К чему приведет беспилотное судоходство? - Морские вести России

К чему приведет беспилотное судоходство?

29.10.2019

Морской транспорт

Проблемами автоматизации технологических процессов человечество озабочено издревле. Перспективы заманчивые, прежде всего для собственника. Бессловесного автомата не нужно кормить, платить ему зарплату. Автомат, по мнению хозяина, не знает усталости. Безропотный автомат не восстанет, а издержки связаны лишь с его созданием и эксплуатацией. Морской флот в этом смысле не исключение.

Морские профессии практически во все времена были не особенно популярными.

Но, как говорили древние, «Navigare Necesse Est (лат.) – Плавать по морю необходимо». Шли столетия, и необходимость возрастала.

Николай Григорьев, профессор кафедры Технические средства судовождения имени профессора Е.Л. Смирнова ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова

Панацея?

В пору великих географических открытий дух авантюризма и предпринимательства возобладал над опасениями за жизнь, в связи с этим появляется новое выражение: «Navigare Necesse Est, vivere non est necesse (лат.) – Плавать по морю необходимо, жить не так уж необходимо».

Со временем, по мере открытия и освоения новых земель, дух предпринимательства оттеснил дух авантюризма. Романтика пошла на убыль. На смену деревянным судам пришли железные, а на смену «железным» людям пришли «деревянные». Море стало по преимуществу коммерческим поприщем.

В настоящее время в море находится 1-1,2 млн моряков, допустим, столько же находится на берегу в ожидании рейса. На фоне всего населения планеты (7,6 млрд) это не так уж и много – 0,0264%.

Профессия моряка попала в разряд непопулярных, чему способствуют непрерывный рост интенсивности судоходства, социальные проблемы, объемы перевозимых грузов, рост аварийности. Вполне естественно, что проблема квалифицированных кадров способствует автоматизации процессов судовождения, тем более эти вопросы довольно успешно решаются в смежных транспортных отраслях и космосе.

Что же делает морскую профессию непопулярной? По данным, приводимым ИМО, на первом месте (67,6%) – продолжительность контрактов, на втором (34,1%) – обилие бумажной работы и на третьем месте (22,3%) – усталость. К положительным аспектам карьеры на море (резон продолжить работу на море) относятся хороший заработок (27,5%), удовлетворение работой (17,8%) и возможность сделать карьеру (12,4%).

На фоне резкого дефицита кадров в судоходной отрасли переход к беспилотным технологиям представляется панацеей.

Pro et contra

В рамках фундаментальных исследований «Морская беспилотная навигация», которые финансирует Евросоюз, готовят прототип безэкипажного судна для моделируемых ходовых испытаний с целью оценки затрат и выгод технологии: «В связи с этим концерн Rolls-Royce начал разрабатывать дизайн беспилотного морского судна. Судя по всему, холдинг Rolls-Royce, более известный как производитель автомобилей класса люкс, решил всерьез заняться судостроением. Отметим, что к настоящему времени только 16% доходов компании приходится на судостроение. А между тем доля годового оборота судоходной отрасли в мировой торговле, по данным Rolls-Royce, составляет 375 млрд долларов. И при этом морем перевозится 90% грузов».

Как видно, объемы перевозок и доходы от занятия судоходным бизнесом впечатляют, и внедрение новых технологий сулит конкурентные преимущества. Главные аргументы разработчиков в пользу столь амбициозного проекта, по мнению вице-президента компании по инновациям в судостроении и морским технологиям компании О. Левандера, следующие: «Суда без экипажа будут более дешевыми, безопасными и будут меньше загрязнять окружающую среду».

И далее О. Левандер более конкретно перечисляет преимущества постройки биспилотных судов: «В первую очередь беспилотные суда позволят экономить еще во время постройки, поскольку в их конструкции отсутствует мостик, где проживает экипаж. Соответственно, не нужно тратиться на установку и дальнейшее обслуживание электричества, водоснабжения, канализации, кондиционеров и т.д. Вместо этого беспилотное судно сможет взять на борт больше грузов, увеличив прибыль судовладельца. Такие суда перед загрузкой будут на 5% легче обычных, и, как следствие, потребление топлива сократится на 12-15%».

Согласно подсчетам консалтинговой компании Moore Stephens LLP, «отсутствие экипажа на судне также позволит сэкономить солидную сумму средств. Содержание экипажа большого контейнеровоза обходится в 3299 долларов в день, что составляет почти 44% от общего объема операционных расходов. Экипаж заменят компьютеры, которые будут постоянно мониторить и анализировать ситуацию на судне и за его пределами. В этом им будут помогать камеры и датчики, способные гораздо лучше, чем человеческий глаз, обнаруживать препятствия в воде».

И вот тут – внимание!!! Вступает в действие Правило 5 МППСС-72 «Наблюдение», которое гласит: «Каждое судно должно постоянно вести надлежащее визуальное и слуховое наблюдение, так же как и наблюдение с помощью всех имеющихся средств, применительно к преобладающим обстоятельствам и условиям, с тем чтобы полностью оценить ситуацию и опасность столкновения».

(В связи с Правилом 5 произошел курьезный случай, имеющий отношение к рассматриваемой теме – безэкипажному судоходству. Во время занятий на курсах повышения квалификации вдруг один из слушателей встрепенулся и сказал: «Читайте, что там написано. «Каждое судно…», вот к судну и предъявляйте претензии».)

