مساهمات عملية لتطوير الإبحار الذاتي

سيناريو عبور لاختبارات حوض النموذج للتحقيق في خوارزمية المناورة التهربية المستقلة. (الصورة: مارين)

(الصورة: مارين)

Previous Next

هناك قدر كبير من النقاش والمضاربة المحيطة بالإبحار المستقل. في حين لا تتظاهر شركة مارين بمعرفة جميع الإجابات ، فإنها تتخذ خطوات عملية للمساعدة في تطويرها.

ويهدف إدخال مزيد من الاستقلالية في النقل البحري أولاً إلى تيسير معايير السلامة أعلى من ذلك بكثير ، ولكن في الوقت نفسه ، انخفاض في عدد الأفراد. تركز شركة MARIN على ثلاثة مجالات رئيسية فيما يتعلق بالإبحار الذاتي. نعتقد أنه من المهم دراسة السفينة فيما يتعلق بالسيطرة على حركة المرور ، لفهم قضايا السلامة البحرية وتعريف أدوار ملاك جديدة ، بما في ذلك تلك الموجودة على الشاطئ.

بالإضافة إلى ذلك ، في محاولة لمواصلة البحث في الإبحار الذاتي ، بدأت شركة MARIN بالتعاون مع الصناعة البحرية الهولندية في إنشاء مشروع صناعي مشترك جديد. ضمن "الإبحار الذاتي" سننظر معاً في التكنولوجيا المتاحة المطلوبة. هنا نحن الخطوط العريضة لعب الأدوار المختلفة وممارسة النمذجة السفينة في تطوير الإبحار الذاتي.

مراقبة
وبدون العنوان ، فإن التحكم في الوضع والموقع ، ولن تكون اختبارات نموذجية للحراسة البحرية والمناورة ممكنة. الاستنتاجات والتنبؤات حول أداء النظام بأكمله تشمل حتما أداء النظام الخاضع للرقابة. لذا فإن أفضل تحكم ممكن هو أمر ضروري لشركة MARIN. لا ينبغي أن يكون أداء نظام التحكم مهيمناً على نتائج المحاكاة واختبارات النماذج ما لم يكن من المفترض أن يكون. يتم استخدام نظام التحكم للحفاظ على السفينة في موضعها ، أو على المسار الصحيح في ظروف مختلفة ، ويجب أن تستخدم الاستخدام الأمثل لجميع مواردها المتاحة ، مثل قوة المولدات المثبتة ، وخصائص الدوس وغيرها. إذا لم يتم ذلك بشكل صحيح سيؤدي ذلك إلى تصميم سفينة مع قدرة تشغيلية أقل بكثير مما كان متوقعًا.

يوجد تسلسل هرمي متوازي بين الاستقلالية والتحكم. التحكم هو أساس لا مفر منه للمستويات العليا من الاستقلالية: لا تحكم ولا استقلالية. يتطابق أدنى مستوى للاستقلالية مع التحكم اليدوي بواسطة المشغل البشري. إن النظام الذي يمتثل لأعلى مستوى من الاستقلالية سوف يضع خطة خاصة به ، ويتخذ قراراته الخاصة وينفذها باستخدام أنظمة التحكم الخاصة به.

عند إجراء عمليات محاكاة لرسو السفن لدراسة سلامة مقاربات الميناء ، يجب أن يتضمن نموذج المحاكاة خوارزمية قرار تقوم بشكل واقعي بتخصيص ومراقبة قاطرات الميناء التي تساعد السفينة أثناء دخولها الميناء والمرفأ على طول رصيف الميناء. تنطبق تحديات مماثلة عند محاكاة الحركة البحرية عند تقييم مخططات فصل حركة المرور. يجب أن تتضمن هذه النماذج نوعًا من نموذج "المشغل في الحلقة" لتتمكن من تضمين تخطيط البعثة على المدى الطويل وتجنب حالات التصادم عالية الخطورة.

