а-Навигация или Как развиваются в России автономные суда?

– Александр Савельевич, прошли первые месяцы испытаний морских автономных надводных судов (МАНС) в России. Каковы первые итоги работы грунтоотвозной шаланды "Рабочая" – судна, по сути, открывшего в России эру коммерческих автономных судов?

– Тестирование систем на судах в рамках проекта проходят с сентября прошлого года, после того как были проведены береговые испытания и завершена установка экспериментального оборудования на борту трех судов. Это грунтоотвозная баржа "Рабочая", сухогруз "Пола Анфиса" и танкер "Михаил Ульянов". Также пульты дистанционного управления были установлены на земснаряде "Редут", в офисах "Пола Групп" и СКФ. Ключевая цель этих испытаний – доработать экспериментальные системы до уровня готовых продуктов на основе реального опыта, мнения судоводителей и судовладельцев. 

Испытания проходят поэтапно: проверка полноты и точности собираемых навигационных и технических данных, затем работа систем без подключения к исполнительным устройствам судна, после этого проводятся испытания с непосредственным управлением судами в дистанционном и автоматическом режимах, и завершение – демонстрационные рейсы, когда на протяжении продолжительного времени суда будут осуществлять переходы в автономном режиме под контролем экипажа на борту. Учитывая разную специфику в коммерческой эксплуатации этих судов, наибольший объем работ сейчас проделан на "Рабочей". Здесь уже проводятся испытания с непосредственным управлением судном. В ближайшие дни этот этап также начнется на "Пола Анфиса". На "Михаиле Ульянове" мы ждем приезда иностранных специалистов для подключения и тестирования систем к исполнительным устройствам – из-за коронавирусных ограничений эта процедура, к сожалению, занимает несколько месяцев.

Шаланда "Рабочая" в режиме дистанционного управления / Фото: Фото: АНО "Отраслевой центр "Маринет"

Результаты сейчас следующие. Новые и существующие системы интегрированы в комплекс и полноценно работают в части передачи и обработки информации между друг другом. Определены более-менее итоговые требования к организации дистанционного управления (т.е. мы знаем, какие параметры каналов связи, какие интерфейсы и данные нужны для регулярной работы, и дорабатываем их). Состоялись первые испытания автоматического режима управления. 

Ключевых вопросов, над которыми мы сейчас работаем, два. Во-первых, осуществляется "промышленная" конфигурация оптической системы анализа ситуационной обстановки. Дорабатываются интерфейсы для оператора, в т.ч. виртуальной модели представления как одного из режимов. Создается доступное по цене аппаратное решение для распознавания и определения параметров объектов в видимом и ИК диапазонах. Во-вторых, идет доработка автономной навигационной системы в части интерфейсов и алгоритмов автоматического расхождения. Последнее является сейчас самой главной задачей: Росморречфлотом опубликованы рекомендации по применению МППСС-72 в автоматических системах, работа АНС должна полностью соответствовать им – практические же результаты пока не позволяют говорить об успехе, еще остается очень много ошибок. 

Работу над алгоритмами ведет компания "Кронштадт Технологии" совместно с Высшей школой теоретической механики петербургского Политеха. Рассчитываю, что к маю включительно они успешно справятся с этой задачей. Когда это будет сделано – можно будет переходить к завершающему этапу демонстрационных рейсов.

Также накоплен целый ряд задач для развития: от создания дистанционно управляемых РЛС на борту до интегрированных терминалов для связи с судовым радиооборудованием. Именно практический опыт эксплуатации дает нам сейчас неоценимые знания. Не только обучение уже разработанных систем, но и понимание того, какие еще системы будут нужны в будущем и с какой функциональностью. 
 

– Национальный эксперимент предполагает использование готовых технических систем автономной навигации (а-Навигации) на любых судах под российским флагом в коммерческой деятельности в рамках нового регулирования. Завершающим этапом внедрения нового регулирования является принятие федерального закона, который был внесен в правительство Минпромторгом в ноябре прошлого года и сейчас находится на согласовании в правительстве, и нескольких подзаконных актов Минтранса. Думаю, что принятие этих документов должно произойти к лету этого года. Тогда же завершится доработка технических средств в рамках проекта "БЭС-КФ" и пройдут демонстрационные рейсы. Они, помимо прочего, должны стать своего рода PR-инструментом привлечения судоходных компаний к эксперименту, демонстрацией того, что системы готовы к использованию.