Прежде всего, «визуальное наблюдение» процесс не такой уж и простой. На сегодняшний день нет более совершенного прибора, чем человеческий глаз. Вот что пишет по этому поводу советский физик, основатель научной школы физической оптики в СССР, лауреат четырех Сталинских премий Сергей Вавилов в книге «Глаз и Солнце: О свете, Солнце и зрении»: «Человечество с полным правом гордится современным состоянием фотографии. Но самый совершенный аппарат, снабженный последними достижениями техники, вместе с новейшим фотоматериалом не обладает возможностями, которыми располагает человеческий глаз, и все принципы, на основании которых построен и работает фотоаппарат, отражены в зрительной системе глаза.

Многое в этом замечательном организме еще непостижимо для нас, и можно с уверенностью сказать, что, когда нам удастся вникнуть в еще непонятные свойства глаза, техника оптических приборов будет обогащена новыми усовершенствованиями».

Об уникальности человеческого глаза пишет Дженнифер Эккерман в книге «Краткая история человеческого тела», например, человек может распознать до 2,3 миллиона оттенков цвета. Особенно организм чувствителен к оттенкам красного и зеленого спектра, где он способен распознать разницу в 1% длины волны, причем красный цвет каждый воспринимает по-своему.

Американский психолог Уильямс Джеймс говорил, что мозг работает над полученной информацией «почти как скульптор над каменной глыбой. Из одной и той же глыбы каждый высекает свое». С позиций беспилотной технологии будет хорошо, если все будут «высекать» один и тот же результат, но где гарантия, что информация, например, на встречных или почти встречных курсах будет восприниматься на этих судах одинаково?

Митио Каку, профессор теоретической физики, в книге «Будущее разума» описывает процессы обработки зрительной информации в мозгу человека, «зрение, которое, как нам кажется, совершенно не требует никаких усилий, на самом деле требует последовательного срабатывания миллиардов нейронов и передачи миллионов бит информации в секунду. А теперь вспомните, что мы получаем сигналы от пяти органов чувств, плюс эмоции, связанные с каждым образом… В настоящее время ни одна машина не в состоянии воспроизвести этот сложный процесс, так что его копирование – серьезный вызов ученым, которые хотят создать искусственный гиппокамп человеческого мозга».

Так сколько же информации получает мозг человека? Некоторые данные об этом – в таблице 1.

Таблица 1. Сознание и подсознание «Человеческое тело состоит из 100 триллионов клеток», (триллион - единица с 12 нулями) . Карл Саган «Космос»

Сознание

Подсознание

Масса мозга

17%

83%

Скорость распространения импульса

12-140 миль/час

Свыше 100000 Миль/час

Бит в секунду

2000

400 млрд

Управление восприятием и поведением

2-4%

96-98%

Функции

Сознательные

Несознательные

Время

Прошлое и будущее

Настоящее

Глубина памяти

До 20 секунд

Бесконечно

Итак, на уровне сознания мозг человека принимает 2000 бит информации в секунду, а на уровне подсознания – 400 млрд бит в секунду. А дальше идет обработка информации. Но какой информации? Да той, которую специалист принял. Факт того, что информация, принимаемая на берегу удаленным оператором, будет разительно отличаться от той, которую принимает специалист на судне, не вызывает сомнения. Оба находятся в различных информационных средах. Вывод очевиден – решения будут также разительно отличаться. И эти отличия будут тем сильнее, чем сложнее ситуация. Теория относительности в реалиях жизни.

И будет уж совсем сложно, когда встретятся два судна, на которых установлена аппаратура от различных производителей. В настоящее время над проблемами беспилотной навигации работают несколько фирм в мире, которые по своему изначальному назначению далеки от мореплавания. Из этого следуют далеко идущие выводы. Аппаратура, установленная на беспилотных судах, будет сориентирована на знаниях и физиологических особенностях ее разработчиков, которые в связи со сложившимися даже среди моряков устойчивыми стереотипами, что работа судоводителя не представляет особой сложности, так легко берутся за автоматизацию непосредственно процесса судовождения. А ведь это вопросы прежде всего выполнения требований МППСС-72.

Вахтенный помощник капитана одного судна априори готов к расхождению с другим судном, на котором вахтенный помощник отличается от него самого менталитетом, квалификацией и практическим опытом. Чего нельзя сказать о беспилотных судах.

В Правиле 5 МППСС-72 слуху отведено второе место по объему воспринимаемой информации. Считается, что человек воспринимает слухом 10% информации, но какой информации! По словам нейробиолога Джима Хадспета, ушная улитка не просто спиралевидная полость, как когда-то считалось, а «трехмерная система инерциальной навигации, акустический усилитель и анализатор частот». Физические возможности человеческого уха также потрясают. «Мы можем уловить интервал в несколько микросекунд. Это позволяет нам различать звуки, источники которых находятся всего в нескольких шагах друг от друга».

Сохранится ли «трехмерная система инерциальной навигации» при беспилотных технологиях?

Кроме того, человеческий мозг обладает уникальной способностью отключать раздражители, не способствующие решению конкретных задач, на что вряд ли способна самая высокоавтоматизированная система.

Восприятие геометрии трехмерного пространства на плоскости

Говоря о безэкипажных судах, нельзя отрицать необходимость дистанционного управления человеком, называемым оператором. По сути, это судоводитель, только находящийся на берегу (за многие тысячи миль от центра управления). Проблема дистанционного управления заключается в восприятии пространства, но про нее не говорят те, кто видит в беспилотной навигации панацею.

