Teadustöö metoodika ja magistriseminar 2022-23 (0)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL EESTI MEREAKADEEMIA
MEREHARIDUSKESKUS Evert Savolainen Autonoomse laevanduse võimalus Magistritöö Juhendaja: Ei ole veel valitud Tallinn 2022


Sisukord SISSEJUHATUS......................................................................................................................4 UURIMISSTRATEEGIA.........................................................................................................5 TEEMA AKTUAALSUS...........................................................................................................6 UURIMISOBJEKTI KIRJELDAMINE: RoBoat prototüüp..................................................7 TEADUSALLIKAD..................................................................................................................8 1.1.1. Автономное судоходство: когда следует ожидать  реализации наиболее спорной концепции в отрасли?.....................8 1.1.2. В Амстердаме были успешно разработаны два  полномасштабных прототипа автономных судов RoBoat для работы в каналах.......................................................................................8 1.1.3. Автономный рейс: перспективы использования судов без  экипажей.......................................................................................8 1.1.4. RoBoat Project.......................................................................9 Viidatud allikad.......................................................................................................................10 3


SISSEJUHATUS Infotehnoloogia  areng  loob  tootmis-  ja  transpordiprotsesside  keskmise  autonoomia  trendi erinevates  tööstusharudes,  teenustes  ja  logistikasüsteemides.  Oleme  juba  harjunud aruteludega autonoomse maismaatranspordi (takso, ühistransport, kaubavedu) tuleviku üle. Vahepeal   on   tööstus,   kus   uuenduste   juurutamine   autonoomsete   süsteemide   vallas   on edenenud, võib-olla lisaks - me räägime meretranspordist. Veel 2015. aastal otsustasid mõned riigid   moderniseerida   majandust   ja   uuenduslikku   arengut,   parandada   seadusandlust   ja kõrvaldada haldustõkked kõrge automatiseerituse astmega seadmete, sealhulgas "mehitamata laevade"   toimimiselt.   2017.   aastal   esitleti   Norras   ka   mehitamata   konteinerlaeva   esimest süvist. Üks autonoomsete laevade käitamisega seotud põhiküsimusi on tänapäevaste kaubalaevade ohutusnõuded. Mõned konventsioonid  nõuavad, et laevad  oleksid hästi mehitatud  kõrgelt koolitatud personaliga, mis on problemaatiline autonoomse laeva puhul, mis peab töötama ohutult ilma meeskonnata. Millised on mehitamata laevade kasutamise tegelikud väljavaated? Valisin selle teema tänu sellele, et uued tehnoloogiad ei seisa paigal ning väga huvitav on uurida aspekte, probleeme, erinevaid küsimusi ja võimalust, et laevad võivad peatselt tekkida ilma meeskonnata ja kas see on üldse võimalik.  Probleemi korral leian teadusartikleid, mis ütlevad, miks see võimalus nüüd ebatõenäoline on ja mida selle idee elluviimiseks teha saab, siit leian erinevusi ja saan teha järeldusi. 4


UURIMISSTRATEEGIA Enda magistritöös kasutan hindava uuringu metoodikat. Hindava uuringu eesmärk on koguda ja hinnata  informatsiooni,  mis annab  tagasisidet  mingi  objekti  (programm,  poliitika,  isik, tegevus   jne)   kohta.   Sageli   on   hindava   uuringu   eesmärk   hinnata   mingi   objekti   kasu   või väärtust.   Hindavad   uuringud   jagunevad:   kujundavaks,   mille   käigus   püütakse   parandada uuritavat   objekti,   uurides   näiteks   mingi   poliitika   protsessi   ja   kokkuvõtvaks   hindamiseks, millega antakse hinnang näiteks mingi programmi tagajärgedele või mõjule. 5