Отличие опытной эксплуатации МАНС в рамках национального эксперимента от испытаний (опытной эксплуатации) в рамках проекта "БЭС-КФ" состоит именно в степени готовности технических и правовых средств. Так, если в рамках "БЭС-КФ" оборудование а-Навигации установлено как дополнительное, без изменения класса судна, и предполагает его постоянную доработку, то в рамках национального эксперимента системы а-Навигации уже будут устанавливаться как завершенное вспомогательное оборудование на борту, одобренное классификационным обществом и добавляющее автономный класс судну.

– Какие моменты проекта "БЭС-КФ" стоит выделить? 

– Конечно же, это те особенности, которые делают его уникальным в мировом масштабе. Во-первых, мы от отдельных технических экспериментов подошли к комплексной задаче применения а-Навигации на практике. Для этого выработали свою методологию на основе функционального подхода (принцип полной функциональной эквивалентности), которая позволила нам определить пробелы в технике и в правовой базе, и разработать решения для их устранения, причем, в рамках существующего международного регулирования. В соответствии с этим мы разработали регуляторику и новые технические решения. 

Новые технические решения на сегодня – это три новых типа систем: автономная навигационная система (АНС), которая автоматически интегрирует все навигационные данные, оценивает обстановку и рассчитывает маневры в соответствии с МППСС-72 и параметрами судна; оптическая система анализа ситуационной обстановки (ОСА), которая позволяет визуально/оптически определять объекты вокруг судна в автоматическом и дистанционном режимах; пульт дистанционного управления (ПДУ) – своего рода ходовой мостик судна за пределами судна. 

Они дополняют широкий спектр уже используемых конвенционных систем – автопилоты и системы движения по маршруту, системы управления техническими средствами судна, радиолокационные станции, АИС и другое навигационное оборудование, средства внутреннего видеонаблюдения, радиооборудование и сигнальное оборудование – и вместе с ними позволяют создавать комплекс а-Навигации на существующих судах. Т.е. это еще один важный момент: мы создаем средства не только для новых судов, но и для модернизации существующего флота до уровня автономного.

– Чем заинтересовал проект "Совкомфлот", "Росморпорт" и "Полу Райз"? Какие еще компании, связанные с эксплуатацией судов, проявляют интерес к данной теме? 

– Правильнее адресовать первый вопрос непосредственно судовладельцам. Мое мнение, что указанные компании – это лидеры российской отрасли, и они не только заинтересованы во внедрении новых технологий у себя, но и в развитии российских морских технологий в целом. Поэтому их участие в проекте – это бесценный вклад в развитие отрасли страны, в наш приоритет в а-Навигации.

В то же время, все понимают, что развитие автономной навигации – это очевидный тренд в мировой отрасли, который рано или поздно затронет все компании. Поэтому те, кто первыми получат практический опыт, научатся интегрировать эти технологии в свою практику и политику, подготовят опытные кадры – получат и конкурентные преимуществами перед остальными. 

Поэтому интерес проявляют многие из компаний, как в России, так и за рубежом. Постепенно этот интерес трансформируется в конкретные планы – у российских компаний в первую очередь, поскольку именно у нас будут необходимые правовые условия в отличие от других стран. Вы наверняка слышали о первых соглашениях о намерениях оснастить свои суда системами а-Навигации, подписанными компаниями Sea Energy и MCC, сейчас обсуждаются новые соглашения. Безусловно, компании ждут завершения принятия необходимых нормативных документов и обещанных мер стимулирования первых внедрений со стороны государства.  

– Как сегодня решаются вопросы гражданской ответственности и страхования для МАНС?
 