В 1960-х годах, занимаясь разработкой проблем, связанных с оптикой космических аппаратов, академик Б. Раушенбах задумался, как человеческий глаз, а точнее, человеческий мозг воспринимает пространство. Для наблюдения во время стыковки космических кораблей создаются специальные оптические приборы типа перископов и телекамер, которые, как известно, строят изображение по законам геометрической оптики, то есть в линейной перспективе. Вот тут-то и возник у ученого вопрос: а можно ли доверять этим изображениям? Насколько точно они передают пространство? Ведь стыковка кораблей, происходящая в космосе, требует предельной точности!

Разрабатывая проблему стыковки космических кораблей, Б. Раушенбах задумался о том, как наиболее точно отобразить пространство на экране, ведь космонавт не может наблюдать стыковку непосредственно, а изображение на экране искажалось. В результате ученый разработал новую теорию перспективы. «До сих пор теория перспективы опиралась на работу глаза (если угодно, фотоаппарата), а на самом деле видимая человеком картина пространства создается мозгом. Изображение на сетчатке глаза всего лишь “полуфабрикат”».

Наглядно убедиться в этом позволяют гравюры Моурица Корнелиса Эшера, взять хотя бы его знаменитую гравюру «Водопад», на которой вода «поднимается» самотеком вверх и льется на колесо мельницы. Иллюзия реальности полная.

Закономерно, что вывод, сделанный Б. Раушенбахом, категоричен: «Поставленная задача полной, протокольно точной передачи геометрии субъективного пространства на плоскости картины, оказывается, не имеет решения» (Б. Раушенбах «Геометрия картины и зрительное восприятие»).

Этот вывод следует иметь в виду разработчикам дистанционного управления судами.

В процессе подготовки данной статьи был проведен опрос среди слушателей повышения квалификации ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова. В опросе приняли участие 49 специалистов. Среди них капитанов – 17, старших помощников – 16, вторых помощников – 5, вахтенных помощников – 11.

Вот как слушатели ответили на вопрос внедрения беспилотных технологий на морском флоте, а точнее – способны ли другие средства наблюдения адекватно заменить визуальное и слуховое (Правило 5 МППСС-72 «Наблюдение»)?

Да

Затруднились ответить

Нет

8

5

36

16,3%

10,2%

73,5%

Состояние безэкипажного судостроения

На сайте Судостроение.инфо (Sudostroenie.info) размещено достаточно много информации о безэкипажном судоходстве. Об исследованиях в области беспилотной навигации заявили многие страны и компании.

В сообщении ТАСС от 24 июня 2019 года сказано: «Китай завершил строительство и передал заказчику первый в мир умный супертанкер». Судостроительная корпорация (CSIC) передала заказчику первый в мире нефтеналивной супертанкер с технологией микропроцессорного управления грузовместимостью 308 тыс. тонн. Центральное телевидение Китая сообщило, что судно «Кайчжэн» имеет новейшее оборудование, позволяющее танкеру осуществлять плавание в беспилотном режиме.

Пресс-служба норвежской компании Kongsberg 4 апреля 2018 года сообщила: «Компании Wilhelmsen (логистика) и Kongsberg (разработка) объединили усилия для создания новой компании для безэкипажных судов. Предприятия создают компанию под названием Massterly, первую в мире судоходную компанию с флотом безэкипажных судов. На берегу появятся центры управления для мониторинга и управления автономными судами в Норвегии, а затем и по всему миру.

По данным издания Posta (18 марта 2018 г.), Турция намерена наладить выпуск безэкипажных судов силами специализирующейся в судостроении компании OES Denizcilik, входящей в технопарк Мерсина. В настоящее время завершается разработка технической документации.

29 января 2018 года пресс-служба компании Rolls-Royce сообщила, что будет разрабатывать безэкипажные суда в Финляндии, где она открыла исследовательский центр для разработок в области безэкипажных судов. Разработки центра будут направлены на упрощение процесса перехода в век цифровых технологий. Впервые компания Rolls-Royce представила свой проект UXUS (User Experience for Complex Systems) шесть лет назад, о чем говорил президент аналитического агентства Clarkson Research Мартин Стопфорд (Martin Stopford) во время церемонии открытия исследовательского центра.

Как сообщила пресс-служба компании ABB, «современные технологии позволяют управлять судном из любой точки. Передовые технологии, успешно протестированные на пассажирском пароме, могут быть установлены на судно любого типа. Дистанционно управляемый пассажирский паром ледового класса «Суоменлинна II» совершил плавание по заданному маршруту. Руководитель подразделения «Промышленная автоматизация» АВВ Питер Тервиш так комментировал это событие: «Мы не сомневаемся, что проведенные нами испытания повлияют на развитие морской индустрии. Передовые решения в области автоматизации уже не раз доказывали, что невозможное возможно в том числе и в судостроении».

Согласно данным Международной палаты судоходства, спрос на морские перевозки в мире за последнее десятилетие вырос на 30%, более 10 млрд тонн грузов транспортируется морем каждый год. Испытания провели в нерабочие часы, на удаленном от берега расстоянии, без пассажиров на борту и в отсутствие вблизи других судов».

После завершения рейса штатный капитан парома Хаинонен, обеспечивающий дистанционное управление, прокомментировал ситуацию: «Прогресс, которого мы достигли в дистанционном управлении, уже достоин внимания. Мы на верном пути и продолжаем двигаться вперед».

В заключение было сказано: «Эти уникальные испытания очень важны для привлечения интереса и повышения доверия к судовым системам автоматизированного управления. Ожидается, что в ближайшие десятилетия решения по автономной работе изменят международное судоходство, так как отрасль оправилась от спада, вызванного финансовым кризисом 2008 года».

