Морской трафик постоянно растет: на воде все больше частных судов, порты перегружены небольшими яхтами, крупными балкерами, сухогрузами и круизными лайнерами. В условиях, когда в последние десятилетия нагрузка диспетчеров в портах и на важнейших судоходных каналах максимально выросла, ключевая проблема в том, как сориентироваться в условиях оживленного движения, никого не задеть, доставить груз вовремя и в сохранности.
Здесь на помощь приходят информационные технологии, способные точно фиксировать и обрабатывать всю навигационную информацию и помогать людям принимать правильные решения. Сегодня мы разбираемся, какие задачи решают AR-технологии в морской навигации, и каких успехов добились их разработчики.
Безопасность и экономия
Большинство флотов в мире выстраивают навигацию по системам ГЛОНАСС, GPS и Galileo. Спутниковая навигация удобна и доступна, но очень уязвима к ошибкам на локальном уровне. Поэтому большинство морских транспортных средств все еще снабжаются дублирующими средствами навигации — эхолотами, коротковолновыми радарами, акустическими датчиками, инфракрасными камерами и т.п. Проблема в том, что каждый дополнительный прибор генерирует огромное количество информации, которое удержать во внимании очень сложно. Да и в капитанской рубке для всех экранов может банально не хватить места.
Чем помогают капитану AR-очки с навигацией:
- Визуализация показаний приборов. Радиомаяки, акустические маяки, погодные данные, показания диспетчерских и любые дополнительные показания будут перед глазами. Это удобнее, чем пользоваться стандартными приборами в рубке и постоянно отвлекаться на них во время маневров.
- Помощь в маневрировании. Самые сложные моменты в движении — выход и вход в порт, проход под мостами, навигация в каналах и шлюзах. Когда все нужные параметры, маркеры фарватеров перед глазами, маневрирование судами становится более точным и безопасным — капитан не отводит глаза от взятого курса.
- Предиктивное ориентирование в сложных условиях. Недостаток глобальных навигационных систем в том, что они не помогают совершать маневры в условиях плохой видимости и сложных погодных условиях. Когда бушует гроза или море скрыто туманом, капитану сложно определить позицию, визуально оценить расстояние и скорость других судов. Компьютер и визуализация могут сделать движение в плохой видимости предсказуемым и безопасным.
Другой аспект, определяющий интерес крупных транспортных компаний к новым навигационным решениям — это огромная экономия на неустойках и штрафах. По данным Шведского мореходного клуба, 30% всех транспортных претензий в судоходстве, дошедших до судебных разбирательств, связаны с навигационными ошибками. Даже при наличии самых современных технических средств, капитаны кораблей все еще попадают в банальные «морские ДТП». В период с 2013 по 2017 год отсутствие ситуационной осведомленности было названо наиболее частой причиной столкновений (45%). Это вторая по частоте причина самых дорогих претензий к перевозчикам (27%), генерирующая более 43% всех непредвиденных расходов.
Причины аварий связаны с банальной невнимательностью, вызванной стрессом и усталостью от вахты. Цена ошибок может быть крайне высока: недельная пробка в Суэцком канале, вызванная аварией Ever Given, глобально повлияла на всю мировую экономику. Поэтому крупнейшие морские перевозчики готовы инвестировать большие средства в интеллектуальные программы, призванные сократить влияние человеческого фактора на навигацию. Свои навигационные AR-приложения для капитанов имеют NYK Line, China COSCO Shipping и ряд других транснациональных транспортных компаний.
Иллюминатор, AR-очки или морской планшет
У разработчиков навигационных AR-решений для кораблей довольно большой простор для творчества — этот вид транспорта не страдает от недостатка энергии или пространства. Компании побогаче могут позволить себе проекции прямо на стеклах иллюминаторов. Например, французский перевозчик CMA CGM, третий в мире по объемам морских контейнерных линий, уже несколько лет разрабатывает собственную навигационную систему для кораблей.
Ключевой стек технологий сосредотачивается на капитанском мостике, в котором реализуется система интеллектуального зрения. Она дает полный обзор пространства вокруг корабля с высоты птичьего полета, выводит данные о скорости вращения судна, расстоянии до причала, течениях и поперечных скоростях. Информация отражается на обзорные панели мостика с помощью специальных проекционных устройств.
Стационарную проекцию не сложно установить на мостик современного корабля, однако комфортный доступ к данным будет при этом только у одного члена экипажа, стоящего за рулевым колесом. На таком принципе построен навигационный софт eAR — Easy Marine: он использует отдельные панели, на которые выводит данные гидрографических карт, информацию от диспетчеров и коротковолновых радаров. Софт позволяет легко проходить сложные участки навигации: узкие каналы (Суэцкий, Панамский), шлюзы и мосты.
Еще более дешевый вариант AR-навигации — это простые планшеты-навигаторы с поддержкой выносной камеры. Такие системы легко устанавливаются на яхтах и малых судах, они доступны по цене частным пользователям, морякам-любителям и рыбакам. Сегодня их разрабатывают почти все крупные производители гражданского водного транспорта, яхт и катеров.
