Морские беспилотные системы находят широкое применение в хозяйственной и экономической сфере. Данные технические средства предоставляют расширенные возможности по освоению Мирового оекана, и применяются во всех сферах, от перевозки грузов, до развертывания систем добычи полезных ископаемых. Использование морских дронов требует развитой морской инфроструктуры. В условиях морского плавания, ключевым источником информации являются интегрированные навигационные системы, включающие работу спутниковых навигационных систем, картографичиских средств, бортовых систем технического зрения, средств связи с береговыми станциями для интеллектуальной системы управления. В условиях, когда на борту морского судна отсутствует экипаж, управление судном и принятие решений, выполняет дистанционно человек-оператор. Удаленное управление требует проведение организационно-управленческих мероприятий, стоимость подготовки операторов дронов составляет существенную часть всей стоимости технического комплекса морских дронов. При этом данный подход не решает всех проблем с техническими сбоями, качества работы средств связи, аварийных ситуаций и противодействия действию радиотехнических средств перехвата изделий. Перечисленные обстоятельства представляют краткий список потенциально-опасных ситуаций на борту морского дрона, способных привести к морскому происшествию, и как следствие ограничивающие возможные применения беспилотных систем. В этой связи необходимо расширение возможностей бортового программного обеспечения, обеспечивая возможность морского дрона действовать самостоятельно, без непосредственного участия человека-оператора, по принципу "включил и забыл".

Современый подход к управлению на основе методов искусственного интеллекта предполягает создание технической системы, устойчивой к изменяющейся внешней среде. Морская среда в практическом применении оценивается в виде качестве мореходности судна, такой подход прекарсно зарекомендовал себя на обитаемых судах, но будет недостаточным при применении безэкипажных судов. К морским дронам предъявляются требования, по энергообеспечению, пройденному расстоянию, точности следуемого маршрута, сохранению моторесурса и другим эксплуатационнм качествам. Каждый конкретный сценарий применения морского дрона требует соответствующей проработки и оценки эксплуатационных качеств, для которой необходимо анализировать работу бортового ПО, а при использовании средств виртуализации без непосредственного использования аппаратной части.

Один из сценариев применения морских дронов, является мониторинг окружающей среды и локализация потенциально-опасных загрезнений. Частым источником загрязнений являются разливы нефти и других химических загрезнений, возникающих в результате повреждения судов или трубопроводных магистралей. Нефтяные разливы на водной поверхности распространяются быстро - в зависимости от скорости течения и силы ветра пятно может увеличиться в несколько раз за считанные часы. Основная проблема существующих методов мониторинга - низкая скорость реагирования: спутниковые снимки и авиационное наблюдение предоставляют данные с задержкой, за которую зона загрязнения успевает значительно расшириться.

В данной работе мы рассматриваем возможность применения автономного надводного аппарата (АНА) для решения этой задачи. Наша идея состоит в том, чтобы аппарат не просто фиксировал факт разлива, а сразу же физически ограждал зону загрязнения - до прибытия ликвидационных служб. Это позволило бы сократить итоговую площадь загрязнения и упростить работ спасателей на месте.

1. Цель проведения эксперимента:

Продемонстрировать как изменяются эксплуатационные качества морских дронов при решении задачи обследования и локализации разливов нефти при использовании методов искусственного интеллекта при разработке бортового ПО.
2. Задачи, решение которых обеспечит достижение цели:

- Анализ характеристик разливов нефти и характеристики загрезненных областей.

- Формирование модели виртуального окружения акватории с загрезнение в виде разлива нефти.

- Исследование эксплуатационных качеств морского дрона при обследовании загрезнения с использованием бортового программного обеспечения, разработанного на основе идеализированных алгоритмов.

- Исследование эксплуатационных качеств морского дрона при обследовании загрезнения с использованием бортового программного обеспечения, разработанного на основе методов искусственного интеллекта.

- Синтез системы управления морского дрона на основе анализ результатов вычислительных экспериментов.

3. К какому типу применения беспилотного аппарата относится ваш эксперимент?
• Экологический (например, мониторинг, отбор проб, поиск загрязнений);
• Инспекционный (например, осмотр подводных сооружений, трубопроводов,
корпусов);

4. Проверяемая гипотеза:
Если мосркой дрон реализует протокол реагирования - обнаружение и локализация периметра нефтяного загрязнения посредством бортовых приборов системы технического зрения, то система обеспечит своевременное ограничение площади
загрязнения и наглядную фиксацию его границ без непосредственного участия человека.

5. Какие экспериментальные данные планируется получить?
Предполагается оценка пройденного маршрута, энергозатрат, точность и качество выполненных работ, а также характеристики работы систему управления морского дрона, такие как быстродействие обработки навигационной информации, частота запроса данных от датчиков и приборов систем технического зрения, особенности телеметрии.

6. Укажите предполагаемую акваторию для проведения натурных испытаний

Исследовательский бассейн СПбГМТУ.

На страницу проекта