Вполне резонно, что «испытания провели в нерабочие часы, на удаленном от берега расстоянии, без пассажиров на борту и в отсутствие вблизи других судов». Но в дальнейшем предполагается, что суда подобного класса будут совершать рейсы уже в реальных условиях современного судоходства, когда дистанционно управляемому судну придется расходиться с судами, управляемыми экипажем, находящимся на борту судна. А если это случится в условиях высокой интенсивности судоходства, в сложных гидрометеорологических условиях, при наличии помех при прохождении радиосигналов, при высоких скоростях и, наконец, отказах навигационного оборудования, блок-аутах? Процессы при возникновении аварийной ситуации примут необратимый характер.

Следует отметить, что на железных дорогах, где неукоснительно соблюдается принцип, при котором на участке (на перегоне) в движении может находиться только один локомотив, тем не менее иногда случаются аварии. Для морского флота такой принцип, когда безэкипажным судам будет предоставлен приоритет, будет выглядеть как дискриминация традиционного судоходства. А такой вариант рассматривается в Комитете по безопасности в ИМО.

Из ответов специалистов на вопрос, сможет ли оператор на берегу управлять несколькими судами, находящимися в различных районах Мирового океана?

Да

Затруднились ответить

Нет

20

11

18

40,8%

22,5%

36,7%

Сдерживающие факторы развития безэкипажного судоходства

28 марта 2018 года на заседании коллегии Федерального агентства морского и речного транспорта генеральный директор и председатель правления Московского речного пароходства К. Анисимов отметил, что нормативная среда, существующая в настоящий момент в России, сдерживает рост производительности труда на пассажирских судах, что противоречит общемировому тренду внедрения и развития безэкипажных судов.

Тем не менее разработки по созданию безэкипажных судов в России ведутся.

17 июля 2018 года президент ОСК А. Рахманов сказал, что российскому судостроению требуются разработки в области автоматизации, обработки больших данных, искусственного интеллекта и новых материалов: «Сенсорика, биг дата (big data), искусственный интеллект, водородные и ядерные энергетические установки, электродвижение, новые марки стали, безэкипажные суда, «идеальная» гидродинамика корпуса и винта, «вечные» антикоррозийные покрытия – это перспективный заказ ОСК к фундаментальной и прикладной науке… Новые технологии позволят российскому судостроению увеличить долю гражданских заказов на мировом рынке к 2030 году в несколько раз».

29 марта 2019 года Sudostroenie.info: «На маломерном научно-исследовательском судне (МНИС) «Пионер-М» будут тестировать безэкипажные системы. Об этом рассказал вице-президент по техническому развитию АО «Объединенная судостроительная корпорация» Дмитрий Колодяжный. Изначально на судне будут тестировать «системы малой экипажности», а затем попробуют перевести его на автономный режим. Проект реализуется при поддержке Минобрнауки, ОСК и Агентства стратегических инициатив. Сдача проекта планируется к лету 2020 года».

10 апреля 2018 года утверждена дорожная карта Маринет НТИ до 2035 года: премьер-министр Дмитрий Медведев подписал распоряжение об утверждении плана мероприятий (дорожной карты) по устранению административных барьеров и правовых ограничений при реализации Национальной технологической инициативы (НТИ) по направлению «Маринет». Дорожная карта предполагает проведение мероприятий по стандартизации и сертификации морской техники, развитию международного регулирования, а также апробированию новых технологий в морской технике (безэкипажные суда, интеллектуальное судовое и портовое оборудование, цифровая навигация и др.). По каждому пункту плана, реализация которого предусмотрена поэтапно с 2018 по 2035 год, установлены целевые результаты, сроки исполнения и ответственные организации».

То, что будут ответственные за исполнение очередной дорожной карты, – хорошо, вот только срок в 15 лет настораживает. Вспоминается Ходжа Насреддин, который брался за 20 лет обучить ишака чтению Корана.

МППСС-72. Правило 2 «Ответственность»

Правило 2 «Ответственность» гласит: «Ничто в настоящих Правилах не может освободить ни судно, ни его владельца, ни капитана, ни экипаж от ответственности за последствия, могущие произойти от невыполнения этих Правил или от пренебрежения какой-либо предосторожностью, соблюдение которой требуется обычной морской практикой или особыми обстоятельствами данного случая».

В соответствии с логикой в рамках современной трактовки ответственность за могущие произойти инциденты возлагается на судно, а всех остальных (владельца, капитана, экипаж) нужно просто вычеркнуть при условии, что судовладелец установил сертифицированную аппаратуру, одобренную классификационным обществом. Возможно, что разработчики беспилотных технологий предполагают, что высокая степень автоматизации сведет аварийность на нет. То есть Правило 8 МППСС-72 «Действия для предупреждения столкновения судов», а именно «Любое действие, предпринимаемое для предупреждения столкновения, если позволяют обстоятельства, должно быть уверенным, своевременным и соответствовать хорошей морской практике», будет выполняться неукоснительно в автоматическом режиме на основании обработки большого объема информации big data.

Но такие ожидания характерны для картезианского подхода к проблеме, которая исходит от Рене Декарта: «Я рассматриваю человеческое тело как механизм».

Роберт Антон Уилсон в «Квантовой психологии» в главе VII «Странные петли и бесконечный регресс» констатирует: «Катастрофа» бесконечного регресса фон Неймана сводится к тому, что мы можем прибавлять бесконечное число инструментов к нашим уже существующим инструментам и все же не избавимся от некоторой степени неуверенности и неопределенности».

