Всего несколько лет назад идея самоходных кораблей, работающих без экипажа, была не более чем фантазией. Однако эти фантазии станут реальностью весной 2022 года с запуском в эксплуатацию Яра Биркеланд, первый в мире полностью электрический и автономный контейнеровоз, который работает без экипажа на борту для выполнения определенных операций.
Итак, что же такое автономные корабли, также известные как морские автономные надводные корабли (МАСС)? И каковы будут последствия их применения в международных грузовых перевозках? Ведь большая часть мировой торговли — по сути, Почти 80% это происходит над морем. Продолжайте читать, чтобы узнать ответы, пока мы исследуем краткосрочные и долгосрочные перспективы автономного судоходства!
Содержание
1. Что такое автономное судно?
2. Краткосрочные изменения в области автономного судоходства
3. Долгосрочные прогнозы автономного судоходства
4. Автономные суда упростят морские грузовые перевозки.
Что такое автономный корабль?
Автономное судно, как следует из названия, представляет собой беспилотное судно, способное плавать и маневрировать самостоятельно, без необходимости прямого вмешательства человека. Вместо членов экипажа на борту эти корабли используют передовые технологии, такие как искусственный интеллект (ИИ), сложные датчики и алгоритмы мониторинга.
Эти автономные суда работают и принимают важные решения, включая управление, ускорение или замедление, а также избежание столкновений с другими судами или препятствиями. Степень автономии может варьироваться, и обычно существует три уровня:
- Дистанционное управление: Этот тип автономного корабля управляется из другого места, аналогично пилотированию дрона с помощью пульта дистанционного управления. Однако члены экипажа остаются на борту для выполнения различных задач и вмешательства в случае необходимости.
- Полуавтономный: Этот вид автономного корабля имеет автоматизированные процессы и поддержку принятия решений. Они могут управлять и двигаться с постоянной скоростью, но им может понадобиться человек, который возьмет на себя управление навигацией, например, в оживленных районах.
- Полностью автономный: Полностью автономный корабль полностью управляется системами искусственного интеллекта и бортовой техникой без какого-либо вмешательства человека. Как будто у корабля есть собственный капитан.
Краткосрочные изменения в области автономного судоходства
Быстрое развитие автоматизированных навигационных систем, искусственного интеллекта и машинного обучения, а также высокоскоростной спутниковой связи действительно привело к появлению морских автономных надводных кораблей. Однако эти технологии еще не достигли необходимой зрелости для применения на крупных грузовых судах в рамках международных перевозок и логистики.
Ниже приведены некоторые из краткосрочных событий, которые мы можем увидеть в автономном судоходстве в ближайшие 3-5 лет, прежде чем мы станем свидетелями того, как большие грузовые суда будут автономно перевозить товары через море:
Дистанционное управление станет первым шагом
Учитывая, что автономные технологии все еще находятся в основном на экспериментальной стадии, а также высокие затраты, связанные с интеграцией таких технологий в существующую морскую инфраструктуру, переход к автономным грузовым перевозкам, вероятно, будет постепенным процессом. Ожидается, что компании судоходной отрасли первыми примут на вооружение суда с дистанционным управлением.
Гибридный режим работы кораблей с дистанционным управлением сочетает в себе эффективность автоматизации с адаптируемостью и безопасностью присутствия людей на борту. Этот постепенный переход, помимо того, что он экономически целесообразен, облегчит тестирование автономных навигационных систем, датчиков и программного обеспечения в реальных условиях, что в конечном итоге приведет к большей автономии.
Больше пилотных проектов и испытаний
Поскольку правительства всего мира осознают преимущества технологий автономного судоходства, они вкладывают значительные средства в исследования и разработки для размещения автономных судов в международных водах.
Например, китайское правительство недавно создало в провинции Гуандун испытательный стенд для автономного судоходства площадью 300 квадратных миль. Этот шаг неудивителен, учитывая, как сообщается, Китай занимает около 96% зарегистрированных патентов, связанных с разработкой технологии автономного судна.
Более того, ведущие технологические и программные компании продолжат сотрудничество с производителями судостроения и двигателей для проведения автономных транспортных испытаний. «Чжи Фэй«Летающая мудрость» — образцовый новаторский проект на пути продвижения Китая к автономному морскому судоходству.
