В статье описываются принцип работы системы виртуальной разметки, ее преимущества и недостатки. Также рассмотрены варианты внедрения этой технологии на безэкипажное судно.
Ключевые слова: безэкипажное судовождение, безэкипажное судно, виртуальная разметка, навигация, автоматизированные системы, искусственный интеллект.
The article describes the principle of operation of the virtual markup system, its advantages and disadvantages. Options for the implementation of this technology on an unmanned ship are also considered.
Keywords: maritime unmanned navigation, unmanned ship, virtual marking, navigation, automated systems, artificial intelligence.
Виртуальная разметка для безэкипажных судов представляет собой систему, используемую для автономной навигации и обеспечения безопасности судов, оснащенных автоматизированными системами управления, исключающих человеческий фактор. Система виртуальной разметки (далее — система) базируется на использовании геодезических данных и картирования морского дна, а также алгоритмах искусственного интеллекта и машинного обучения. Система позволяет определять оптимальные маршруты следования, избегать препятствия и опасные зоны, а также принимать решения об управлении судном в режиме реального времени, что сокращает риски происшествий и повышает эффективность работы безэкипажных судов.
Система работает на основе использования датчиков, камер и систем искусственного интеллекта. Для начала работы системы на судне устанавливаются датчики, которые отвечают за сбор данных о состоянии окружающей среды и положения судна. Данные датчиков обрабатываются системой искусственного интеллекта, которая создает трехмерную модель окружающей среды. Такая модель снабжается информацией об объектах, которые могут встретиться на пути судна, и производит виртуальную разметку маршрута движения судна на карте. Таким образом, система виртуальной разметки для безэкипажных судов позволяет автономным судам определить наиболее безопасный и эффективный маршрут движения, учитывая все возможные препятствия на пути. В случае необходимости изменения маршрута или исправления ошибок в разметке, система в режиме реального времени корректирует маршрут судна, оповещая центр дистанционного управления обо всех изменениях.
Центр дистанционного управления — береговой центр управления, который позволяет удаленно управлять безэкипажными судами. Центр может включать в себя различные технологии, например беспроводную связь, GPS-навигацию, системы искусственного интеллекта и автопилоты. Центр дистанционного управления важен для эффективной работы и безопасности безэкипажных судов, так как он позволяет операторам своевременно реагировать на изменения в окружающей среде и принимать решения в режиме реального времени.
Оператор центра дистанционного управления является важной составляющей управления безэкипажным судном с помощью системы виртуальной разметки. Диспетчер отвечает за контроль передвижения судна и принятие решений в случае необходимости, используя информацию, полученную от системы виртуальной разметки. Он также может обеспечивать связь с другими судами и системами управления трафиком для координации действий и предотвращения столкновений и других инцидентов на море.
Система виртуальной разметки при управлении безэкипажным судном принимает следующие решения:
– локализация судна на море и определение его местоположения;
– построение маршрута движения судна с учетом заданных условий и ограничений;
– автоматическое управление движением судна на основе полученной информации о местности и параметрах окружающей среды, а также данных о ветре, течении, глубине и т. д.;
– обеспечение безопасности плавания, в том числе избегание столкновений с другими судами и препятствиями;
– мониторинг работы систем управления и обеспечение надежной передачи данных между различными компонентами судна и его управляющим центром.
Таким образом, система виртуальной разметки принимает решения, направленные на оптимизацию движения судна и повышение эффективности его работы, снижение рисков и обеспечение безопасности плавания.
Система виртуальной разметки принимает участие и в плавании обычных судов, так как она позволяет автоматически и точно определять местоположение объектов на море, предотвращать столкновения с другими судами и устранять риски судовых происшествий. Это может улучшить процессы навигации, обеспечивая более точные и надежные данные о погоде и морских условиях. Использование системы виртуальной разметки может повысить безопасность на море и сократить риски для экипажей и пассажиров на обычных судах.
Система виртуальной разметки для безэкипажных судов имеет несколько преимуществ:
– увеличение точности и надежности навигации — виртуальная разметка позволяет получать более точные данные о местоположении судна, его скорости и направлении движения, что уменьшает риски столкновения с другими судами и повышает безопасность плавания;
– снижение затрат на содержание экипажа — безэкипажные суда могут эксплуатироваться без постоянного нахождения человека на борту, что значительно снижает затраты на оплату труда экипажа и их содержание;
– возможность дистанционного управления — система виртуальной разметки позволяет дистанционно управлять судном, что делает его более гибким и удобным в использовании;
– увеличение производительности — безэкипажные суда могут работать круглосуточно без прерываний на смену экипажа и отдых, что позволяет увеличить время работы и производительность;
– снижение рисков для жизни и здоровья экипажа — безэкипажные суда не подвергают своих членов стрессам, рискам травм и заболеваний, связанных с длительным пребыванием на борту судна;
Рассмотрев преимущества, необходимо выделить недостатки системы виртуальной разметки:
– ограничения восприятия среды: камеры и другие сенсорные устройства могут иметь ограниченный угол обзора, что может затруднить обнаружение опасных объектов и маневрирование в узких условиях;
– ограничения дальности: некоторые сенсоры могут иметь ограничения в дальности обнаружения объектов, что может быть недостаточным для безопасного управления судном в некоторых условиях;
– ограничения скорости: виртуальная разметка обычно занимает большое количество вычислительных ресурсов и может замедлять скорость реакции судна на изменения среды;
– недостаточная надежность: виртуальная разметка может быть неполной или ошибочной, что может приводить к авариям и потерям материальных и человеческих ресурсов намного чаще, чем при ручном управлении;
– ограничения взаимодействия с другими судами: виртуальная разметка может быть недостаточной для управления судом в условиях тесного взаимодействия с другими судами, обладающими более сложными и разнообразными вычислительными системами.
Внедрение системы виртуальной разметки в безэкипажное судно может быть достигнуто следующими шагами:
– разработка оборудования для сбора данных о позиции и перемещении судна;
– разработка программного обеспечения для обработки данных, полученных с датчиков и GPS-приемников;
– интеграция оборудования и программного обеспечения;
– тестирование системы виртуальной разметки и проверка ее на работоспособность и точность;
– обучения персонала, ответственного за эксплуатацию судна, использование системы виртуальной разметки;
– поддержка и обслуживание системы виртуальной разметки для обеспечения ее надежной и безопасной работы во время эксплуатации.
Таким образом, система виртуальной разметки может значительно улучшить безопасность и эффективность навигации на безэкипажных судах, улучшить точность и быстроту обработки данных, необходимых для навигации. Система позволяет минимизировать зависимость от человеческого фактора при навигации, также система может быть хорошо интегрирована с другими системами на судне и дополнена инновационными технологиями, такими как искусственный интеллект или автоматическое управление, которые обеспечат более высокую эффективность и безопасность работы безэкипажных судов.
Литература:
1 а-Навигация, [Электронный ресурс] // URL: https://www.steor.tech/anavigation.html
2 Российский морской регистр судоходства, Положения по классификации морских автономных и дистанционно управляемых надводных судов (МАНС), 2020.
3 Том Таулли. Основы искусственного интеллекта: нетехническое введение. Том Таулли, 2021.
4 Цыбуля А. Д. Использование системы виртуальной разметки на безэкипажных судах., [Электронный ресурс] // URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=46649944