Неопределенностей в судовождении вполне достаточно, и высокоавтоматизированные суда с ней неминуемо столкнуться, а вот в чем и как проявится их «неуверенность» – это вопрос. По данным страховой компании P&I Club UK, по вине вахтенного помощника капитана происходит 25% аварий, по вине лоцмана – 7%, а по вине вахтенного механика – 2% аварий.

Столь существенная разница в аварийности между вахтенным помощником капитана и вахтенным механиком объясняется именно тем, что на мостике большее количество обратных связей, таящих в себе неопределенность, причина которых кроется в погрешностях навигационных приборов. Итак, главная причина находится на ходовом мостике – обилие обратных связей со значительной долей неопределенности.

Митио Каку пишет: «Жизнь в джунглях полна неожиданностей, поэтому всякий, кто может предвидеть нестандартный оборот событий, имеет большие шансы на выживание» [«Будущее разума»].

Реакция того, кто встретился один на один с медведем, будет отличаться от реакции того, у кого медведь появился на экране монитора. Пагубность неготовности к предвидению возникновения нестандартных событий ведет к аварии. Последние катастрофы с самолетами SSJ-100 наглядное тому свидетельство. Пилоты не смогли своевременно отреагировать на отказ компьютерных систем, так как они отвыкают управлять самолетом в ручном режиме. Судоводители отвыкают определять место по визуальным пеленгам и по небесным светилам. Например, капитан-филиппинец при отказе гирокомпаса приказал отдать якорь, не решившись перейти на управление по магнитному компасу.

Природа неопределенности

Природу неопределенности можно наглядно проиллюстрировать на примере выполнения Правила 14 МППСС-72 «Ситуация сближения судов, идущих прямо друг на друга».

На курсах повышения квалификации ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова слушателям было предложено принять решения по расхождению с другим судном в соответствии с Правилом 14 МППСС-72, «когда два судна с механическими двигателями сближаются на противоположных или почти противоположных курсах…». В тестировании приняли участие 117 человек.

Слушателям были предложены варианты расхождения при Дкр=0, Дкр=0,5, Дкр=1,0, Дкр=1,5 и Дкр=2,0 м.м., причем в четырех случаях линия относительного движения (ЛОД) проходит справа, т.е. два «судна» расходятся правыми бортами. Тестирование проводилось в четыре этапа (ввиду малочисленности групп). В трех случаях слушатели начинали отвечать тогда, когда преподаватель предлагал это сделать, то есть времени на длительные размышления не было. В одном случае опросные листы были розданы минут за 20 до начала занятия. При этом никакого специального умысла (замысла) не было. Это привело к тому, что слушатели стали группироваться по 2-3 человека. Начались обмены мнениями. По всему было видно, что неоднозначность ситуации вызывает среди них дебаты. Как это и водится, чье-то мнение могло оказаться доминирующим особенно в ситуациях, когда Дкр=0,5 и Дкр=1,0 м.м. Интересно, что некоторые слушатели время ответа затянули на 4 часа занятий. По всему было ясно, что ситуация, требующая решения, не является однозначной. Хотя у А.Н. Коккрофда и Дж. Н.Ф. Ламеера приведен пример одного судебного разбирательства о столкновении двух судов, когда судья высказал мысль, что МППСС-72 составлены таким образом, что времени для принятия правильного решения достаточно. Оно и понятно, судья никогда сам не стоял на мостике и не расходился с другими судами.

При выдаче тестовых заданий ничего не было сказано о погрешностях пеленгования. У А.Н. Коккрофда и Дж. Н.Ф. Ламеера в «Руководстве по Правилам предупреждения столкновения (МППСС-72)» приводится пример того, как скажется ошибка на 1° со знаком +1°/-1° при пеленговании на дистанции 12 миль, а со знаком -1°/+1° – на дистанции 10 миль (а равно и наоборот). На то же самое судно погрешность в Дкр может превысить 2 м.м.

При заданном Дкр=0,0 м.м. все 117 слушателей, принимающих участие в тестировании, «совершили поворот вправо». При Дкр=0,5 м.м. 16 человек «изменили» курс влево, 9 человек вовсе не стали менять курс, а 91 изменил курс вправо. При Дкр=1,0 м.м. 30 человек «изменили» курс влево, 57 человек не стали менять курс, а 29 изменили курс вправо… (см. таблицу 2).

Таблица 2. МППСС-72 Правило 14 «Ситуация сближения судов, идущих прямо друг на друга»

ЛОД при Дкр М.М.

Иизменили курс

влево

не меняю

вправо

0,0

-

-

117

0,5

16

9*

91

1,0

30

57

29

1,5

10

93

13

2,0

1

ПО

5

Важно отметить, что после ответа о расхождении при Дкр=0,0 м.м. один слушатель прекратил процесс тестирования, сославшись на то, что недостаточно информации. Действительно, если бы слушатели решали последующие задачи на радиолокационном тренажере, то ответы могли бы отличаться. В реальных условиях также статистика была бы другой. Как уже говорилось выше, объем получаемой информации будет отличаться в зависимости от ситуации, в которой находится человек. Поэтому приравнивать ситуацию непосредственного присутствия на судне с виртуальным присутствием на нем неадекватно.

Учитывая вероятную погрешность в Дкр > 2 м.м., ситуация неопределенности налицо.

Говоря о беспилотной навигации, предсказать последствия маневра в вышеописанной ситуации проблематично. Дело в том, что дистанционное управление, когда оператор может находиться на другом конце планеты, будет еще сложнее. «Удаленный оператор» должен будет использовать информацию, которая несет в себе существенную долю неопределенности, а еще с некоторым запозданием.