Этот автономный контейнеровоз длиной 120 метров, использующий электрическую двигательную установку, имеет вместимость 300 двадцатифутовых эквивалентных единиц (ДФЭ) и способен перевозить грузовые контейнеры между портами вдоль побережья Китая.
Разработка и обновление нормативной базы
Существующая нормативно-правовая база создает серьезные проблемы для роста и внедрения автономного судоходства. Существующие правила и инструкции тесно связаны с пилотируемыми операциями.
Так, например, Кодекс ПДНВ АВ пункте 2 раздела VIII/8.4 подчеркивается, что офицеры, несущие вахту, «должны нести надлежащую вахту, максимально эффективно используя все имеющиеся ресурсы». Это подразумевает присутствие и обязанности вахтенных и офицеров на борту.
Международная морская организация (ИМО) признает наличие этих нормативных проблем. На своей 103-й сессии в мае 2021 года Комитет по безопасности на море (MSC), ключевой комитет ИМО, провел тщательный анализ нормативное исследование нацелены на морские автономные надводные корабли (МАСС).
MSC стремится и дальше продвигать разработку целевого инструмента, направленного на регулирование работы MASS. Национальные правительства также активно участвуют в формировании нормативно-правовой базы для безопасной интеграции автономных судов в свою морскую отрасль. Например, Европейская комиссия разработала первую версию Операционные руководящие принципы ЕС на испытаниях МАСС.
Улучшение существующей морской инфраструктуры
Нынешняя морская инфраструктура создавалась и адаптировалась годами, если не столетиями, для размещения пилотируемых судов. Порты и их объекты построены таким образом, чтобы предвидеть взаимодействие и контроль человека. Например, многие порты полагаются на пилотов-людей и буксиры, которые помогают грузовым судам пришвартоваться.
Ожидается, что параллельно с развитием автономных технологий в ближайшие годы будут привлечены инвестиции в улучшение портовой инфраструктуры. Ожидается, что терминалы будут модернизированы, чтобы обеспечить прямую связь с грузовыми системами судов, что облегчит координацию автоматизированных процедур погрузки и разгрузки.
Кроме того, Служба движения судов (VTS) будет использовать передовые алгоритмы и искусственный интеллект для оптимизации планирования маршрутов и управления движением как автономных судов, так и судов с экипажем. Это позволит точно прогнозировать движение автономных судов на основе данных о текущем положении, скорости и курсе.
Поскольку автономные грузовые суда во многом зависят от интегрированных технологий навигации, связи и управления системами, они потенциально уязвимы для киберугроз. В ответ на это морская кибербезопасность будет усилена за счет надежных протоколов шифрования, предназначенных для защиты передаваемых данных как от перехвата, так и от несанкционированного доступа.
Долгосрочные прогнозы автономного судоходства
Мы изучили ряд краткосрочных будущих событий, которые, как ожидается, сделают возможным широкое развертывание автономных грузовых судов в ближайшее десятилетие. Согласно отчету об анализе рынка, проведенному Мордор ИнтеллектПо прогнозам, к 11.93 году объем рынка автономных судов достигнет 2029 млрд долларов США.
Ниже приведены некоторые долгосрочные прогнозы автономного судоходства и их последствия для грузовых перевозок и логистики:
Глобальный флот станет полностью автономным
Поскольку в ближайшие несколько лет операции с судами за пределами площадки станут все более осуществимыми с помощью судов с дистанционным управлением, ожидается, что регулирующие органы и судоходные компании обретут уверенность в автономных технологиях. Такой сдвиг приведет к тому, что судоходная отрасль будет постепенно переходить на полуавтономные суда.
Прогнозируется, что с развитием и интеграцией технологии слияния датчиков и передовой спутниковой связи в течение следующих двух десятилетий полностью автономные суда в значительной степени заменят традиционные суда, в результате чего международные перевозки будут преимущественно управляться искусственным интеллектом.
Этот сдвиг приведет к значительному снижению спроса на традиционные должности моряков, такие как офицеры корабля, матросы и обслуживающий персонал, поскольку рабочая сила переходит от выполнения задач на борту к работе на берегу.
В то же время рост числа автономных операций приведет к необходимости новых должностей, требующих специалистов по автономным транспортным средствам и передовым технологиям для управления, обслуживания и устранения неполадок сложных систем, задействованных в автономном судоходстве.
Существенное сокращение расходов на морские перевозки.
