Японский консорциум открывает новую эру автономного судоходства

Недавно фонд Nippon Foundation, судостроительная корпорация Мицубиси и компания Shin Nihonkai Ferry успешно отправили автомобильный паром Soleil общей длиной 222,5 метра и вместимостью 15 515 тонн, в автономный 240-километровый круговой рейс из порта Симмодзи в Китакюсю, Фукуока, в море Иёнада. Это был первый случай, когда безэкипажное судно длиной более 200 метров предприняло попытку автономного плавания со скоростью до 26 узлов (48 километров в час), включавшего автоматическую швартовку.

Soleil на якоре у причала перед началом демонстрационных испытаний. Пассажировместимость — 268 человек

Транспортная палуба судна вмещает до 154 грузовиков и 30 легковых автомобилей

Вместо моряков за ситуацией наблюдают инфракрасные камеры

Soleil, принадлежащий компании Shin Nihonkai Ferry, создан как «умный паром» и участвует в проекте автономного судоходства «Мэгури 2040», поддерживаемым фондом Nippon Foundation, начиная со стадии строительства. Судно оснащено автоматической навигационной системой фирмы Mitsubishi Shipbuilding. С момента начала эксплуатации в июле 2021 года на маршруте, соединяющем Симмодзи в Фукуоке с Йокосукой, префектура Канагава, Soleil собирал данные в рамках подготовки к своему первому автономному рейсу.

В ходе тестового рейса 17 января в основном были протестированы автономные навигационные системы Soleil, которые позволяют обнаруживать другие суда и препятствия и избегать сближения или столкновения с ними, а также системы автоматической швартовки и разгрузки судна (эквивалент парковки автомобиля), которые контролируют повороты и манёвры заднего хода. Во время автономной работы навигационная система Super Bridge-X обеспечивает движение судна по запланированному маршруту, используя системы автоматической идентификации, радар и систему анализа изображения объекта, чтобы избежать столкновения с другими судами. Система анализа изображения, которая заменяет человека-оператора, включает в себя набор из восьми инфракрасных камер, способных точно обнаруживать препятствия даже ночью.

Набор инфракрасных камер служит «глазами» системы анализа изображения

Мониторы отображают данные, поступающие от системы Super Bridge X (слева) и инфракрасных камер

За 5 с половиной часов беспилотного 240-километрового плавания судно прошло мимо рыболовецких судов и танкеров, которые обычно работают в этом районе. Автономная навигационная система успешно избежала столкновения с более чем 10 другими судами, двигавшимися на большой скорости. Только один раз система переключилась на ручное управление, но Хидео Мори, главный инженер отдела судостроения компании Mitsubishi Shipbuilding, заверил: «Система работала нормально Система построила маршрут, который мог вызвать небольшое беспокойство у другого судна, поэтому капитан принял меры предосторожности, выполнив маневр уклонения вручную».

Мори добавляет, что такие проблемы возникают только после начала тестирования в реальном мире, и говорит, что для устранения любых потенциальных проблем будут проведены дополнительные тесты.

Рулевая рубка во время автоматической навигации. К штурвалу никто не прикасается

Искусственный интеллект выполняет сложные манёвры

Автоматизированные системы швартовки судна тестируются не на реальном причале, а на «виртуальном причале» в открытом море. В отличие от обычного движения по курсу, когда судно идёт только вперёд, здесь требуются сложные манёвры, такие как движение назад, вбок и разворот на месте. На основе информации, полученной от Лидара, оптической системы измерения расстояний, установленной на борту судна, искусственный интеллект активирует и управляет гребными винтами, рулями направления, а также носовыми и кормовыми подруливающими устройствами бокового перемещения. Несмотря на сложные условия и сильный ветер, корабль блестяще выполнил все манёвры.

Soleil также оснащён системой обнаружения утечки мазута, системой мониторинга состояния электродвигателя и дистанционным контролем двигателей. Работа этих систем также была проверена и смоделирована во время испытательного рейса. В беспилотных операциях реагирование на поломки является важной задачей, поэтому ежедневный мониторинг состояния систем для выявления малейших признаков неисправности позволяет проводить более точное техническое обслуживание.

LiDAR определяет расстояние и направление к причалу

Интерфейс автоматизированной системы швартовки (слева) визуализирует инструкции искусственного интеллекта судна. Навигационная система показывает местоположение судна в режиме реального времени

Общеяпонская инициатива

На пресс-конференции после рейса исполнительный директор Nippon Foundation Мицуюки Унно объяснил важность проекта: «В результате сокращения численности населения средний моряк сейчас старше и перегружен работой. Восемьдесят процентов несчастных случаев на море являются результатом человеческих ошибок. Автономные суда — одно из решений этой проблемы».