Более того, он вынужден будет использовать информацию двухмерного пространства вместо реального трехмерного. Утрата одного, а если быть более точным, целого измерения чревата негативными последствиями. С этим, как уже говорилось выше, столкнулись в космосе, когда стали решать проблему стыковки кораблей. Первоначально предполагалось, что несколько видеокамер позволят успешно выполнить стыковку, однако этого не случилось именно из-за того, что камеры отражали двухмерное пространство вместо реального трехмерного. Как уже говорилось выше, «поставленная задача полной, протокольно точной передачи геометрии субъективного пространства на плоскости картины, оказывается, не имеет решения». Неопределенность – это ярко выраженная особенность морского транспорта. При всей тщательности проработки вопросов мореплавания фактор неопределенности присутствует и будет присутствовать даже при самой высокой степени автоматизации.

Дистанционное управление – это двухмерная навигация

Сторонники беспилотной навигации могут возразить, что использование информации от РЛС, AIS и GPS обеспечит решение проблем как самой навигации, так и вопросов расхождения судов. Но и это проблематично.

Во-первых, из-за ошибок в передаваемой информации, а во-вторых, из-за возможного несанкционированного вмешательства в их работу, когда поступающая информация может быть существенно искажена.

Европейское сообщество по анализу достоверности данных AIS, получаемых с судов в 2008-2009 годах, подвергло анализу 400 059 сообщений, при этом 8% (32 472 сообщения) содержали ошибки и неточности в курсе, скорости, координатах и т.п. и т.д. Возникло новое понятие «аисовские столкновения».

Приведем выдержки из двух заметок о надежности GPS. «Американские ученые из Техасского университета в Остине успешно перепрограммировали систему GPS одного из беспилотных летательных аппаратов на спор с Министерством внутренней безопасности США».

В интернете появилась информация – «Американцы попали в навигационную ловушку», где говорится: «В условиях, когда простые американские студенты научились сбивать с курса океанские корабли, Соединенные Штаты вынуждены искать замену национальной системе GPS-навигации. США угодили в собственные сети, предназначавшиеся для вероятных противников, констатируют эксперты».

Более сложными технически являются системы для несанкционированного вмешательства работы РЛС. Вот что по этому поводу сказал министр обороны РФ С. Шойгу: «Главное, будет гарантирована идентификация всех российских воздушных судов сирийскими средствами ПВО. Кроме того, в прилегающих к Сирии районах Средиземного моря будут подавлять спутниковую навигацию, радиолокационные системы и связь боевой авиации, атакующей объекты на сирийской территории».

Проблемы беспилотной навигации

Таким образом, главными направлениями в области беспилотных технологий на морском транспорте следует считать проблемы разрешения неопределенности восприятия информации при расхождении судов, при плавании в сложных условиях, пересмотр Правил предупреждения столкновения и законодательной базы на случай возникновения аварийных ситуаций.

Безусловно, перспектива создания безэкипажных судов кажется заманчивой. Но что интересно в этой ситуации, вопросы стоимости столь значимых проектов не рассматриваются. А ведь потребуется не просто автоматизация, а автоматизация очень высокого уровня, что отразится на стоимости судна. Пока что вопросы стоимости высокоавтоматизированных судов не рассматриваются. Во внимание принимается только один фактор – отсутствие на борту судна экипажа. Примером однобокости решения вопроса может служить транзитное плавание по трассе СМП, которое рассматривается только с позиции сокращения расстояния по сравнению с традиционным Роттердам – Иокогама на 40%. Но при этом замалчивается повышение расходов на строительство судов для арктического плавания, использование ледоколов, проблемы глубин, подготовки экипажей и проч.

По своим технологическим нагрузкам «полновесное» высокоавтоматизированное судно должно приближаться к стоимости многофункционального космического аппарата или даже превосходить его. Готовы ли судовладельцы к таким расходам? Ведь сроки окупаемости современного судна сегодня составляют 10-12 лет. При переходе к безэкипажному судоходству они существенно сдвинуться.

Блок-аут и его последствия

Безэкипажное судоходство, как и все, что связано с техническим прогрессом, повлечет за собой и аварийность. Аварийность – это плата за прогресс. 85% морских специалистов считают безэкипажное судоходство небезопасным (Судостроение.инфо от 10 мая 2018 года).

Из ответов слушателей курсов повышения квалификации на вопрос, кто будет нести ответственность в случае аварии беспилотного судна?

Судовладелец

Разработчик аппаратуры

Никто

38

8

3

77,6%

16,3%

6,1%

Ситуация, когда происходит блок-аут, в результате которого судно теряет все свои мореходные качества даже при современном техническом совершенстве судов, явление не столь уж редкое.

Происходили на вашем судне блок-ауты? Из ответов слушателей:

Да

Нет

48

1

98,0%

2,0%

Помимо блок-аутов из строя выходят отдельные навигационные приборы и судовые механизмы, жизненно важные для сохранения мореходных качеств судна.

Вам приходилось переходить на управление судном по магнитному компасу? Из ответа слушателей:

Да

Нет

43

6

87,8%

12,2%

По мнению некоторых специалистов, даже работающих на морском флоте, магнитный компас – это анахронизм. Но вот как прописаны требования к наличию курсоуказателя на судне. В соответствии с требованиями Резолюции ИМО А.382 (10) и Международной конвенции по охране человеческой жизни на море (СОЛАС-74), а также классификационных обществ все суда независимо от тоннажа, совершающие морские рейсы, должны иметь на борту магнитный компас, у которого уничтожены все виды девиации и определенные ее остаточные значения, или иное устройство для курсоуказания, не требующее применения электроэнергии. Помимо этого на всех пассажирских судах независимо от тоннажа, совершающих морские рейсы, должен быть запасной магнитный компас. А на грузовых судах запасной магнитный компас должен быть на судах водоизмещением 300 тонн и более. Эти требования говорят о безоговорочном приоритете магнитного компаса перед гироскопическими компасами и GPS-компасами, у которых нет главного преимущества – автономности. Случаи из практики, особенно с подводными лодками, свидетельствуют, что при работающем двигателе и при наличии магнитного компаса есть шансы на выживание. Современная электроника при всех ее достоинствах зависит от источников электропитания. Разрядившийся мобильный телефон в лесу можно использовать разве что как камень. Также при отсутствии компаса можно быстро продвигаться, но прибудешь не туда.