В полностью автономной судоходной отрасли грузовые суда будут оснащены инновационными двигательными и энергетическими системами. Такие системы будут опираться на экологически чистую и возобновляемую энергию, помогая свести выбросы морских выбросов практически к нулю. Одновременно системы технического обслуживания на базе искусственного интеллекта смогут анализировать данные датчиков в режиме реального времени.
Эти автономные алгоритмы могут прогнозировать, когда системы могут выйти из строя, или определять, когда детали могут нуждаться в замене — и все это без участия членов экипажа на борту. Благодаря этим достижениям судоходные компании смогли увидеть, что их общие затраты снизятся на несколько процентов. оцененный 20%.
Даже на автономных судах, работающих на топливе, навигационные системы можно запрограммировать на постоянную работу на оптимальных скоростях, что приводит к меньшим расходам топлива. Кроме того, автономные суда могут оптимизировать маршруты с учетом погоды, морских условий и других факторов, заранее корректируя запланированные маршруты и скорости для максимальной экономии топлива.
В исследовании, посвященном эксплуатационным и экономическим преимуществам автономного судоходства, было подсчитано, что для каждого автономного судна экономия на топливе и расходах на экипаж может составить до 4.3 млн USD течение его 25-летнего жизненного цикла.
Повышение безопасности на море и снижение количества человеческих ошибок
Считается, что человеческая ошибка является фактором примерно 80% до 90% морских аварий. В конце концов, члены экипажа подвержены воздействию целого ряда факторов, таких как усталость и переутомление, неправильное принятие решений и недопонимание.
Напротив, автономные корабли оснащены передовыми системами сенсорной и ситуационной осведомленности, которые позволяют точно обнаруживать близлежащие объекты, береговые линии и другие суда. Алгоритмы искусственного интеллекта могут определять самые безопасные и эффективные навигационные пути, позволяя автоматически корректировать курс корабля, чтобы избежать любых обнаруженных опасностей.
Более того, автономные корабли используют автоматизированные системы для управления движением, рулевым управлением и другими жизненно важными операциями. Такие системы работают точно и последовательно, что снижает вероятность человеческой ошибки при ручном управлении, включая неточную регулировку скорости или навигационные маневры. В ближайшие 20 лет морская отрасль может достичь точки, когда столкновения и инциденты, связанные с посадкой на мель, будут практически исключены.
Инновационные конструкции кораблей, не ограниченные требованиями экипажа
Без необходимости размещения экипажа на автономных кораблях помещения, традиционно отведенные под жилые помещения, кухни и другую инфраструктуру жизнеобеспечения, можно переконфигурировать для увеличения грузоподъемности или оптимизации компоновки оборудования для повышения эффективности.
Это может привести к созданию футуристического дизайна, который станет более гладким и обтекаемым, что снизит сопротивление и расход топлива. Например, грузовые авианосцы могут быть полностью погружаемыми и путешествовать полностью под водой, пользуясь более стабильными условиями и избегая опасностей на уровне поверхности.
Альтернативно, грузовые суда могут быть спроектированы так, чтобы трансформировать и адаптировать их структуру в соответствии с потребностями груза. Например, сегментированная конструкция может позволить частям корабля отсоединяться и стыковаться независимо, оптимизируя использование пространства и повышая эффективность процессов погрузки и разгрузки.
Автономные суда упростят морские грузовые перевозки
Автономные корабли произведут революцию морские перевозки и глобальная торговля. Благодаря этим достижениям мы можем ожидать сокращения времени в пути, снижения расхода топлива и значительного снижения количества навигационных происшествий, вызванных человеческим фактором.
Более того, автономные корабли потенциально могут попасть в регионы, слишком опасные или менее экономичные для обычных кораблей с человеческим экипажем. Например, автономные суда ледового класса смогут перемещаться по арктическим маршрутам, которые обычно недоступны большую часть года, открывая новые торговые пути.
Хотите узнать больше о том, как можно применить автоматизацию к операциям цепочки поставок, помимо доставки? Проверьте это блоге и узнайте, как генеративный искусственный интеллект может автоматизировать весь процесс таможенного брокерства!
Ищете логистическое решение с конкурентоспособными ценами, полной прозрачностью и легкодоступной поддержкой клиентов? Проверьте Торговая площадка логистики Alibaba.com прямо сейчас