عارضات ازياء
سيتم استخدام نماذج محاكاة الوقت MARIN للتنبؤ بالمواقف الخطيرة في وقت مبكر. وهذا يعطي المشغل - سواء على متن الطائرة أو على الشاطئ - الفرصة لتقييم الوضع في الكثير من الوقت ويزوده بالحلول البديلة. وكلما كانت نماذج المحاكاة هذه تعكس السلوك الفعلي للسفن ، وكلما كان ذلك أفضل لشروط بيئية فعلية ، كلما كان المشغل قادرا على تحديد المواقف الخطرة وتحديد أفضل سيناريو خطر التنفيذ.

قضايا السلامة البحرية
بالإضافة إلى النمذجة الكافية للقدرات المناورة والقدرة على التنبؤ بالمسار / المسار ، تتطلب أيضًا خوارزميات "اكتشاف وتجنب" معرفة حول حلول نزاعات المرور. سيتعين على الأخير التعامل مع عدة سفن وسيناريوهات معقدة أخرى. يجب أن تأخذ حلول التضارب في هذه السيناريوهات بعين الاعتبار مختلف وجهات النظر. يجب عليهم الالتزام بلوائح التصادم (COLREGS) واللوائح المحلية والقيود المادية الخالصة التي تفرضها البيئة على قدرات السفن.

بالإضافة إلى ذلك ، تعد الملاحة البحرية الجيدة والقدرة على التنبؤ عوامل مهمة أخرى. وتعكس هذه القواعد "غير المكتوبة" العديدة الخاصة بحالات المرور التي غالباً ما يتم تأكيدها فقط عن طريق الاتصال المباشر من خلال الموجات المترية (VHF). تشير القواعد غير المكتوبة على سبيل المثال إلى المسافات التي تم إبقاؤها خلال اللقاءات القريبة و / أو السلوك "الأكثر وضوحًا" الأكثر استراتيجيًا على المدى الطويل. كل من حلول حركة المرور (الصراع) لها معاييرها الخاصة في مجال السلامة والاقتصاد.

أدوار مانينغ جديدة
سيقدم كل مستوى من مستويات الاستقلالية تحدياته الخاصة فيما يتعلق بالتفاعل مع بيانات البيانات البحرية مثل تخطيط الطريق ، وتقييم الطقس وحالة السفينة. سيتطلب كل من الأجزاء الموجودة على متن الطائرة والأجزاء الشاطئية من هذه الإقرارات قدرات معدات جديدة وكفاءات المشغل الجديدة. مرة أخرى ، يتم استخدام نماذج الكشف والتجنب لإنتاج تمثيلات الوعي المناسبة والسلامة الحرجة ، وتوجيه (في) في الزمان والمكان إلى حالات المرور الناشئة وربما المتضاربة أو حتى التي تنتهك.

سوف يتطلب الإزالة الكاملة لطاقم السفينة استقلالية كاملة لجميع الوظائف على متن السفينة ، بما في ذلك الصيانة والإصلاح. وسوف يتطلب أنظمة أبسط وتكرار النظم الهامة. وستكون "السفينة الكهربائية بالكامل" حلاً تصميمًا جذابًا للغاية للسفن المستقلة. بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع سفينة كهربائية بالكامل بميزة الحد من الانبعاثات التي يتم توفيرها بشكل جذري للطاقة المتجددة لشحن بطارياتها. هنا حددنا بعض الخطوات العملية الأولى التي يتم اتخاذها. كما ذكرنا ، فإن مشروع صناعة السفن الشراعية المستقلة يجري تنفيذه بالفعل. علاوة على ذلك ، سيقوم برنامج اختبار نموذجي بالتحقيق في الحالة / القدرات الحالية لخوارزميات مناورة التهرب المستقل ("العبور" و "المرور").


(كما نشر في طبعة مارس 2018 من المراسل البحري والأخبار الهندسية )