеко вышел за простую демонстрацию технологий. Сейчас мы стремимся к тому, чтобы создать готовый продукт, упаковать его и как некую систему предлагать рынку. Это с одной стороны. С другой, например, на шаланде капитаны говорят: “Нам очень нравится, когда вы проводите опытную эксплуатацию.” Шаланда имеет особенность, она плоскодонная, ее надо жестко держать. При постановке в дистанционный или автономный режим за всем движением следит автоматика, человек может расслабиться, выпить чашку кофе, понимая, что судно все равно идет по курсу, за ним следит автоматика. Капитанам это очень нравится. Они просят оставить эти системы после тестовой эксплуатации.     

— Шаланда сможет позиционироваться в автоматическом режиме во время погрузки? 

— Если говорить про шаланду, там есть идея реализовать караванную проводку. Сейчас делаются первые шаги по отработке этих технологий. Пульт управления устанавливается на некое головное судно (в данном случае, на земснаряд), а остальные шаланды управляются с него уже в автономном режиме. Это позволяет решать вопросы, связанные с караванной или ледовой проводкой, дноуглубительными караванами, когда есть один земснаряд, четыре шаланды, которые занимаются своими операциями. Это отдельное направление развития этих технологий.  

— Какие сложности были с поставкой или монтажом оборудования на “Михаиле Ульянове”? 

— На судах сейчас, как правило, стоит импортное оборудование. Компания-производитель изначально пообещала, что сопряжение нашей системы с оборудованием можно будет провести в удаленном режиме, обеспечив авторский надзор по каналам аудио- и видеосвязи. В дальнейшем позиция изменилась, и было принято решение прислать специалиста. И действительно, организационные мероприятия по его приезду в Россию заняли много времени. Потребовалось обращение и в Минпромторг, и в МВД, формирование приглашений, получение рабочих виз. На это ушло несколько месяцев. Можно констатировать, что ковид достаточно сильно повлиял на сроки проекта. 

— Судовождение и навигация не являются единственной нагрузкой для экипажа. Планируются ли какие-то дальнейшие шаги по повышению уровня автономности?

— Безусловно, да. Есть дальнейший план развития продукта. В первую очередь, чтобы закрыть полностью функцию движения от точки до точки, планируем развивать движение в узкостях, в порту, по рекам. Уже есть пилотный проект, разглашать не буду, пока это конфиденциальная информация. Но навигация на реке достаточно сильно отличается от навигации в море, речные карты, они другие. Фарватер рек тоже отличается, движение там строится по другому принципу. 

Также займемся движением в порту, более точным позиционированием, швартовкой. Придется создавать  системы высокоточного позиционирования до нескольких сантиметров, системы автоматической швартовки и, возможно, создание дополнительных навигационных разграждений. 

Далее идут системы, которые в той или иной мере уже существуют - системы контроля и диагностики, например, мониторинга оборудования. Системы контроля  перемещения грузов. Понятно, что когда людей мало, нужно смотреть, как грузы расположены в трюмах, надежно ли они закреплены. Там тоже соответствующие системы нужны. Это уже развитие вспомогательных функций, они у нас в следующем эшелоне задач. 

— Активно обсуждается концепция Reliability сentered maintenance (RCM) — технического обслуживания, ориентированного на безотказность... 

— Мы проговаривали с коллегами из экспертной группы тему предиктивного обслуживания (Predictive maintenance — прогнозное техническое обслуживание — прим. ред). Когда есть телеметрия с огромного количества судов, их датчиков, двигателей, рулей и так далее, на основе анализа этих данных можно предсказывать периоды необходимой замены, планировать техобслуживание и, таким образом, предотвращать аварийность оборудования. На данный момент, это направление тоже включено в тот список, который должен быть реализован в рамках нашей дальнейшей деятельности. Над этим работают небольшие коллективы разработчиков, которые будут создавать  программное обеспечение, учиться обрабатывать такие массивные объемы информации с теми целями, о которых я сказал.  

— Многие эксперты считают, что автономное судно — это, во многом,  автономный двигатель. В эту сторону посмотреть планируете? 

— Буквально сегодня общались с экспертами. Есть мнение, что автономные суда будут электрическими в силу определенной специфики. На этот счет есть много мнений. Да, на данный момент мы не та компания, которая занимается двигателестроением. Наша задача сделать автономными или максимально автономными существующие и строящиеся суда. Мы достаточно бесшовно интегрируемся в те системы, которые там стоят. Если там будут гибридные двигатели, сможем управлять и ими. Будут электрические, справимся и с электрическими. Эти вопросы пока не актуальны для нас.
 
— Интерес к теме автономных судов почувствовали? 


