Сегодня ведущими институтами страны разрабатываются и внедряются технологии е–Навигации и а–Навигации, направленные на обеспечение лидерских позиций России в области автономного судовождения на мировом рынке. Знаковым проектом в данной области является автономное научно–исследовательское судно «Пионер–М», которое было спущено на воду в 2021 году на Средне–Невском судостроительном заводе. Это первое в России судно, на котором будут отрабатывать технологии безэкипажного судовождения. В этом году судно уже готовят к первой экспедиции, старт запланирован на конец сентября. Специалисты уже собирают документы, завершают технологический этап.
Планируется, что объектом исследований будет являться Черное море, длительность – 2–3 недели. Плавательное средство не имеет аналогов, проект катамарана разработали студенты Севастопольского государственного университета совместно с учениками и специалистами из других вузов России.
Корпус «Пионера–М» изготовлен из углепластика. Легкий и прочный материал устойчив к воздействию морской среды. А наличие гидравлических подруливающих устройств повышает маневренность. Судно катамаранного типа простое в управлении. «Пионер–М» может следовать по заданному курсу с одной скоростью, удерживаться в определенной точке в автоматическом режиме. Судно оснащено российской навигационной спутниковой системой. Данная система позволяет строить точные маршруты, фиксировать координаты, что важно при исследовательских работах. Изначально проект задумывали как беспилотный. Часть необходимых для этого устройств уже установили, в планах – доработать системы и сделать «Пионер» полностью самостоятельным.
Выход в море, забор проб, фиксирование показателей – все это катамаран может делать автономно. Одна из проблем, которую необходимо решить, – швартовка. Пока без помощи человека судно причалить не может.
На «Пионере» есть каюты, камбуз, душевые и санузлы. Вместимость – 16 человек. В этом году в экспедицию отправятся преподаватели Московского и Астраханского государственных университетов, Балтийского федерального университета и ученые нескольких академических институтов. Кроме того, в состав команды войдут студенты. Океанография, морская биология, гидрология, подводная археология – на «Пионере–М» можно выходить в комплексные междисциплинарные экспедиции не только по Черному морю, но и по Азовскому и даже Каспийскому. В 2024–м планируют выйти в море уже на 60 судо–суток. Участие смогут принять почти все вузы юга России, в каждом порту одна команда студентов и ученых будет сменять другую.
Главное отраслевое агентство страны также принимает активное участие в развитии и внедрении автономного судовождения. При участии подведомственного Росморречфлоту ФГУП «Росморпорт» разработаны и утверждены технические требования на инфраструктуру обеспечения автономного судовождения, судовое и береговое оборудование автономного судовождения, средства автономного портового флота. В целях проведения эксперимента по а–Навигации и получения опыта по применению на практике единой технологической платформы безэкипажного управления морскими судами ФГУП «Росморпорт» средствами а–Навигации оснащаются двухтопливные паромы «Маршал Рокоссовский» и «Генерал Черняховский» для линии Уст–Луга – Калининград. Автономная навигационная система, которая устанавливается на паромах, предназначена для автоматического анализа навигационной обстановки, ведения судна по заданному маршруту в автоматическом режиме и режиме дистанционного управления, автоматического принятия решений по маневрированию судна, сбора данных с судовых приборов.
Задача на 2023 год – провести интеграцию в единый цифровой контур программы, судовые приборы и системы, а также обеспечить указанным судам присвоение класса автономности.
В 2024 году новые образцы отечественного берегового и судового оборудования для автономного судовождения (на основе а–Навигации и е–Навигации) должны быть внедрены в двух портах (Усть–Луга и Балтийск) и на этих паромах.
Цель этих проектов – формирование технологий автономного судовождения и принципов их внедрения на объектах и в инфраструктуре водного транспорта РФ, а также их коммерческое использование. В Санкт–Петербурге одновременно будет развернут Центр дистанционного управления инновационными паромами ФГУП «Росморпорт». Центр обеспечит возможность мониторинга окружающей навигационной обстановки, контроля основных параметров движения паромов, в том числе работы энергетической установки, а также дистанционного управления паромами в открытом море.
В настоящее время ФГУП «Росморпорт» осуществляет также внедрение беспилотных водных аппаратов (БПВА) для оптимизации работ по контролю глубин в акваториях морских портов и на подходах к ним как с целью обеспечения безопасности мореплавания, так и для гидрографического обеспечения ремонтных дноуглубительных работ. Инновационным решением для эффективного выполнения промеров глубин стал беспилотный гидрографический комплекс на основе БПВА с однолучевым эхолотом – безэкипажное малогабаритное судно, выполненное в виде тримарана, которое применяют в акватории Калининградского морского канала, акватории строительства морского международного терминала для приема круизных и грузопассажирских судов в г. Пионерском Калининградской области. Отечественный беспилотный гидрографический комплекс на основе БПВА с однолучевым эхолотом способен работать автономно на протяжении 8 часов и будет использоваться в акватории морского порта Владивосток, в том числе для гидрографического обеспечения ремонтных дноуглубительных работ.