TEEMA AKTUAALSUS Kuna   Eesti   on   mereriik,   on   autonoomse   laevanduse   idee   arendamine   ja   propageerimine mõttekas.   See   võiks   optimeerida,   parandada   näiteks   Eesti   saarte   vahelist   sidet   ja navigeerimist. Tänapäeval seisab laevastik üha enam silmitsi odava tööjõu probleemiga, mille tõttu langevad laevaehituse kvaliteet, mereohutus ja muud aspektid. Need on kõige kuulsamad rahvused, nagu   rumeenlased,   filipiinlased,   ukrainlased   jne.   Sellega   seoses   väheneb   ka   nõudlus spetsialistide  ja  teatud   elukutsete,   näiteks  keevitajate  järele.  Odava  tööjõu  suurenemisega puudub ka vajadus spetsialistide järele, sest nende jaoks kas ei jätku kohti või on palganõuded liiga   kõrged   ning   lihtsam   on   palgata   lihttöölisi,   kes   suudavad   "ratsiooni   eest"   töötada. laevastikust kui osavad inimesed. 21. sajand on inimkonna jaoks muutunud juba uuenduslike tehnoloogiate, huvitavate ideede, masinate automatiseerimise ja “tarkade” robotite loomise ajastuks. Teaduse ja tehnoloogia kaasaegne areng on võimaldanud läheneda mehitamata juhtimise loomisele mitte ainult maal, vaid ka veepinnal. Mehitamata (autonoomse) navigatsiooni kasutuselevõtt merendussektoris toob kaasa uue nihke põhimudelitelt mereõnnetuste ja inimressursside ning kuluefektiivsuse näitajate osas. 6


UURIMISOBJEKTI KIRJELDAMINE: RoBoat prototüüp RoBoat   on   maailma   esimene   suur   suurlinnapiirkondade   autonoomsete   ujuvlaevade uurimisprogramm.   See   võimaldab   luua   dünaamilise   infrastruktuuri,   kaupade   ja   inimeste transporti ning keskkonnauuringuid Amsterdami kanalitel. Samal ajal kui esimesed isejuhtivate autode prototüübid jõuavad teedele, avab Amsterdam uue   peatüki   autonoomsete   sõidukite   rahvusvahelises   arenduses.   RoBoat   on   ulatusliku uuendusliku   uurimistöö   tulemus,   mille   käigus   uuritakse   ja   testitakse   veepealsete autonoomsete   süsteemide   rikkalikke   võimalusi.   Amsterdami   linna   jaoks   on   fantastiline võimalus   ja   privileeg   saada   autonoomsete   paadilahenduste   kallal   töötama   maailma tunnustatumaid teadlasi, eriti kohas, kus vesi ja tehnoloogia on olnud seotud juba sajandeid. RoBoat   on   Massachusettsi   Tehnoloogiainstituudi   (MIT)   ja   Amsterdami   Advanced   Urban Solutions Institute (AMS Institute) ühine uurimisprogramm. Amsterdami linn, Amsterdami veeettevõte Waternet ja Bostoni linn toetavad viieaastast programmi. Uut robotpaati on lihtne valmistada, see on hästi manööverdatav ja suudab täpselt jälgida trajektoori nii sise- kui ka välistingimustes. Projekt   võimaldab   innovatsiooni   erinevates   valdkondades,   põhineb   tipptasemel teadusuuringutel ja teadmistel ning pälvib ühemõttelise toetuse. Innovatsioonivaldkonnad on näiteks kokkupanek, andurid ja jäätmekäitlus. Juhtiv uurija ja MIT-i professor Carlo Ratti tõi esile dünaamilise ja ajutise ujuva infrastruktuuri, nagu sillad või etapid, mida saab nõudmisel kokku panna mõne tunniga. RoBoat pakub tohutuid võimalusi keskkonna uurimisel ja tuvastamisel. Robotid võiksid ka kanaleid   jäätmetest   puhastada.   Ujuvad   prügikastid   võivad   mängida   võtmerolli   allikate eraldamisel, kui võrrandisse lisatakse muud tüüpi jäätmed. Kuna praegune paradigma nõuab elanikelt erinevat tüüpi prügi viimist erinevatesse kohtadesse, põhjustavad ebamugavused ja keerukus sageli väiksemat ringlussevõtu ja keskkonnakahjulike jäätmete määra. Vastuseks on Amsterdami eesmärk 2020. aastaks oluliselt parandada oma jäätmete sorteerimistulemusi. RoBoat kasutab lokaliseerimiseks ja kaardistamiseks Laser Image Detection  and Ranging (LiDAR)   andmeid,   kuna   LiDAR-i   andmed   on   otsesemad   ja   usaldusväärsemad   ning lokaliseerimiseks   on   vaja   võrguühenduseta   pilvekaarti,   kuna   kaardistamine   tuleb   enne lokaliseerimist teha.  7


