18 lutego Polski Rejestr Statków zaprosił przedstawicieli polskiej branży morskiej do debaty nad zagadnieniami z zakresu żeglugi autonomicznej. Agenda prelekcji w formie online była całościowym spojrzeniem na zagadnienie żeglugi MASS (Maritime Autonomous Surface Ship). Uczestnicy seminarium mieli okazję zapoznać się z najnowszymi osiągnięciami, wyzwaniami administracyjnymi, perspektywami rozwoju czy potencjalnym zastosowaniu systemów autonomicznej żeglugi. Z uwagi na bezpieczeństwo zdrowotne i zapobieganie rozprzestrzenaniu się pandemii COVID-19, wydarzenie zostało zorganizowane w formule online.

- W Polskim Rejestrze Statków zorganizowaliśmy seminarium poświęcone perspektywom rozwoju żeglugi autonomicznej i jednostek autonomicznych MASS. Od 2017r. Międzynarodowa Organizacja Morska prowadzi prace nad sposobem uwzględnienia wymagań dla jednostek autonomicznych w instrumentach IMO. Praktycznym zastosowaniem jednostek MASS zainteresowani są nie tylko armatorzy ale i inne podmioty np. porty – powiedział nam Dariusz Rudziński, Członek Zarządu PRS.

Jednym z prelegentów, który potwierdził perspektywę obsługi i zastosowania statków bezzałogowych w pracy portów morskich był Maciej Krzesiński – dyrektor ds. marketingu i współpracy z zagranicą Zarządu Morskiego Portu Gdynia.

- Moja prelekcja dotyczyła przede wszystkim tego jak o żegludze autonomicznej mówimy w kontekście portów. W jaki sposób porty powinny się do żeglugi autonomicznej i do przyjmowania autonomicznych statków przygotować. Duże znaczenie mają urządzenia automatycznego cumowania. Sama infrastruktura czyli odpowiednio szerokie i głębokie, bezpieczne kanały portowe tudzież obrotnice. I inne elementy jak: system nawigacyjny GBAS-RTK, wykorzystanie dronów do takich czynności jak zbieranie próbek wody, monitorowanie środowiska czy nabrzeży. Mówię o monitoringu nawodnym i podwodnym. To są elementy, które będą miały wpływ na rozwój żeglugi autonomicznej w przyszłości, nie tylko w samym porcie ale i żegludze przybrzeżnej. Mam nadzieję, że w przyszłości w żegludze międzynarodowej.

Coraz wyraźniej widać, że ogólnoświatowe (ale także i Polskie!) prace badawcze nad rozwojem technologii autonomicznych w żegludze zmierzają do swoistej rewolucji w transporcie morskim. Towary pływać mają na bezzałogowych statkach, sterowanych zdalnie z baz umieszczonych na lądzie. Oczywiście to w dłuższej perspektywie czasowej, niemniej już teraz należy podjąć pewne przygotowania.

- Statki autonomiczne to tak naprawdę potrzeba rynku. Wspólnie z administracją morską zajmujemy się wypracowaniem minimalnych standardów, które te jednostki powinny spełniać. Wchodzą w to kwestie niezawodności systemów wspomagania decyzji, systemów nawigacyjnych, sensorów nadzorujących domenę statku. Wyzwanie te są nieco innego poziomu i tak naprawdę towarzystwa muszą się trochę jeszcze tego nauczyć – mówi Wojciech Kozyro, Zastępca Dyrektora okrętowego ds. służby technicznej PRS.

Prof. Zbigniew Pietrzykowski i Piotr Wołejsza z Akademii Morskiej w Szczecinie byli kolejnymi prelegentami seminarium. Niezwykle ciekawymi, gdyż mają na koncie udane wdrożenia systemów autonomicznych. Dla zrozumienia ich dorobku warto poznać stopnie autonomii statków wg Międzynarodowej Organizacji Morskiej (IMO). 

Pierwszy stopień to statki z układami automatyki (np. cumowanie) i układami wspomagania decyzji.

Drugi to statki zdalnie sterowane, pływające z kapitanem mającym możliwość przejęcia kontroli nad sterowaniem i systemami statku.

Trzeci stopień obejmuje statki sterowane zdalnie, pływające bez członków załogi na pokładzie.