Использование БПВА с гидрографическими комплексами позволит ФГУП «Росморпорт» организовать постоянный мониторинг глубин в акваториях морских портов и на подходах к ним с критическими подкилевыми глубинами. Кроме того, это позволит существенно снизить расходы предприятия на привлечение к выполнению работ гидрографических катеров, а также повысит мобильность гидрографических подразделений.
С активным внедрением беспилотных технологий в судоходстве мы приходим к тому, что развитие соответствующего материально–технологического потенциала требует и дополнения системы подготовки специалистов морского транспорта учебными учреждениями, готовящими кадры, способных эксплуатировать как новые типы судов, так и современное оборудование береговой инфраструктуры. ФГУП «Росморпорт» приняло участие в разработке технических требований для тренажеров по подготовке специалистов а–Навигации и е–Навигации, а также программ обучения кадров в рамках федерального проекта «Автономное судовождение». Подготовка работников проводится на базе ведущих транспортных вузов России. Тренажеры по а–Навигации и е–Навигации на основе технологий виртуальной реальности будут установлены в ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова и в Российском университете транспорта (МИИТ). Тренажеры предназначены для обучения экипажей морских автономных надводных судов в соответствии с классификацией судов Российского морского регистра судоходства, операторов центров дистанционного управления МАНС и операторов служб управления движением судов в акваториях функционирования МАНС.
Первопроходцем в области подготовки таких специалистов стал РУТ (МИИТ), в стенах которого в апреле этого года первое в мире свидетельство капитана центра дистанционного управления автономными судами в России получил представитель ФГУП «Росморпорт». Обучение проходило в Учебно–тренажерном центре РУТ по программе «Капитан центра дистанционного управления автономными судами».
Работа тренажеров по а–Навигации и е–Навигации основана на передовых российских технологиях с использованием трехмерного компьютерного моделирования, виртуальной и дополненной реальности. Для тренировки специалистов в условиях реального времени осуществляется имитация управления МАНС, обеспечивается адекватное тактильное и визуальное восприятие учащимися окружающей и навигационной обстановки. Внедрение тренажеров в учебных заведениях позволит существенно расширить потенциал установленного в вузах учебного оборудования, в частности, предоставит специалистам возможность отрабатывать взаимодействие между МАНС. На базе ГУМРФ также будет создан новый отраслевой центр компетенций – цифровой испытательный полигон для моделирования навигационной обстановки.
ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова активно включился в реализацию федерального проекта «Автономное судовождение» по образовательному направлению. Университет подписал контракт на приобретение навигационного тренажера для подготовки и повышения квалификации плавсостава судов, береговых специалистов в области а–Навигации и е–Навигации. Тренажер предназначен для проведения исследований и практической подготовки членов экипажей морских автономных надводных судов, операторов центров дистанционного управления и операторов береговых систем управления движением судов (СУДС), в зоне действия которых могут эксплуатироваться автономные суда.
ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова готовится ввести в эксплуатацию тренажер для подготовки и повышения квалификации плавсостава судов, береговых специалистов в области а–Навигации и е–Навигации на базе передовых российских технологий:
– технологии компьютерного моделирования различного уровня интенсивности судопотока действующих и разрабатываемых классов морских автономных надводных судов различного уровня автоматизации на основе трехмерных компьютерных моделей с адекватной пространственной динамикой, различными маневренными характеристиками и размерениями, функционирующих и перспективных средств навигационного обеспечения, комплексов береговой инфраструктуры во взаимосвязи с моделированием изменяющихся условий внешней среды;
– технологии виртуальной и дополненной реальности имитационного управления и отображения оборудования ходового мостика, навигационной обстановки, обеспечивающей адекватное тактильное и визуальное восприятие обучаемым окружающей и навигационной обстановки в условиях реального времени.
Ректор ГУМРФ, профессор Сергей Барышников отметил: «Новейшие технические решения в сочетании с передовыми образовательными технологиями позволят нам совместно с партнерами из Российского университета транспорта, где был ранее в этом году введен в эксплуатацию подобный тренажер, создать систему и методику подготовки и повышения квалификации экипажей основных категорий МАНС, операторов центров дистанционного управления МАНС и операторов СУДС в районах функционирования МАНС. Университет выбрал концепцию совмещения функций одобренных конвенционных тренажеров и перспективных технологий виртуальной и дополненной реальности, что позволит обеспечить максимальную гибкость и универсальность при организации учебного процесса как в рамках основных образовательных программ подготовки курсантов, так и при реализации программ дополнительного профессионального образования специалистов отрасли».
Так для чего же все это нужно? На сегодняшний день главным требованием для эксплуатации беспилотных судов является то, что они должны быть как минимум такими же безопасными, как и обычные. По мнению специалистов, главным преимуществом беспилотных морских транспортных средств может стать исключение возможности возникновения морских аварий из–за человеческих ошибок. Статистика в области транспортных потерь и безопасности показывает, что от 75% до 96% морских аварий можно отнести к человеческому фактору.