Около 50 компаний и организаций участвуют в проекте MEGURI 2040, образуя пять консорциумов. В рамках проекта уже проведены успешные испытания небольшого автономного экскурсионного судна в Йокосуке, а до конца текущего финансового года планируется проведение автономных рейсов коммерческих контейнеровозов и транспортных средств-амфибий, в том числе в Токийском заливе, где наблюдается высокая концентрация судов. Общая стоимость проекта к этому моменту составила около 8,8 млрд йен, из которых 7,4 млрд йен были субсидированы фондом Nippon Foundation.

«Когда отдельные компании пытаются разрабатывать такого рода технологии самостоятельно, прогресс идёт медленно, и им трудно конкурировать на международном уровне», - комментирует управляющий директор Унно. «Мы считаем, что японская промышленность должна работать на этом проекте как единая команда. Мы планируем использовать результаты пробного рейса для лоббирования в Международной морской организации, чтобы позволить Японии возглавить усилия по разработке международных правил, регулирующих автономное судоходство».

Цель проекта - сделать первые автономные коммерческие рейсы реальностью к 2025 году, а к 2040 довести долю прибрежных автономных рейсов до 50%.

Памятная фотография после успешного испытательнрнр рейса в Симмодзи, Фукуока, 17 января 2022 года. Слева направо: Наоки Уэда, управляющий директор Mitsubishi Shipbuilding; Мицуюки Унно, исполнительный директор Nippon Foundation; Масами Сасаки, управляющий директор Shin Nihonkai Ferry

Экономический эффект в размере 1 трлн йен

Интерес к автономным технологиям, как правило, сосредоточен на автомобилях и беспилотных летательных аппаратах, но автоматизация должна привести к серьёзным изменениям ив привычном водном транспорте. В Японии, где насчитывается около 400 обитаемых островов, нехватка моряков сказывается на жизненно важных маршрутах. Автоматизация обещает не только решить эту проблему, но и способствовать увеличению числа туристов, в том числе иностранных. Развитие водного транспорта в городских районах также поможет облегчить дорожные заторы и создать оживлённые набережные.

Судно Sea Friend Zero успешно продемонстрировало автономный режим работы на маршруте между мостом Син-Микаса и островом Сарусима в городе Йокосука 11 января (фотография предоставлена фондом Nippon Foundation)

Во время рейса дроссели и рычаги управления на мостике работают автоматически (предоставлено фондом Nippon Foundation)

Экономическое воздействие распространения беспилотных судов на судостроительную промышленность, портовые услуги и другие отрасли будет значительным, поскольку судоходство и водный транспорт становятся более эффективными и диверсифицированными. Фонд Nippon Foundation прогнозирует, что экономические выгоды от автоматизации превысят 1 трлн йен к 2040 году. В ответ на опасения, что моряки потеряют работу, следует отметить, что автономные суда по-прежнему нуждаются в дистанционном мониторинге и что значительные экономические выгоды, которые приносят беспилотные суда, вероятно, приведут к созданию новых рабочих мест. Главный инженер Мори Хидео говорит, что, хотя мы только начали наше восхождение к достижению цели автономного судоходства, «теперь, когда мы находимся на стадии реальных испытаний, мы, наконец, можем увидеть вершину горы. Если сравнивать этот путь с восхождением на гору Фудзи, я полагаю, что мы достигли пятой станции — примерно на полпути к вершине».

Системы удалённого мониторинга сопряжены со многими проблемами, включая необходимость восстановления после сбоев и угрозу кибератак. В дополнение к необходимости совершенствования технологии, существует также потребность в новом законодательстве и международных стандартах, регулирующих автономное судоходство. Унно поделился своим прогнозом на будущее проекта Мегури 2040:

«Этот год знаменует собой важную веху в процессе испытаний. Сейчас мы собираемся начать серьёзную работу над созданием правовой базы и протоколов реагирования на аварии для автономных судов. Мы рассмотрим, следует ли нам продолжать поддерживать каждый отдельный консорциум, или же или объединить сильные стороны различных участников в один и продвинуться вперёд с нынешних 50% выполнения задачи до 60% и 70%», - говорит Унно.

Soleil возвращается в док после своего семичасового испытательного рейса (предоставлено фондом Nippon Foundation)

Парадный вестибюль Soleil. Беспилотные суда сделают морские путешествия более доступными

Фотографии Nippon.com, если не указано иное. Фотография к заголовку: Члены команды Meguri 2040 наблюдают за автономной навигационной системой