– В проекте Федерального закона "О внесении изменений в Кодекс торгового мореплавания Российской Федерации и отдельные законодательные акты Российской Федерации в части правоотношений, возникающих при использовании автономных судов" указано, что в отношении МАНС действуют те же нормы, что и для традиционных судов. Т.е. наличие на борту таких высокоавтоматизированных систем, как средства а-Навигации, не превращает суда во что-то новое, не меняет гражданских правоотношений между судовладельцами, грузоперевозчиками, страховыми компаниями и т.д.  

– Как удалось убедить российские классификационные общества стать одними из первых в мире в процессе регулирования эксплуатации  беспилотных судов?

– Мой опыт работы со специалистами Российского морского регистра судоходства говорит, что это очень квалифицированные и вполне прогрессивные люди – поэтому их не требовалось как-то по-особенному убеждать. Они прекрасно видят тренды в развитии отрасли, видят появление технических систем а-Навигации – и как только появилась конкретика, с которой они смогли начать работать, они включились в работу. На мой взгляд, сегодня РС обладает наиболее полным и продвинутым видением и регулированием МАНС среди классификационных обществ мира – и думаю, что они смогут извлечь из этого выгоды в своей работе. Первые судоходные компании, первые производители систем, первые классификационные общества – они все, безусловно, несут на себе риски и нагрузку, связанную с внедрением новых, не имевших аналогов в мире, технологий, но они же имеют возможности и конвертировать свой приоритет в преимущества.

– Первенство в вопросах создании нормативной базы стало предметом нашей гордости. Но принципиальным вопросом, возможно, является не законодательство, а технические стандарты автономной навигации. Какие шансы у российских компаний войти в число их разработчиков? И какие наши технические решения могут лечь в основу этих стандартов?

– Мы сейчас работаем только с информационными системами, с управлением, не затрагивая принципиальную конструкцию судна – что может в дальнейшем стать интересной задачей уже для судостроителей. В нашей же области я не вижу каких-то новых фундаментальных технических стандартов, которые возникают в рамках а-Навигации: та же ИМО однозначно ссылается на существующие межотраслевые стандарты по обмену данными, кибербезопасности и т.д. Как я говорил, мы не меняем, а встраиваемся в существующий ландшафт. 

Новые стандарты могут возникнуть на более высоком уровне, в отношении новых типов систем: как будут типизироваться эти системы, какие требования к ним будут предъявляться. Здесь, безусловно те, кто первыми покажет на практике работающие решения, которые примут судовладельцы, будут определять эти стандарты. Например, три упомянутых выше новых системы, АНС, ОСА и ПДУ – это новые типы систем, которые пока созданы только нашими компаниями, поэтому есть все шансы, что они станут отраслевым стандартом.

– Главную роль в развитии автономных судов будут играть технологии искусственного интеллекта. Машина будет решать, какой выбрать курс. Какие перспективы у нас в этой области? 

– Честно говоря, мы избегаем термина "искусственный интеллект" из-за слишком расплывчатого его толкования. Из-за этого возникает путаница и беспредметные в нашем случае дискуссии о правосубъектности "искусственного интеллекта" или его независимости от человека. 

Лично я, как старый айтишник, придерживаюсь понимания этого термина как выполнение компьютерными системами тех функций, которые человек реализует при помощи своего интеллекта. В этом смысле современный холодильник вполне наделен возможностями искусственного интеллекта, когда автоматически регулирует термостат для поддержания нужной температуры или сигнализирует о неплотно закрытой двери. Ведь еще совсем недавно эти задачи мог выполнять только человек на основе своих наблюдений и опыта. Но это не делает холодильник ни равным человеку, ни самостоятельным субъектом.

Машина не будет решать, какой курс выбрать. Какой маневр выполнить в той или иной ситуации, решают люди: написавшие детерминированные для машины алгоритмы программисты и математики, разработавшие для этих алгоритмов однозначные сценарии и правила эксперты в судовождении, утвердившие для судоводителей правила МППСС-72 представители стран в ИМО. Машина просто в точности выполняет решения человека, которые в нее заблаговременно им заложены. 