По оценкам специалистов, основным достоинством морского безэкипажного судна для перевозок грузов является отсутствие на его борту экипажа, следовательно, и отсутствие необходимости наличия на судне обитаемых жилых помещений и всех систем обеспечения жизнедеятельности человека. Это позволяет использовать большее пространство для размещения груза, а также экономить электроэнергию и топливо. За счет снижения потребляемой электрической энергии для стандартного контейнеровоза экономия может достигать 40% из–за сокращения энергозатрат на отопление, вентиляцию, кондиционирование, прачечную и камбуз.
По оценкам Минтранса России, при переходе на а–Навигацию снижение эксплуатационных расходов сократит рейсовые расходы судоходных компаний ориентировочно на 5%; совокупная себестоимость морских перевозок в России оценивается в 500 млрд руб. в год, что даст эффект в 25 млрд руб. в год (проект–маяк «Автономное судовождение» в рамках перечня инициатив социально–экономического развития Российской Федерации до 2030 года, утвержденного распоряжением Правительства РФ от 6 октября 2021 года).
Предполагается, что профессия моряка трансформируется в офисную работу за автоматизированным рабочим местом, когда необходимость выходить в морские рейсы отпадет, а управление судами будет происходить удаленно. После внедрения автономных систем судовождения экипажи фактически будут переведены на сушу, что обеспечит не только экономию фонда заработной платы, но и существенное упрощение конструкции судов.
Следует заметить, что работа безэкипажных судов в северных широтах возможна на линейных направлениях: при движении по акваториям морей, вдоль побережья в составе каравана за ледоколом. Как отмечают эксперты, работа безэкипажных судов в северных морях сопряжена с большим риском. Заход судна в морской порт, лоцманская проводка безэкипажных судов, швартовка и проведение погрузочно–разгрузочных работ требуют обязательного участия экипажа. Как и в случае с обычными морскими судами, для обеспечения эффективности грузовых перевозок потребуется серия или несколько серий безэкипажных судов.
Не стоит забывать, что для эффективной модернизации действующего флота существует и ряд серьезных ограничений. По оценкам специалистов, заметное сокращение экипажа возможно только для вновь строящихся и относительно современных судов с уровнем автоматизации не ниже АUT2, доля которых под флагом морского коммерческого флота РФ составляет на сегодняшний день всего около 15%. Модернизация существующих судов внутреннего водного плавания в автономные доступна сегодня менее чем для 2% речного транспортного флота (суда с уровнем автоматизации А1). Это значит, что автономный внутренний водный транспорт еще только предстоит построить. Но на это наши законотворцы и лоббисты в пояснительной записке к закону о морских портах уверенно заявляют: «Для эксплуатации полуавтономных судов не потребуется значительной реконструкции имеющихся технических средств портовых систем управления движением судов. Для полностью автономных судов такая реконструкция может быть произведена в рамках плановой модернизации систем управления движением судов их собственниками».
На этом фоне есть более серьезный вопрос, который до конца не изучен и не решен, – это вопрос кибербезопасности при выполнении морских перевозок. В ряде исследований отмечается, что киберугрозы в секторе морских перевозок относятся к угрозам в отношении компьютерных систем и технологий, которые могут повлиять на операции, связанные с глобальной перевозкой всех типов грузов. В связи с тем, что обсуждаются различные технологии автоматизации морских перевозок, в том числе полностью автономные морские транспортные средства, все аспекты для повышения эффективности должны включать и защиту от киберугроз. Среди общих киберугроз для морских перевозок можно выделить: шифрование данных различных критичных систем и дальнейшее требование выкупа для восстановления операций; кибершпионаж с мотивом кражи конфиденциальной информации; установка вредоносного ПО для нарушения работы компьютерных систем транспортного средства; фишинговые атаки, направленные на получение конфиденциальной информации; доступ к спискам пассажиров, чтобы разрешить доступ к ним посторонним лицам, что в свою очередь открывает возможности для целого ряда социоинженерных атак. В 2021 году специалисты указывали на ранее неизвестную технологию GPS–спуфинга (подмена), предположительно тестируемую правительством КНР. Спуфинговая атака гораздо опаснее, ведь в таком случае посылаемый с суши поддельный сигнал заставляет устройство показывать неверные координаты, не вызывая при этом никаких подозрений.
Насколько удалось решить этот вопрос к 2023 году, данных пока нет. Также не совсем понятно, каким образом беспилотные суда будут считывать в море минную опасность и бороться с пиратством, особенно развитым в южных акваториях. Судно без команды на борту будет легкой добычей для пиратских налетов. Наиболее остро стоит вопрос, каким образом будет оказываться помощь терпящим бедствие на море судам, их экипажам и пассажирам, если будет получен сигнал бедствия, а беспилотное судно окажется рядом.
