Berta Sándor
Munkába állt az első autonóm konténerszállító hajó
Azonban még évekig személyzettel közlekedik, mert a tanulási szakasz sokkal hosszabb, mint várták.
A Yara Birkeland nevű konténerszállító hajó fejlesztése több évet csúszott. Az eredeti tervek alapján a jármű 2022-től a Yara cég Porsgrunnban lévő vegyianyag-gyára, s a breviki és larviki konténerkikötő között közlekedett volna naponta a fjordokban és a Skagerrak tengerszorosban, teljesen önállóan, személyzet nélkül. A 80 méter hosszú jármű közel 103 konténert tud szállítani legfeljebb 13 tengeri csomós (24 kilométer/órás) sebességgel és évente 40 000 kamionos utat tud kiváltani. Nos, az élet - többek között a koronavírus-járvány - közbeszólt.
Most kiderült, hogy a Yara Birkelandnak már önállóan kellene közlekednie, de mivel minden bonyolultabb, mint várták, a teherhajó továbbra is legénységgel hajózik, akik adatokat gyűjtenek és tanulnak. A konténerszállító tavaly év végén teljesítette az első útját és április óta menetrendszerű szolgálatot teljesít - de legénységgel a fedélzeten. "A hajó műtrágyát szállít a Yara gyártóüzemből a breviki kikötőbe, ahol a rakomány továbbhalad az ellátási láncban" - mondta Pia Meling. A szakember a Massterly nevű vállalatnak dolgozik, amely létrehozta azt az irányítóközpontot, ahonnan a Yara Birkeland és más autonóm járművek megfigyelése és irányítása történik majd.
"Megpróbálják automatizálni az összes lépést, a gyárból való kilépéstől a hajóra rakodásig. A cél tehát egy integrált logisztikai lánc, amelynek a Yara Birkeland is része lesz" - nyilatkozta An-Magritt Tinlund Ryste, a Kongsberg Maritime munkatársa. A technológiai vállalat alkotta meg az autonóm hajó koncepcióját. A Yara Birkeland jelenleg hetente egyszer indul rakománnyal a gyárból a breviki rakodási területre, a második kikötő, Larvik már nem része a projektnek. Jelenleg ötfős legénységgel hajóznak. A személyzet két navigátorból, egy műszaki tisztből és két matrózból áll. A hajón egy ideiglenes hidat építettek kifejezetten a legénység számára, amelyet lebontanak, amikor már senki sem tartózkodik majd a fedélzeten és nem lesz rá szükség.
A heroyai termelési és rakodási helyszín és a breviki kikötő közötti távolság körülbelül hét tengeri mérföld, azaz alig 13 kilométer. A menetidő körülbelül egy óra, a hajó szándékosan lassan halad. A rakodás Heroyában történik, az egyetlen olyan helyen, ahol a szükséges infrastruktúra rendelkezésre áll. Mivel az oda-vissza út csak 14 tengeri mérföld (alig 26 kilométer) és nem 60 tengeri mérföld (körülbelül 111 kilométer), mint eredetileg tervezték, a svájci Leclanché cég által szállított akkumulátor kapacitása elegendő. Jelenleg nem az utazás időtartama a korlátozó tényező: a teherhajó be- és kirakodása önmagában órákat vesz igénybe. A folyamatot is automatizálni kell, és a darunak még tanulnia kell.
"Ez egy tanulási folyamat. Amíg a legénység a fedélzeten van, adatokat gyűjtünk, hogy minél többet tanuljunk a valós műveletekből. Lehet tesztelni a laboratóriumban és integrált rendszerekkel, de ez soha nem elég pontos ahhoz, hogy a valós helyzetet reprodukálja. Ezért nagy előny számunkra, hogy a hajó már üzemel, és menet közben is gyűjthetünk adatokat" - hangsúlyozta Ryste.
A teherhajó GPS műholdas navigációs rendszer segítségével navigál. Más hajók észlelésére az automatikus azonosító rendszert (AIS) használják, amelyen keresztül a járművek automatikusan adatokat küldenek. Ez magában foglalja a hívójeleket és a hajó méreteire, rakományára és a rendeltetési kikötőre vonatkozó információkat, de mindenekelőtt a konténerszállító helyzetét, irányát és sebességét. A GPS-hez hasonlóan az AIS is kötelező a személyzettel ellátott hajózásban. A teherhajó emellett kamerákkal, radarral és LiDAR-egységgel is rendelkezik. A Yara Birkeland technológiájának nagy része nem új: a KM már jó ideje épít automatikus navigációs és hajóirányítási rendszereket. A rendszereket ötvözték a fedélzeti érzékelőkkel. Újdonság a kormányzáshoz használt szoftver, valamint a veszélyes helyzeteket felismerő és az ütközést megakadályozó rendszerek.
A hagyományos navigációs érzékelőket kiegészítő optikai érzékelőket például már jó ideje tesztelték a norvég partokon. Különböző időjárási körülményeknek voltak kitéve és különböző hajókkal és hajótípusokkal kellett megküzdeniük. A navigációs rendszereket és algoritmusokat már több mint két éve használják egy közúti komphajón. A feladat most az objektumfelismerő, osztályozó és validáló rendszerek kombinálása az automatikus dokkolás és keresztezés megvalósításához. "Az objektumok észlelésére, osztályozására és a kitérő intézkedések megtételére szolgáló algoritmusokon természetesen még dolgozunk. De már most is rengeteg adat áll rendelkezésre, amelyeket fel lehet használni az algoritmusok lehető legnagyobb mértékű javítására" - tette hozzá Meling.
Amikor minden működik a fedélzeten, a legénység elhagyja a hajót. De nem teszik magukat feleslegessé, csupán munkahelyet váltanak: a fedélzeten végzett munka helyett a legénység tagjai a jövőben az irányítóközpontban fognak dolgozni. Meling szerint ennek az előnye, hogy nem volt gond hozzáértő embereket találni, márpedig manapság ez elég nehéz szokott lenni. A Massterlynél való munkavégzés kettős vonzerővel bír: az alkalmazottak egy olyan jövőbeli projekt részesei, amely változatosságot is ígér, mert nem csak egy hajóval van dolguk. Augusztustól ugyanis további két hajóval bővül a rendszer egy másik ügyfél számára, jövőre pedig további két hajóval egy harmadik ügyfél számára, amelyeket az irányítóközpontból fognak kiszolgálni.
Az irányítóközpontban végzett munka azért is vonzó, mert az alkalmazottaknak nem kell hónapokig a tengeren tartózkodniuk. Ahogy Meling fogalmazott, kiszámítható munkaidejük van és a hajó állapotától függetlenül be tudják fejezni a műszakjukat. Utána hazamehetnek és a nap végét a családjukkal együtt élvezhetik. Más hajók legénysége számára viszont semmi sem fog változni. "Észre sem kell venniük, hogy ez egy pilóta nélküli hajó. Úgy fog viselkedni, mint egy személyzettel ellátott hajó. Ugyanazokat a szabályokat és ütközési előírásokat követi. Beszélhetsz majd a kapitánnyal, mert van kapitány - csak a szárazföldön" - ecsetelte Meling.
A szakemberek jelenleg az automatikus kikötési rendszert tesztelik. Amennyiben az beválik és a hatóságok jóváhagyják, akkor a legénységet fokozatosan a partra rendelik. Elsőként a két fedélzeti segédet, akik jelenleg a kikötésért felelősek és akikre ezután már nem lesz szükség. Képzett navigátorokként azonban amúgy is túlképzettek a feladatra. A következő személy, aki a terv szerint elhagyja a hajót, a műszaki tiszt lesz. A két kormányos marad a legtovább a fedélzeten. A tesztelési szakasz végén, amely a becslések szerint még két évig tart, egymás után kerülnek át az irányítóközpontba. Ryste közölte, hogy a kétéves ütemterv ambiciózus, de kezelhető.
Meling kiemelte, hogy eddig nem voltak kellemetlen meglepetések a műszaki oldalon, eltekintve attól, hogy az egész projekt összetettségét alábecsülték. "Az a tény, hogy ennyi különböző vállalatnak kell együttműködnie, sokkal összetettebbé teszi a projektet, mintha csak egy hajóval kellene számolnunk. Elvégre nem csak a hajóról van szó, a szárazföldi infrastruktúrának is működnie kell. Ez elég gyakran előfordul: az ember a fedélzeti technológiára és különösen a navigációra összpontosít - ez az érdekes dolog, amiről az autonóm működéssel kapcsolatban gondolkodni kell. De a munka nagy része a logisztikáról és az egymással beszélgető informatikai rendszerekről szól. Ha minden működik, a be- és kirakodásnak gyorsabbnak kell lennie, mint ma, és az egész logisztika zökkenőmentesen integrálódik, hogy minden tökéletes időzítéssel történjen. A hajó maga hozza meg a döntéseket. Az üzemeltetők figyelemmel kísérik, és csak akkor kell beavatkozniuk, ha megakad valami" - szögezte le a kutató.
A legfontosabb, hogy a hajónak biztonságos állapotba kell tudnia hoznia magát, ahol nem károsítja a környezetet és saját épségét. Ez lehet például dinamikus pozicionálás, vagyis hogy a motor és a kormány segítségével aktívan tartja az aktuális pozícióját, amíg valaki be nem avatkozik. Az irányítóközpontban egy olyan személyzet fog dolgozni, amely egyszerre öt-hét hajóról tud gondoskodni. Más funkciókat is onnan felügyelnek vagy irányítanak, például a rakodórámpán lévő automata darukat. Az egyik projektben egy autonóm vontató szállítja majd a pótkocsikat a hajóra és a hajóról. "Az a cég, amelyik a szoftvert fejleszti ehhez, szintén az irányítóközpontunkban fog dolgozni. Ez inkább a jövő logisztikai központja lesz, mint egy hajókezelő létesítmény" - mutatott rá Meling.
Minden funkciót lépésről lépésre tesztelnek és mutatnak be, már csak a jogi hiányosságok miatt is. Még nincs szabályozás a létrehozandó rendszerekre, de olyan rendszerek sincsenek, amelyekre hivatkozhatnának. "Úgy látom, hogy ez egy 22-es csapdája. A hatóságok nem tudnak előrelépni, amíg nincsenek tesztplatformok. Másrészt szükséged van a tesztplatformokra és engedélyre, hogy dolgozhass velük. A munka ezért egy iteratív folyamatban zajlik: engedélyt kapunk valaminek a kipróbálására, majd ezt a tudást visszavisszük a körforgásba, és továbbfejlesztjük. Tehát nem fejlődik ki nagyon gyorsan" - írta le a problémát Ryste.
Melung és Ryste ugyanakkor úgy vélte, hogy a norvég tengerészeti hatóságok jelenleg a területen a többi állam előtt járnak. Ennek oka, hogy politikai szándék van arra, hogy a teherszállítást kivonják a közútról és szén-dioxid-mentessé tegyék. A projekt jól illeszkedik ehhez.
A Yara Birkeland nevű konténerszállító hajó fejlesztése több évet csúszott. Az eredeti tervek alapján a jármű 2022-től a Yara cég Porsgrunnban lévő vegyianyag-gyára, s a breviki és larviki konténerkikötő között közlekedett volna naponta a fjordokban és a Skagerrak tengerszorosban, teljesen önállóan, személyzet nélkül. A 80 méter hosszú jármű közel 103 konténert tud szállítani legfeljebb 13 tengeri csomós (24 kilométer/órás) sebességgel és évente 40 000 kamionos utat tud kiváltani. Nos, az élet - többek között a koronavírus-járvány - közbeszólt.
Most kiderült, hogy a Yara Birkelandnak már önállóan kellene közlekednie, de mivel minden bonyolultabb, mint várták, a teherhajó továbbra is legénységgel hajózik, akik adatokat gyűjtenek és tanulnak. A konténerszállító tavaly év végén teljesítette az első útját és április óta menetrendszerű szolgálatot teljesít - de legénységgel a fedélzeten. "A hajó műtrágyát szállít a Yara gyártóüzemből a breviki kikötőbe, ahol a rakomány továbbhalad az ellátási láncban" - mondta Pia Meling. A szakember a Massterly nevű vállalatnak dolgozik, amely létrehozta azt az irányítóközpontot, ahonnan a Yara Birkeland és más autonóm járművek megfigyelése és irányítása történik majd.
"Megpróbálják automatizálni az összes lépést, a gyárból való kilépéstől a hajóra rakodásig. A cél tehát egy integrált logisztikai lánc, amelynek a Yara Birkeland is része lesz" - nyilatkozta An-Magritt Tinlund Ryste, a Kongsberg Maritime munkatársa. A technológiai vállalat alkotta meg az autonóm hajó koncepcióját. A Yara Birkeland jelenleg hetente egyszer indul rakománnyal a gyárból a breviki rakodási területre, a második kikötő, Larvik már nem része a projektnek. Jelenleg ötfős legénységgel hajóznak. A személyzet két navigátorból, egy műszaki tisztből és két matrózból áll. A hajón egy ideiglenes hidat építettek kifejezetten a legénység számára, amelyet lebontanak, amikor már senki sem tartózkodik majd a fedélzeten és nem lesz rá szükség.
A heroyai termelési és rakodási helyszín és a breviki kikötő közötti távolság körülbelül hét tengeri mérföld, azaz alig 13 kilométer. A menetidő körülbelül egy óra, a hajó szándékosan lassan halad. A rakodás Heroyában történik, az egyetlen olyan helyen, ahol a szükséges infrastruktúra rendelkezésre áll. Mivel az oda-vissza út csak 14 tengeri mérföld (alig 26 kilométer) és nem 60 tengeri mérföld (körülbelül 111 kilométer), mint eredetileg tervezték, a svájci Leclanché cég által szállított akkumulátor kapacitása elegendő. Jelenleg nem az utazás időtartama a korlátozó tényező: a teherhajó be- és kirakodása önmagában órákat vesz igénybe. A folyamatot is automatizálni kell, és a darunak még tanulnia kell.
"Ez egy tanulási folyamat. Amíg a legénység a fedélzeten van, adatokat gyűjtünk, hogy minél többet tanuljunk a valós műveletekből. Lehet tesztelni a laboratóriumban és integrált rendszerekkel, de ez soha nem elég pontos ahhoz, hogy a valós helyzetet reprodukálja. Ezért nagy előny számunkra, hogy a hajó már üzemel, és menet közben is gyűjthetünk adatokat" - hangsúlyozta Ryste.
A teherhajó GPS műholdas navigációs rendszer segítségével navigál. Más hajók észlelésére az automatikus azonosító rendszert (AIS) használják, amelyen keresztül a járművek automatikusan adatokat küldenek. Ez magában foglalja a hívójeleket és a hajó méreteire, rakományára és a rendeltetési kikötőre vonatkozó információkat, de mindenekelőtt a konténerszállító helyzetét, irányát és sebességét. A GPS-hez hasonlóan az AIS is kötelező a személyzettel ellátott hajózásban. A teherhajó emellett kamerákkal, radarral és LiDAR-egységgel is rendelkezik. A Yara Birkeland technológiájának nagy része nem új: a KM már jó ideje épít automatikus navigációs és hajóirányítási rendszereket. A rendszereket ötvözték a fedélzeti érzékelőkkel. Újdonság a kormányzáshoz használt szoftver, valamint a veszélyes helyzeteket felismerő és az ütközést megakadályozó rendszerek.
A hagyományos navigációs érzékelőket kiegészítő optikai érzékelőket például már jó ideje tesztelték a norvég partokon. Különböző időjárási körülményeknek voltak kitéve és különböző hajókkal és hajótípusokkal kellett megküzdeniük. A navigációs rendszereket és algoritmusokat már több mint két éve használják egy közúti komphajón. A feladat most az objektumfelismerő, osztályozó és validáló rendszerek kombinálása az automatikus dokkolás és keresztezés megvalósításához. "Az objektumok észlelésére, osztályozására és a kitérő intézkedések megtételére szolgáló algoritmusokon természetesen még dolgozunk. De már most is rengeteg adat áll rendelkezésre, amelyeket fel lehet használni az algoritmusok lehető legnagyobb mértékű javítására" - tette hozzá Meling.
Amikor minden működik a fedélzeten, a legénység elhagyja a hajót. De nem teszik magukat feleslegessé, csupán munkahelyet váltanak: a fedélzeten végzett munka helyett a legénység tagjai a jövőben az irányítóközpontban fognak dolgozni. Meling szerint ennek az előnye, hogy nem volt gond hozzáértő embereket találni, márpedig manapság ez elég nehéz szokott lenni. A Massterlynél való munkavégzés kettős vonzerővel bír: az alkalmazottak egy olyan jövőbeli projekt részesei, amely változatosságot is ígér, mert nem csak egy hajóval van dolguk. Augusztustól ugyanis további két hajóval bővül a rendszer egy másik ügyfél számára, jövőre pedig további két hajóval egy harmadik ügyfél számára, amelyeket az irányítóközpontból fognak kiszolgálni.
Az irányítóközpontban végzett munka azért is vonzó, mert az alkalmazottaknak nem kell hónapokig a tengeren tartózkodniuk. Ahogy Meling fogalmazott, kiszámítható munkaidejük van és a hajó állapotától függetlenül be tudják fejezni a műszakjukat. Utána hazamehetnek és a nap végét a családjukkal együtt élvezhetik. Más hajók legénysége számára viszont semmi sem fog változni. "Észre sem kell venniük, hogy ez egy pilóta nélküli hajó. Úgy fog viselkedni, mint egy személyzettel ellátott hajó. Ugyanazokat a szabályokat és ütközési előírásokat követi. Beszélhetsz majd a kapitánnyal, mert van kapitány - csak a szárazföldön" - ecsetelte Meling.
A szakemberek jelenleg az automatikus kikötési rendszert tesztelik. Amennyiben az beválik és a hatóságok jóváhagyják, akkor a legénységet fokozatosan a partra rendelik. Elsőként a két fedélzeti segédet, akik jelenleg a kikötésért felelősek és akikre ezután már nem lesz szükség. Képzett navigátorokként azonban amúgy is túlképzettek a feladatra. A következő személy, aki a terv szerint elhagyja a hajót, a műszaki tiszt lesz. A két kormányos marad a legtovább a fedélzeten. A tesztelési szakasz végén, amely a becslések szerint még két évig tart, egymás után kerülnek át az irányítóközpontba. Ryste közölte, hogy a kétéves ütemterv ambiciózus, de kezelhető.
Meling kiemelte, hogy eddig nem voltak kellemetlen meglepetések a műszaki oldalon, eltekintve attól, hogy az egész projekt összetettségét alábecsülték. "Az a tény, hogy ennyi különböző vállalatnak kell együttműködnie, sokkal összetettebbé teszi a projektet, mintha csak egy hajóval kellene számolnunk. Elvégre nem csak a hajóról van szó, a szárazföldi infrastruktúrának is működnie kell. Ez elég gyakran előfordul: az ember a fedélzeti technológiára és különösen a navigációra összpontosít - ez az érdekes dolog, amiről az autonóm működéssel kapcsolatban gondolkodni kell. De a munka nagy része a logisztikáról és az egymással beszélgető informatikai rendszerekről szól. Ha minden működik, a be- és kirakodásnak gyorsabbnak kell lennie, mint ma, és az egész logisztika zökkenőmentesen integrálódik, hogy minden tökéletes időzítéssel történjen. A hajó maga hozza meg a döntéseket. Az üzemeltetők figyelemmel kísérik, és csak akkor kell beavatkozniuk, ha megakad valami" - szögezte le a kutató.
A legfontosabb, hogy a hajónak biztonságos állapotba kell tudnia hoznia magát, ahol nem károsítja a környezetet és saját épségét. Ez lehet például dinamikus pozicionálás, vagyis hogy a motor és a kormány segítségével aktívan tartja az aktuális pozícióját, amíg valaki be nem avatkozik. Az irányítóközpontban egy olyan személyzet fog dolgozni, amely egyszerre öt-hét hajóról tud gondoskodni. Más funkciókat is onnan felügyelnek vagy irányítanak, például a rakodórámpán lévő automata darukat. Az egyik projektben egy autonóm vontató szállítja majd a pótkocsikat a hajóra és a hajóról. "Az a cég, amelyik a szoftvert fejleszti ehhez, szintén az irányítóközpontunkban fog dolgozni. Ez inkább a jövő logisztikai központja lesz, mint egy hajókezelő létesítmény" - mutatott rá Meling.
Minden funkciót lépésről lépésre tesztelnek és mutatnak be, már csak a jogi hiányosságok miatt is. Még nincs szabályozás a létrehozandó rendszerekre, de olyan rendszerek sincsenek, amelyekre hivatkozhatnának. "Úgy látom, hogy ez egy 22-es csapdája. A hatóságok nem tudnak előrelépni, amíg nincsenek tesztplatformok. Másrészt szükséged van a tesztplatformokra és engedélyre, hogy dolgozhass velük. A munka ezért egy iteratív folyamatban zajlik: engedélyt kapunk valaminek a kipróbálására, majd ezt a tudást visszavisszük a körforgásba, és továbbfejlesztjük. Tehát nem fejlődik ki nagyon gyorsan" - írta le a problémát Ryste.
Melung és Ryste ugyanakkor úgy vélte, hogy a norvég tengerészeti hatóságok jelenleg a területen a többi állam előtt járnak. Ennek oka, hogy politikai szándék van arra, hogy a teherszállítást kivonják a közútról és szén-dioxid-mentessé tegyék. A projekt jól illeszkedik ehhez.