В России есть достаточно много сильных экспертов в информационных технологиях, математике и судовождении, у них появляется уникальная возможность реализовывать свой потенциал по развитию систем а-Навигации на практике. Поэтому я оптимистично смотрю на наши перспективы в этой области.

– Вы фокусируетесь на автоматизации процессов судовождения, но львиную долю в работе экипажа на судне составляет ремонт и обслуживание техники. Как будут решаться эти вопросы? 

– Уверен, что успешно. Повышением уровня автоматизации технических средств сейчас занимаются многие машиностроители. Например, в Китае очень активно идут работы над "умным судном", именно в части автономных средств по управлению и обслуживанию техники на борту. Различные производители двигателей и судового оборудования по всему миру уже обеспечивают и предиктивное обслуживание и ремонты, и дистанционное обслуживание, и т.д. Уже сейчас применяются суда с необслуживаемыми машинными отделениями, с соответствующим классом автоматизации – когда для выполнения штатных функций не требуется присутствие человека.

Мы же сейчас фокусируемся на задачах именно судовождения, когда не требуется присутствие человека уже на мостике – здесь пока необходимых решений нет ни у кого в мире.

– Вы говорили о большом интересе к технологии МАНС со стороны частных компаний  (Wartsilla, ABB, RR, Kongsberg). Но это всё технологические компании, производители оборудования. В тоже время по мнению ряда представителей судовладельцев, например, BIMCO, автономные суда будут намного дороже традиционных, и  перспективы беспилотных судов не так безоблачны. По оценкам отдельных экспертов, расходы на экипаж торгового судна за 20 лет жизненного цикла составляют около 20% от стоимости судна. Делались ли какие-то прогнозы, насколько МАНС будут дороже традиционных судов? И насколько изменятся эксплуатационные расходы автономных судов?

– Любые новые технологии сначала дорогие, а затем – по мере увеличения зрелости и масштаба применения – становятся дешевыми и доступными. Еще двадцать лет назад сотовые телефоны были по карману только очень богатым потребителям. Сегодня мобильные устройства вешают на ошейник собакам,  поскольку их цена и стоимость мобильной связи стали сопоставимы с ценой этого самого ошейника. 

Безусловно, первыми выгоду из новых технологий а-Навигации извлекут судовладельцы с высокотехнологичными, дорогими судами: здесь стоимость судна, его эксплуатации, в т.ч. затраты на экипаж, будут на порядок превосходить затраты на средства е-Навигации. Особенно, с учетом того, что на таких судах объем модернизации, фактически, сведётся к установке двух новых систем – АНС и ОСА – и ПДУ на берегу; а остальными системами, которые нужны для а-Навигации, такие суда уже, как правило, оснащены. Сейчас стоимость модернизации такого современного судна до уровня автономного сопоставима со стоимостью традиционного навигационного оборудования на борту. 

Главный экономический эффект от его использования – повышение безопасности, что является ключевым экономическим фактором для крупных пассажирских судов, танкеров, контейнеровозов: везде, где цена инцидента неизмеримо выше, чем затраты на а-Навигацию. Второй эффект – автоматизация рутинных функций, лучшая ситуационная осведомленность и контроль снизят нагрузку на членов экипажа и, как следствие, необходимое количество экипажа на борту. Как очень грубая и субъективная оценка: затраты на одного квалифицированного офицера на борту перекрывают дополнительные затраты на спутниковую связь и сопровождение, требуемые системами а-Навигации – причем, например, стоимость спутниковой связи стабильно снижается, а стоимость труда так же стабильно увеличивается. 

С учетом этих двух факторов, в долгосрочной перспективе увеличение эксплуатационных затрат, связанное с а-Навигацией, будет компенсироваться даже небольшим частичным сокращением экипажа на борту – т.е. а-Навигация станет едва ли не единственным за последние десятилетия инструментом повышения безопасности судоходства, который не повлечет за собой дополнительных расходов судовладельцев. 

– ИМО говорит о четырех уровнях автономности МАНС, два из которых базируются на дистанционном управлении судов с берега. Как будет осуществляться дистанционное управление судна без экипажа в случае потери связи? 