А дистанционная отдача якоря? Кто в критической ситуации побежит на бак, чтобы отдать якоря?

На вашем судне возможна дистанционная отдача якорей? Из ответов слушателей:

Да

Нет

14

35

28,6%

71,4%

Вам приходилось отдавать якоря дистанционно? Из ответов слушателей:

Да

Нет

15

34

30,6%

69,4%

И наконец, как в беспилотной навигации намерены решать вопросы корректуры карт. Сегодня вахтенный помощник обязан собирать и передавать информацию обо всех изменениях в навигационной обстановке. Как эти вопросы будут решаться в беспилотной навигации?

Особенности безэкипажного судоходства

В отличие от других видов транспорта и космоса, судоходству присуща большая ситуационная неопределенность при принятии управленческих решений. Применение МППСС-72 не всегда способно свести возникающую неопределенность к детерминированному процессу. Именно поэтому главная проблема безэкипажной навигации сводится к выполнению требований безопасности мореплавания в ситуациях неопределенности.

Проблемы неопределенности поднимались в статье «Правила МППСС-72: неопределенность при принятии решения» (журнал «Морской флот» № 5 за 2016 год).

Переход к безэкипажным судам неминуемо приведет к пересмотру МППСС, причем пересмотр будет касаться главным образом проблем разрешения неопределенностей и правовой ответственности за возможные аварии. То, что аварии неизбежны, свидетельствует опыт авиации и космонавтики.

Из ответов слушателей. Беспилотные технологии повлекут изменения МППСС-72 (а также других международных и национальных документов, связанных с безопасностью мореплавания)?

Незначительные

Значительные

10

39

20,4%

79,6%

Проблемы неопределенности есть и будут оставаться присущими для ситуаций, когда в системе дифференциальных уравнений, описывающих поведение судна, присутствует правая часть в виде внешнего воздействия: другое судно, погодные и ледовые условия и т.д. и т.п. Это наглядно иллюстрирует статистика страховой компании P&I Club UK: 25% аварий происходит по вине вахтенного помощника капитана, 7% – по вине лоцмана и только 2% по вине вахтенного механика.

В системе дифференциальных уравнений, описывающих состояние машинного отделения, правая часть (внешние воздействия) оказывает минимальное влияние («Человеческий фактор – матрица аварийности», журнал «Морской флот» № 2 за 2016 год).

Сегодня полнота ответственности за разрешение ситуаций неопределенности лежит на капитане и вахтенном помощнике капитана. С переходом на безэкипажные технологии потребуется «стрелочник», а это вопрос не простой.

Анализируя публикуемые материалы по созданию безэкипажных (беспилотных) судов, следует обращать внимание на одно важное обстоятельство – на отсутствие предложений по проблеме применения МППСС-72 при расхождении судов как автоматизированных друг с другом, так и автоматизированного с судном, на котором есть экипаж. Ведь перехода на полностью автоматизированные суда не произойдет никогда.

Pro et contra в кадровой политике

И еще одно курьезное обстоятельство, на которое не обращают внимание. При столь высокой непопулярности морских профессий (84% российских моряков не хотят, чтобы их дети и родственники выбрали морскую профессию) в морских вузах увеличивают прием на плавательные специальности. Профессия штурмана объявлена вымирающей (например, в авиации должность штурмана во многих авиакомпаниях упразднена). Но ведь такие необдуманные и необоснованные заявления еще больше будут способствовать непопулярности морских профессий. Примечательно то, что эти противоречивые заявления могут исходить от одних и тех же лиц, произносимых в зависимости от ситуации.

«Объявлено, что британский холдинг Rolls-Royce Holdings Plc (производитель двигателей и турбин) работает над созданием беспилотных грузовых морских судов с удаленным управлением. Одновременно разработчики компании Blue Ocean, входящей в структуру холдинга, создали в Олесунне (Норвегия) виртуальный прототип ходового мостика судна, который имитирует 360-градусный обзор. Компании уверены, что капитаны, находясь на суше, смогут использовать подобные центры управления для командования сотнями судов без экипажа».

По мнению О. Левандера, «такой способ управления судном является более безопасным, чем существующий ныне. Отметим, что, по данным Allianz Global Corporate & Specialty AG, причиной большинства несчастных случаев на море является усталость. Несмотря на значительное снижение данного показателя, общие потери все еще остаются достаточно большими… Вместе с тем разработчики уверены, что эти работники будут иметь более высокий уровень оплаты труда по сравнению с работой в море». Под работниками понимаются капитаны (точнее операторы), которые будут управлять судами дистанционно.

Но остается открытым вопрос, а где и кто будет заниматься подготовкой капитанов, которые будут способны управлять такими судами?

Было бы наивно полагать, что управлению современным судном можно научиться дистанционно при столь интенсивном судоходстве.

Обеспечить переход из точки с одними координатами в другую сегодня не составляет труда, а вот обеспечить безопасность мореплавания во все нарастающем потоке судоходства задача не из простых.