В пример можно привести комплекс ClearCruise от Raymarine, сочетающий несколько навигационных решений: на разделенном экране планшета отображается видео в реальном времени с наложенными данными позиционирования, эхолокации и диаграммами погодных прогнозов.
Решение ClearCruise спроектировано так, чтобы не требовалось специально готовить яхту или катер к установке системы. Достаточно привинтить планшет там, где у судна руль, и отдельно установить по бортам оптические датчики — используются обычные IP-камеры высокого разрешения в герметичных корпусах.
Но большинство вендоров морского навигационного оборудования предлагают решения с использованию носимой электроники. Например, компании Fostech AS и NorthInvent AS, разработчики систем акустического мониторинга, антиволновых систем и приборов навигации, уже в 2019 году начали испытывать решение Maritime Augmented Reality (MAR) на платформе HoloLens 2.
MAR выводит на дисплей очков интерактивную навигационную карту с обозначенным фарватером, курсом и отмеченными зонами опасности: отмелями, течениями, движением волн. Все это делает контроль курса корабля интуитивно простым. Разработчики из Fostech AS считают, что реализация на AR-очках лучше стационарной проекции: в наиболее сложных моментах — ночью или в тумане — штурман не опускает глаза на экраны приборов и не тратит время на интерпретацию информации. Решение будет доступно для коммерческого использования уже в 2022 году.
Подобную систему, использующую HoloLens, готовит к коммерческому запуску команда Ocean Industries Concept Lab из норвежского города Осло. Решение называется OpenBridge и выступает частью глобального проекта SEDNA EU. Система специализируется на арктической навигации, она умеет подсказывать морской путь в условиях полярной ночи и ориентироваться среди льдов и айсбергов.
Больше остальных инвестируют в AR-решения для морской навигации азиатские перевозчики, которые, очевидно, сильнее зависят от водного транспорта, нежели жители других экономических макрорегионов.
Японская компания Mitsui OSK Lines (MOL) ежегодно вкладывает сотни тысяч долларов в системы навигации для газовых и нефтяных танкеров. Эти корабли, как правило, избегают оживленных маршрутов и разгружаются в специальных удаленных доках. Для них основную угрозу представляют рифы и мелководья в морских нефтяных шельфах. Решение MOL и Furuno Electric как раз учитывает эту особенность и отображает границы между глубоководными районами, помечая зоны, где суда могут безопасно перемещаться.
Затраты MOL на обкатку и внедрение решения уже составили полмиллиона долларов, а масштабирование системы на весь флот компании будет стоить в два раза больше. Однако руководство холдинга считает эти инвестиции максимально оправданными. Посадка танкера на мель — гигантский риск для компании и экологии. Штраф за утечку исчисляется сотнями миллионов, риск таких расходов сложно переоценить — за прошлогоднюю аварию балкера Wakashio, севшего на риф около Маврикия, перевозчик до сих пор выплачивает гигантский штраф.
Сейчас система установлена на 24 нефтеналивных судах (VLCC), эксплуатируемых MOL. В дальнейшем она будет масштабироваться на весь энерготранспортный флот, включая сухогрузы и танкеры для перевозки сжиженного природного газа.
Большие горизонты для AR-вендоров
Эффективность решений морской AR-навигации показывают многочисленные научные работы. Исследователи из Института кораблей и океанотехники в Тэджоне (Корея), выяснили, что навигация в дополненной реальности снижает стресс при несении вахты на крупнотоннажных судах. Опросы испытуемых показывают, что дополненная реальность помогает им проще справляться со сложными маневрами и лучше понимать позиционирование корабля в узких фарватерах. Исследователи из компании Japan Marine Science Inc. считают, что предиктивные технологии, локальный мониторинг и дополненная реальность уже в 2024 году помогут снизить до минимума аварийность в портах Японии.
Для крупных компаний это настоящая победа. По расчетам навигационного провайдера NAVTOR, штатная подготовка контейнеровоза к проходу по шлюзовому участку с помощью AR-навигации сократится с 3,5 часов до 30 минут. В сложном маршруте по канальной сети Северной Европы такая экономия может вырасти до 24 часов — так транспортный агент получает конкурентное преимущество в доставке на целые сутки. А для азиатского региона снижение аварийности и ошибок в навигации хотя бы на одну пятую часть поможет сэкономить на одних только неустойках до 1,5 миллиарда долларов в год. Разумеется, крупный транспортный бизнес будет только усиливать инвестиции в AR-решения.
Электронная навигация развивается и в России, однако наши морские порты не столь сложные и многоуровневые, как в Азии или Европе. Потому главным потребителем AR-навигации может стать речной флот, обеспечивающий 8% грузооборота в стране. В транспортной стратегии Российской Федерации до 2030 года планируется уделить много внимания электронной навигации, поэтому российским AR-разработчикам имеет смысл чаще мониторить конкурсы транспортных компаний — водный транспорт вполне может стать новым источником вдохновляющих кейсов использования смешанной реальности.
Павел Овчинников