— “Ситроникс КТ” уже подписал соглашения о намерениях с тремя судовладельцами, готовых внедрять наши системы. Крупные компании показывали нам расчеты, для них расходы на полный экипаж — существенная часть операционных затрат. Если мы сможем на 90% пути обеспечить автономное судовождение, это улучшит экономику. Как только улучшается экономика, рынок начинает сам себя раскручивать. 

— Эти новые компании? 
 
— Да.  “Морспецсервис” на Сахалине с грузопассажирскими скоростными судами катамаранного типа, SeaEnergy, строящая инновационные сухогрузы U-Type. Когда наша система будет доведена до продуктового уровня, они предоставят свои суда для дооборудования и последующей эксплуатации автономных технологий.

— КБ не проявляли интереса к разработке конструкций автономных судов? 

— Мы начали проект с уже существующих судов. Для того, чтобы построить судно с нуля, необходимо затратить огромные деньги, спроектировать его, создать совершенно новые системы, когда машина будет общаться с машиной. И такое полностью автономное судно пока нельзя эксплуатировать. Необходимы специальные акватории, потому что такое судно пока не удовлетворяет существующим конвенциям. 

В результате мы получаем достаточно дорогую игрушку, которая на данном этапе на гражданском рынке развиваться не будет. Потому что для коммерческих судовладельцев это вопрос экономики. Они должны четко понимать, зачем это делают. Когда они видят нашу системы, мы объясняем, что она умеет делать, они понимают. Из этого складывается экономика, это дает им прибыль. Полностью автономное судно, построенное с нуля, очень классное и дорогое, эту экономику пока не дает. 

Полностью автономное судно в эксплуатации — это вопрос недалекого будущего. Наш подход позволяет уже сейчас соответствовать всем международным конвенциям. Поэтому наш взор устремлен на существующий флот. В мире ходит до 100 тысяч судов, понятно, что они будут еще эксплуатироваться еще много лет. Поэтому улучшение операционной эффективности на этих судах — задача, в которой заинтересованы судовладельцы и рынок.  

КБ, насколько известно, сегодня рассматривают варианты безэкипажных судов средней и малой размерности для решения специальных задач. Это военные, пограничные корабли для выполнения спецзадач, спасательных операций. На первом плане там эффективность выполнения задач, а не экономические вопросы. Если судно будет способно, например, обнаружить нарушителей границ или гарантированно предупредить какую-то катастрофу, значит, соответствующие ведомства готовы в это вкладываться. Гражданское судостроение — это уже вопросы экономической эффективности. Поэтому, мы в первую очередь смотрим туда. С другой стороны, у нас есть интерес работать с различными бюро по этим направлениям. Всем интересно спроектировать и полностью автономное судно, и предложить решение, как можно обходиться без кают, систем жизнеобеспечения, решать проблемы по электропитанию, электродвижению. Эти вопросы достаточно актуальные. И они будут развиваться. 

— Получается, что речь о полностью безэкипажных судах пока не идёт, а решаются вопросы повышения уровня автоматизации судов?

— На текущий момент, да. ИМО даже отказалось от термина “безэкипажное судно”, потому что безэкипажное означает, что на там не будет людей. Этот изначально брошенный кем-то с легкой руки термин иногда всплывает, но не является актуальным. Сегодня принят термин “автономное судно” — МАНС (MASS). 

Есть еще понятие “Е-Навигация” — это концепция сбора, накопления, распространения морской информации и сервисов в одном облаке, которыми  пользуются в береговых системах, и на борту судна. Мы по аналогии внедрили термин A-Navigation — автономная навигация. И мы говорим, что это не безэкипажное судовождение. Экипаж в том или ином виде присутствует, но это уже автономное судовождение, автономная навигация.

Материалы по теме:

“Мы первые, кто делает доступным автономное судовождение для судоходных компаний”

а-Навигация или Как развиваются в России автономные суда?


 

Подписаться
Автор: Олег Гненной
Поделиться новостью
"Совкомфлот", ПАО Россия, Москва+7 (495) 660-40-00
"Росморпорт", ФГУП Россия, Москва+7 (495) 626-14-25, +7 (495) 411-77-59
"Пола Райз", ООО Россия, Санкт-Петербург+7(812) 416-44-65
"Отраслевой центр "Маринет", автономная некоммерческая организация Россия, Москва+7 495 748-32-47
"Ситроникс КТ", АО Россия, Санкт-Петербург+7(812) 449-90-90


Комментарии   0.

Чтобы принять участие в обсуждении, пожалуйста Авторизуйтесь или Зарегистрируйтесь или

Предыдущая новость