Вопросов, касающихся появления судов без экипажа, много, поэтому коснемся еще некоторых из них.

Нет человека – нет проблем.
Пиратство

По мнению О. Левандера: «Беспилотные суда будут способствовать снижению таких рисков, как пиратство, поскольку захват заложников становится невозможным, соответственно, судовладельцам не нужно тратить большие суммы на выкуп и репатриацию моряков».

Заметим попутно, судовладельцы с выкупом не спешат. Пример тому т/х «Фаина»; экипаж находился в плену у сомалийских пиратов 134 дня. Кто заплатил выкуп, так и осталось неизвестным.

Пиратство. Да, заложников не будет, но остается груз. Наивно представлять себе современное пиратство как группу голодных и оборванных бандитов; за ними стоят и управляют ими вполне респектабельные криминальные структуры, которым доступны современные технологии.

В пиратских районах отключают AIS (и GPS), но это на руку и пиратам. Пираты найдут возможность влиять на объективность информации, принимаемой AIS и GPS. «Взломать» коды управления беспилотными судами не составит особого труда. Современные технологии позволяют убрать с экрана информацию от AIS о реально существующем судне, а равно разместить на экране информацию о судне-фантоме, которого и в природе-то нет.

Доступ пиратов на судно, скорее всего, упростится. Блажен, кто верует.

Затраты на утилизацию

Вопрос не праздный. Сегодня сложилась ущербная практика – утилизировать продукцию, содержащую опасные компоненты в третьих странах. Но численность и размеры объектов, подлежащих утилизации, неуклонно возрастают. Экология планеты находится на пределе. Вне всякого сомнения, решать ее придется. Есть информация, что страны Азии намерены вернуть опасные отходы, ранее принятые на хранение, в США и Европу их законным владельцам.

Ликвидация последствий аварий

А если случиться авария с безэкипажным судном, когда прибудут спасательные службы к месту аварии? Вопрос открытый, и решать его придется. Как это часто бывает, ждем, когда «петух прокукарекает». Поэтому появление супертанкера без экипажа – это бомба, возможно, отнюдь не замедленного действия.

Pro et contra.
С людьми лучше?

Озвученные выше положительные стороны проекта порождают массу критических вопросов к холдингу Rolls-Royce. Уже сейчас многие морские компании, страховые агентства, профсоюзы и регуляторные органы сомневаются в экономности, безопасности и эффективности беспилотных судов. Именно этот скептицизм может поспособствовать закрытию проекта еще на начальной стадии.

«По мнению главного исполнительного директора сертификационной компании DNV GL Тора Свенсена (Tor Svensen), беспилотные суда ввиду больших финансовых затрат вряд ли появятся в обозримом будущем, хотя технических возможностей для реализации задумки вполне достаточно. В то же время секретарь Международной ассоциации классификационных обществ Дерек Ходжсон (Derek Hodgson) отметил, что на данный момент не разработаны единые правила сертификации беспилотных судов и каждая из 12 компаний – участниц ассоциации может разработать свои собственные стандарты.

В настоящее время беспилотные суда в соответствии с международными конвенциями являются незаконными. Как заявил Саймон Беннетт (Simon Bennett), представитель Международной палаты судоходства, данный вопрос сейчас серьезно не рассматривается. Кроме того, Международная морская организация (ИМО) не получала каких-либо предложений по поводу дистанционно управляемых судов. Пока беспилотные суда не будут соответствовать правилам ИМО, они будут рассматриваться как немореходные и как такие, что не подлежат страхованию».

Ниже приведены мнения слушателей повышения квалификации по вопросам безэкипажного судоходства. Будут ли беспилотные суда способствовать снижению аварийности?

Да

Затруднились ответить

Нет

9

8

32

18,4%

16,3%

65,3%

Срок перехода на беспилотные технологии, по мнению моряков, возможен в ближайшие:

5 лет

10 лет

Другие сроки

5

12

32

10,2%

24,5%

65,3%

Исследование, проведенное английской ассоциацией мореплавателей Nautilus International, показало, что специалисты морской отрасли скептически относятся к автономному судоходству. По данным опроса 1000 моряков, 84% озабочены проблемой потери ими работы в результате развития безэкипажных судов. Некоторые, наоборот, заявили, что новые технологии будут способствовать улучшению условий работы специалистов и позволят снять с них многие рутинные задачи (Seatrade-maritime.com - Nautilus International). 85% респондентов считают эксплуатацию дистанционно управляемых судов небезопасной, и лишь 18% заявили, что исключение человеческого фактора улучшит показатели безопасности морского судоходства.

Вот мнения слушателей по вопросам безэкипажного судоходства.

Вас беспокоит переход на беспилотные технологии в плане карьерного роста?

Да

Не отразится на карьере

Нет

17

6

23

34,7%

18,4%

46,9%

У судов с высоким уровнем автоматизации, безусловно, есть будущее, однако это вопрос комплексного подхода к проблеме.

И тем не менее. Да не пересохнет Тихий океан, да не останемся мы без работы!!!

Морской флот №4 (2019)

ПАО СКФ
IV ежегодная конференция ежегодная конференция: «SMART PORT: ЭФФЕКТИВНОСТЬ, БЕЗОПАСНОСТЬ, ЭКОЛОГИЧНОСТЬ»
Восточный Порт 50 лет
НПО Аконит
Подписка 2024
Вакансии в издательстве
Журнал Транспортное дело России
Морвести в ТГ

12.03.2024

Транспортная политика

28.02.2024

Транспортная политика