– ИМО определило четыре уровня автономности:
1. МАНС управляется экипажем, системы а-Навигации используются для части функций и как системы поддержки принятия решений; 
2. МАНС управляется дистанционно, но на борту присутствует экипаж;
3. МАНС управляется дистанционно, на борту нет экипажа;
4. МАНС полностью управляется автоматически.

Это именно уровни автономности, а не классы или технические типы судов, определенные, во многом, в целях Regulatory Scoping Exercise – анализа ИМО того, какие регуляторные нормы в том или ином случае могут потребовать изменений. Одно и то же судно может функционировать в разных уровнях автономности в течение одного и того же рейса. Например, первый уровень при выходе и заходе в порт, четвертый при переходе в открытом море в нормальных условиях, 2 и 3 – при сложных или нештатных ситуациях. 

В нашем подходе приоритет отдается автоматическому управлению, под него "заточены" наши системы – а дистанционное или традиционное требуется только тогда, когда невозможно или ограничено применение автоматического. У нас есть все три варианта и набора средств управления судном: традиционный, дистанционный и автоматический. И, если, дистанционный – как один из способов – оказывается недоступным, могут использоваться два других. 

Если не борту нет экипажа и прервалась связь, то судно будет идти в автоматическом режиме – с немедленной нотификацией судоходной компании о потере связи. Если при этом оно окажется в условиях ограничений для автоматического режима, то судно перейдет на минимально допустимую скорость движения по первоначально заданному маршруту с сигнализацией "Судно лишенное возможности управляться" согласно МППСС-72. Сейчас именно такой алгоритм предусмотрен в рекомендациях Росморречфлота и в АНС, когда условия запрещают автоматический режим, а человек не взял управление на себя после соответствующей сигнализации со стороны АНС.

– Ваша концепция а-Навигации предполагает следующие этапы внедрения автономной навигации в морскую практику: сосуществование, переход и доминирование. Согласно ней, на втором этапе появятся специальные зоны мореплавания для автономных судов, и движение МАНС будут контролироваться едиными службами навигации. Что вы называете этим термином?

– Под едиными службами навигации я понимаю региональные и глобальные центры, контролирующие и при необходимости управляющие автономными судами в своей зоне ответственности. 

С одной стороны, это развитие существующих береговых СУДС, при котором оператору системы становится доступна вся информация о движении и состоянии судна для контроля, и он может как прямо осуществлять диспетчирование движения группы судов (задавая маршруты), так и непосредственно управлять движением судна. Уже сегодня известны случаи, когда операторы СУДС идентифицировали угрозу аварии, но не могли связаться с экипажем или экипаж игнорировал их предупреждения. Такие аварийные ситуации можно было бы предотвратить, если бы оператор СУДС смог взять управление на себя.

С другой стороны, это консолидация дистанционного управления судами вместо отдельных, индивидуальных пультов управления. Если вмешательство человека нужно только изредка и, как правило, только в определенных акваториях, нет смысла постоянно держать выделенного опытного судоводителя за каждым судном на протяжении всего рейса. Но это возможно только на втором этапе, когда зрелость технологии а-Навигации и доверие к ней позволят пересмотреть некоторые из текущих нормативных требований.

Сама идея трехэтапного подхода состоит в плавном внедрении а-Навигации в существующих условиях. На первом этапе (Сосуществование) подавляющее большинство судов будет управляться традиционно, поэтому МАНС должны будут соответствовать существующему регулированию и практике традиционных судов. На основе обширного практического опыты первого этапа можно будет сформулировать всеобъемлющие технические и правовые требования к МАНС, и перейти ко второму этапу (Переход или Transition). На нем появится специфичное регулирование, которое вместе с экономией на масштабе приведет к дальнейшему снижению эксплуатационных расходов для МАНС и к расширению их применения. А на третьем этапе новое регулирование, специфичное для а-Навигации, будет распространено и на традиционные суда: например, в части обмена информации или наличия телекоммуникаций на борту – т.е. регулирование плавно изменится от ориентированного на традиционные суда на ориентированное на МАНС.