TEADUSALLIKAD Käesolevas kodutöös on eida ja analüüsida autonoomse laevanduse idee elluviimisega seotud raskusi ja probleeme erinevatest allikatest. 1.1.1.   Автономное   судоходство:   когда   следует   ожидать   реализации наиболее спорной концепции в отрасли? Käesolevas artiklis käsitletakse probleeme, mis võivad tekkida autonoomsete laevade merel opereerimise   alustamisel.   Kirjeldatakse   ka   viise   nende   lahendamiseks.  Kas   see   idee   on reaalne või mitte. Sellest võib aru saada, et juriidilisest küljest on seda mõtet raske esitada. 1.1.2.   В   Амстердаме   были   успешно   разработаны   два полномасштабных прототипа автономных судов RoBoat для работы в каналах. Sellel artiklis räägitakse, et Massachusettsi tehnoloogiainstituudi ja Amsterdami täiustatud linnalahenduste instituudi juhitud uurimisprojekt on edukalt välja töötanud kaks täismahus autonoomse väikse laeva „RoBoat“ prototüüpi, mis töötasid Amsterdami kanalites. Huvitav on see, et laev saab kogemuse ja õppib opereerida vastavalt mida ta oli teinud varem. Samuti kirjeldatakse mis moodi need laevad jälgivad situatsiooni ning see proovisõit läks hästi. 1.1.3.  Автономный   рейс:   перспективы   использования   судов   без экипажей. Siin on kirjas, et autonoomiat merel saab laiendada vaid kaubalaevadele, kus reisijaid ei ole ja ka meeskond pole reisilaevadega võrreldes nii suur. Väidetavalt pandi kokku meeskond, kes arvutas, kui ohutu ja keskkonnasõbralik see on. See töö jagunes kaheks faasiks – IMO ja kuidas see idee ellu viia. Artiklis on toodud näide ajaloost, kui juba prooviti masinaruumi kasutada ilma meeskonnata või kuidas varem arvati, et ilma raadiosaatjateta ei saa laevaga opereerida.   Kirjeldatakse   ka   seda,   et   autonoomseks   peavad   olema   väga   täpsed   laev kordinaatid, kus asub see laev. Seega on lähitulevikus võimalik autonoomiat kasutada vaid rannikuriikide  territoriaalmeres  ja sisevetes  lühikestel  vahemaadel.  Olemasolev  meresõidu 8


ohutuse ja turvalisuse tagamise süsteem, selle õiguslikud alused ei võimalda lähikümnendil merevedusid rahvusvahelistel lendudel kasutusele võtta. 1.1.4. RoBoat Project See artikkel räägib läbimurdest edukas prototüübikatsetuses, mis toimus Amsterdami kanalis. 9


Viidatud allikad  MIT   ROBOAT   (2016-2021.)   RoBoat   Project   Amsterdam   gets   world’s   first   fleet   of autonomous   boats. Vladimir  Vassiljev  (2018.)   Автономный   рейс:   перспективы   использования   судов   без экипажей. SHIPPING (2021.) В Амстердаме  были успешно разработаны  два полномасштабных прототипа   автономных   судов  RoBoat  для   работы   в   каналах. SHIPPING   (2018.)   Автономное   судоходство:   когда   следует   ожидать   реализации наиболее спорной концепции в отрасли? Tagasiside  Arvestatud. 10

Document Outline

• SISSEJUHATUS
• UURIMISSTRATEEGIA
• TEEMA AKTUAALSUS
• UURIMISOBJEKTI KIRJELDAMINE: RoBoat prototüüp
• TEADUSALLIKAD
  • 1.1.1. Автономное судоходство: когда следует ожидать реализации наиболее спорной концепции в отрасли?
  • 1.1.2. В Амстердаме были успешно разработаны два полномасштабных прототипа автономных судов RoBoat для работы в каналах.
  • 1.1.3. Автономный рейс: перспективы использования судов без экипажей.
  • 1.1.4. RoBoat Project
• Viidatud allikad