Czwarty stopień to statki, na których wszystkie decyzje są inicjowane przez komputerowe układy automatyki zainstalowane na statku.

NAVDEC i AVAL – systemy autonomicznej żeglugi ze Szczecina

Nawigacyjny System Wspomagania Decyzji NAVDEC zalicza się do 1 stopnia autonomii statku, ma na celu zapobieganie kolizji w ruchu morskim. System certyfikowany przez PRS, oparty jest na danych pochodzących z: logu, żyrokompasu, ARPA, GNSS, AIS, ENC. Jego zadaniem jest wskazanie bezpiecznego kursu, uwzględniającego pokonanie wszystkich barier w bezpiecznej odległości. NAVDEC pozwala także na zoptymalizowanie kursu pod kątem zużycia paliwa. Stosowanie systemu NAVDEC można porównać do używania nawigacji samochodowej: wszystkie decyzje i działania podejmowane są przez człowieka przy użyciu danych pochodzących z systemów autonomicznych.  

NAVDEC od 2017 używany jest na promach Polskiej Żeglugi Bałtyckiej, a w 2020 roku system wdrożono w Marynarce Wojennej RP.

Kolejnym systemem opracowanym przez NAVDEC jest AVAL - Autonomous Vessel with an Air Look* to system automatycznej nawigacji morskiej zaliczany do 2. stopnia autonomii IMO. Głównym elementem technologii AVAL jest system innowacyjnej nawigacji morskiej wykorzystujący, oprócz urządzeń nawigacyjnych zainstalowanych na statku, dane z obserwacji wizyjnej prowadzonej przez bezzałogowy statek powietrzny. Technologia AVAL składa się z trzech elementów:

Technologia Bezzałogowych Statków Morskich (BSM). Sercem BSM jest komponent przeciwdziałający zderzeniom i system komunikacji z Bezzałogowym Statkiem Powietrznym (BSP).

Technologia BSP jest wsparciem dla systemu nawigacji morskiej w sytuacjach kolizyjnych. BSP jest wyposażony w kamerę i czujniki do rejestrowania i przesyłania danych wideo i hydrometeorologii do BSP.

Technologia Przetwarzania Obrazu (TPO). Kluczowym elementem TPO jest algorytm wykrywania i rozpoznawania obiektów niebezpieczeństwa na morzu (na przykład łodzi ratowniczych, gór lodowych, wielorybów itp.) w obrazach zarejestrowanych aparatem BSP.

Stosowanie systemu AVAL w metaforze motoryzacyjnej można porównać do automatycznego parkowania, kiedy to system podejmuje decyzje i działania za człowieka, który jednak ma możliwość przejścia do sterowania manualnego.

Testy systemu AVAL na promach Unity Line planowane są w tym roku.

Zainteresowanie zagadnieniem żeglugi autonomicznej jest bardzo duże - także na naszym lokalnym, polskim rynku. Krajowy potencjał naukowo-badawczy daje nadzieję na rozwój idei, a podjęcie odpowiednich działań na arenie międzynarodowej - w tym odpowiednie uregulowania prawne - pozwolą na skomercjalizowanie MASS. Niewielkie, zdalnie sterowane promy, których testy odbywały się m.in. w Finlandii i Norwegii, przybliżają nas do osiągnięcia założonego celu, jakim jest całkowita autonomia statków. Dużym wyzwaniem postawionym przed projektantami i konstruktorami jest zapewnienie co najmniej takiego samego poziomu bezpieczeństwa żeglugi, jaki jest zapewniony na statkach załogowych.

*Projekt jest realizowany przez multidyscyplinarne konsorcjum naukowo-przemysłowe w składzie: lider konsorcjum – Politechnika Białostocka (Wydział Informatyki oraz Wydział Mechaniczny), Fundacja Bezpieczeństwa Żeglugi i Ochrony Środowiska w Iławie oraz firmy akademickie: Sup4NAV sp. z o.o. i UpLogic sp. z o. o. spin-off Politechniki Białostockiej.

Informacje o NAVDEC i AVAL na podstawie telefonicznej rozmowy z Piotrem Wołejszą i strony navdec.com. Grafiki pochodzą z prelekcji Prof. Zbigniewa Pietrzykowskiego i Piotra Wołejszy.

Zobacz relację wideo: