№2 (2020)   |   Технологии. Оборудование

Технологии рвутся в море

В рамках Маринет в 2019 году велись работы по 20 небольшим проектам НИОКР и нескольким крупным проектам в области цифровой навигации, технологий освоения ресурсов мирового океана, инновационного судостроения и раз­вития человеческого капитала.

Новый технологический уклад меняет не только баланс сил в мировой экономике, но и геополитический ландшафт, в котором будут доминировать страны, обладающие приоритетом на этих новых высокотехнологичных рынках. Россия участвует в этой технологической гонке, в том числе и в сфере поддержки развития высоких технологий в морской отрасли.

На основе анализа глобальных трендов и имеющегося в России научно-технического задела рабочая группа  Маринет содействует созданию благоприятных условий для разработки и внедрения высоких технологий в морской и речной отрасли, в сферах цифровой, технологий освоения ресурсов океана, инновационного судостроения, совершенствования подготовки кадров для этих рынков и повышения конкурентоспособности трудовых ресурсов. В числе крупнейших проектов, с которыми в прошлом году работал отраслевой центр, можно выделить: мобильный программно-аппаратный комплекс для исследований морского дна «МПАК‑3D», технологии автоматического и дистанционного судовождения на судах коммерческого флота «БЭС-КФ», проект «Инженерные конкурсы и соревнования «Солнечная регата».

КОМПЛЕКС КАРТИРОВАНИЯ МОРСКОГО ДНА

Важным этапом развития технологий инженерных изысканий и разведки на морском дне стал успешно завершенный проект «МПАК‑3D» — ​мобильный программно-аппаратный комплекс для исследований морского дня с использованием трех типов изысканий: акустических, сейсмических, электроразведки.

Данный проект стал примером того, как площадки Маринет и Национальной технологической инициативы (НТИ) способствовали формированию перспективных партнерств, которые позволяют создавать уникальные технологические решения. Под руководством компании «Морские инновации» проект объединил ряд участников, включая отраслевые компании и академические научные центры. Это позволило интегрировать передовые наработки в нескольких технологических областях: параметрической гидроакустике, электроразведке и сейсморазведке, — ​благодаря чему было создано коммерческое решение, значительно превосходящее аналогичные зарубежные образцы на перспективном рынке исследований морского дна и инженерных изысканий.

Основные заказчики таких комплексов — ​нефтегазовые, инженерно-строительные и портовые компании, а также организации, эксплуатирующие береговую и шельфовую инфраструктуру. Сейчас объем мирового рынка в этом сегменте оценивается порядка $10 млрд., и около одного миллиарда из них приходится на Россию. В ближайшие годы ожидается рост этого сегмента рынка на 10–15% в год, что связано с постепенным переходом заказчиков к более качественным методам изысканий. Отдельно стоит отметить своевременность такого проекта. Дело в том, что в этой сфере работают два крупных игрока — ​Kongsberg (Норвегия) и Teledyne Technologies Incorporated (США), которые представляют довольно старые разработки. С учетом цикличности этого рынка (цикл обусловлен строительством, оснащением и списанием судов, укомплектованных оборудованием для решения подобных задач) сейчас есть возможность занять свою долю рынка, предложив решение с более передовыми характеристиками.

В результате проекта был создан пилотный образец комплекса «МПАК‑3D», а также геоинформационная система с единой базой данных параметров водной среды и донных осадков. Проведены пилотные испытания в Черном и Белом морях, откартировано более 3500 км профилей. Полученные результаты существенно превосходят по точности результаты представленных на рынке средств акустического профилирования (Teledyne, Kongsberg). Получены патенты РФ, поданы международные заявки на элементы комплекса. Создана рабочая группа по внесению изменений в отраслевые стандарты.

Отдельно стоит отметить, что реализация проекта позволила обозначить и новые системные вопросы для развития Маринет в целом: это необходимость совершенствования процедур в сфере экспортного регулирования и сертификации, о чем было сказано на встрече президента РФ с компаниями-лидерами НТИ.

АВТОНОМНОЕ СУДОВОЖДЕНИЕ

Еще одним важным проектом Маринет, реализация которого началась осенью 2019 года, стал пилотный проект по разработке и апробированию технологий автоматического и дистанционного судовождения на судах «БЭС-КФ». Проект реализуется при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ и является на сегодня самым масштабным и амбициозным в области морских автономных надводных судов (МАНС) в мире. Его партнерами стали три ведущих судоходных компании России — ​«Совкомфлот», «Пола Райз» и «Росморпорт», на судах которых в реальных условиях будут отрабатываться технологии автономного судовождения; головной исполнитель — ​«Кронштадт Технологии» при участии группы российских предприятий и научных организаций.

Цель пилотного проекта — ​обеспечить начало широкого применения этих технологий сначала на судах под российским флагом, а затем и во всем мире. Ожидается, что к концу 2020 года в России впервые в мире будут созданы технические и правовые условия для использования технологий автономного судовождения. То есть уже с 2021 года отечественные судоходные компании смогут смело начать применять их на практике. Появление нового класса систем, существенно повышающих безопасность судоходства и сокращающих затраты судоходных компаний на экипаж, должно стать заметным фактором на рынке и повысить конкурентоспособность российского судоходного бизнеса.

Техническая платформа «БЭС-КФ» включает в себя программно-аппаратные средства, позволяющие как автоматизировать функции управления судном, выполняемые экипажем судна на борту, так и обеспечить их дистанционное исполнение — ​оператором берегового центра или головного судна каравана (в рамках проекта отрабатываются оба варианта). Это автоматическая навигационная система (АНС) — ​следующий шаг в развитии ИНС, оптическая поисковая система, обеспечивающая машинную обработку визуальных данных об окружающих объектах и их передачу в машиночитаемом виде в АНС, система координированного управления исполнительными устройствами судна, система управления техническими средствами судна и интегрированная с ней подсистема видеонаблюдения за помещениями и объектами судна, дистанционный пульт управления и другие системы.

В рамках программы испытаний и опытной эксплуатации применение этих средств сначала апробируется на береговых стендах, а затем — ​с четким соблюдением рекомендаций IMO, требований системы безопасности, под контролем Российского морского регистра судоходства и Росморречфлота — ​на судах в реальных условиях ежедневной эксплуатации. По плану, работы на судах должны были начаться в марте 2020 года, но пандемия коронавируса внесла свои коррективы. После снятия ограничений эта работа будет продолжена.

В то же время экспертами судоходных компаний, университетов, разработчиков систем, Российского морского регистра судоходства при участии Минтранса и Минпромторга была подготовлена уникальная нормативно-правовая база, адаптирующая эти новые технологии к существующему конвенционному полю, выработаны рекомендации по алгоритмизации применения требований МППСС‑72 автоматическими системами. Сейчас на завершающей стадии согласования находятся проекты постановления правительства и федерального закона, регулирующих сферу применения автономного судовождения в России. Это первый в мире и намного опережающий другие страны пример создания правовых условий для эксплуатации МАНС. Соответствующая нота была направлена Минтрансом в IMO, и в мае на очередном заседании КБМ должно было пройти обсуждение нашего опыта, но, к сожалению, из-за коронавируса заседание было отложено, и зарубежные коллеги пока могли только в письменном виде ознакомиться с этими материалами.

Еще одним проектом в области технологий автономного судовождения стал проект «ПМБС. Платформы для виртуального моделирования безэкипажного судовождения». В конце 2019 года его реализацию в рамках НТИ также начала компания «Кронштадт Технологии».

Виртуальная платформа позволит существенно удешевить разработку, тестирование, сертификацию и обеспечение нормативным регулированием безэкипажных судов и их подсистем, а также обучение персонала, и облегчить кооперацию различных участников судоходной отрасли. В результате проекта будет создана открытая для сторонних разработчиков платформа, которая позволит детально моделировать тысячи ситуаций и вариантов — ​причем безопасно и экономически эффективно. Проект «БЭС-КФ» должен стать первым потребителем этой платформы: с одной стороны, первым используя ее возможности, а с другой — ​помогая сделать ее максимально ориентированной на реальные потребности будущих потребителей.

СОЛНЕЧНАЯ РЕГАТА

Еще одним успешно завершенным проектом 2019 года стал проект «Инженерные конкурсы и соревнования «Солнечная регата». Это первый проект Маринет в области популяризации и привлечения молодежи, который стал наиболее масштабным в данной области в постсоветский период.

Проект охватил 27 регионов России, к реализации привлечено более 200 партнеров, восемь центров профориентации, 30 центров детского юношеского творчества, 210 школ. Основой проекта являются соревнования молодежных инженерных команд, которые самостоятельно проектируют, строят и представляют на соревнованиях различные классы маломерных судов и лодок на солнечных батареях. Тем самым обеспечивается как развитие молодежного инженерного творчества в судостроительной отрасли, так и популяризация экологичных технологий судостроения и использования водных ресурсов. За время действия проекта общее количество инженерных команд школьников и студентов достигло 60.

В результате реализации проекта сформирован и оснащен Центр компетенций, проведены 12 соревнований (из них восемь в России и четыре за рубежом), 19 конференций и квартальных встреч педагогов, 16 научно-технических фестивалей, реализованы программы практико-ориентированной подготовки школьников и подготовлена программа дополнительного профессионального образования для вузов, реализованы программы летней школы.

Также было налажено сотрудничество со многими странами: это Германия, Нидерланды, Бельгия, Норвегия, Польша, Венгрия, Китай, Индия, Финляндия. Опыт реализации программ для школьников и студентов привлек внимание финских организаций, в настоящее время ведется работа по распространению опыта российского проекта в Финляндии.

Проект повлиял на развитие студенческой активности в области технических разработок, появились стартапы по направлениям ВИЭ на водном транспорте. В частности, студенты СПбПУ им. Петра Великого построили беспилотники на солнечных батареях: БУК‑600, Кадет-М — ​и разработали первый в мире электрический экраноплан на солнечных батареях. Студенты Тольяттинского ГУ выполнили разработку дрона-эколога на солнечных батареях и построили карбоновую гоночную лодку, а студенты Московского политехнического университета выполнили разработку четырех видов лодок на солнечных батареях.

Кульминацией проекта стала экспедиция первого в России обитаемого катамарана на солнечных батареях, который прошел от Балтийского до Каспийского моря по рекам — ​всего более 7000 км на солнечной энергии. Экспедиция посетила 21 регион России, в которых были проведены различные мероприятия. На борту катамарана проводились научные исследования по возобновляемой энергетике и экологии водных ресурсов.

Важно отметить, что сейчас проект перерос рамки учебного: на его основе формируется консорциум разработчиков и производителей для подготовки и реализации программы строительства коммерческих электросудов для водных путей и городов России.

Эстафету молодежных популяризационных проектов подхватили еще два проекта, стартовавшие в 2019 году. Это «Россия — ​страна мореходов XXI века» и «Инженерные соревнования по морской робототехнике», которые проводятся в интересах Маринет на платформе кружкового движения НТИ.

«Россия — ​страна мореходов XXI века» направлен на раннюю подготовку кадров и обучение школьников новейшим технологиям Маринет. На базе «Морского центра капитана Варухина Н. Г.» в Новгороде создается система выявления, развития и поддержки талантливой молодежи по перспективным профессиям рынка Маринет. Планируется запуск дополнительных образовательных программ и онлайн-курсов для обучения школьников основам современного и будущего судовождения, в т. ч. с использованием технологий цифровой навигации и безэкипажного судовождения. В 2020 году в центре установлены современные навигационный тренажер и оборудование на судне «Господин Великий Новгород».

В рамках проекта в Новгороде ежегодно будет проходить всероссийская летняя школа для юных моряков и молодежная проектная школа по тематикам Маринет. Проект рассчитан до 2024 года и планирует охватить порядка 8000 участников.

Проект «Инженерные соревнования по морской робототехнике» нацелен на подготовку нового поколения технологических лидеров в области морской, в т. ч. подводной, робототехники. Флагманами проекта выступают дальневосточные МГУ им. адмирала Г. И. Невельского, Дальневосточный федеральный университет и «Центр развития робототехники», которые успешно зарекомендовали себя как кузница чемпионов на различных международных чемпионатах по морской робототехнике. Теперь их задача — ​расширить и тиражировать свои практики на национальный уровень, максимально привлечь талантливую российскую молодежь в эту область.

С 2020 года запланированы ежегодные соревнования по подводной робототехнике с участием 100 команд и свыше 1000 школьников и студентов по всей стране, лучшие из которых будут представлять Россию на международных соревнованиях. Для подготовки наставников запланированы ежегодные летние и зимние школы, в которых за три года пройдут обучение как минимум 120 человек. В помощь наставникам, учителям, школьникам и студентам также разработают методические материалы: вебинары, видеоуроки, образовательные конструкторы по подводной робототехнике. §

Александр Пинский, генеральный директор АНО «Отраслевой центр Маринет»



Партнеры номера