Θαλάσσια αυτονομία πάνω και κάτω από το νερό

L3 Harris UK του C-Worker 7 που εργάζεται με ROV από τη νότια ακτή του Ηνωμένου Βασιλείου. Φωτογραφίες από την L3 Harris UK.

L3 Harris UK του C-Worker 7 που εργάζεται με ROV από τη νότια ακτή του Ηνωμένου Βασιλείου. Φωτογραφίες από την L3 Harris UK.

Η Marine Tech έχει προμηθεύσει τα συστήματα RSV-ROV στο IMODCO για επιθεωρήσεις κυλίνδρων CALM. Φωτογραφία από το IMODCO.

Previous Next

Τα θαλάσσια αυτόνομα συστήματα και οι συνδυασμοί τέτοιων συστημάτων δοκιμάζονται ολοένα και περισσότερο στον υπεράκτιο χώρο. Η Elaine Maslin εξετάζει το πώς ελέγχονται τώρα τα υβριδικά απομακρυσμένα και αυτόνομα συστήματα.

Οι έννοιες όπως τα υποθαλάσσια οχήματα, για επιθεώρηση, επισκευή και συντήρηση, είναι ελκυστικές επιλογές, αλλά όχι οι μοναδικές που δοκιμάζονται. Επίσης, δοκιμάζονται και τίθενται σε εφαρμογή τα οχήματα με τηλεχειρισμό (ROVs) από μη επανδρωμένα σκάφη επιφανείας (USVs). Είναι ένας άλλος τρόπος να απομακρυνθούν οι χειριστές από τη ζημιά, να συγκεντρωθούν οι λειτουργίες και να μειωθούν τα κόστη και τα περιβαλλοντικά ίχνη. Αλλά, υπάρχει ένας τρόπος για να πάει μέχρι αυτά τα συστήματα να αντιμετωπίσουν τις σκληρές συνθήκες των συμπαθειών της Βόρειας Θάλασσας.

Από τους πρώτους που υιοθέτησαν
Η γαλλική εταιρεία Marine Tech συνδυάζει τις δυνατότητες USV και ROV με εμπορική επιτυχία από το 2017. Όσοι βρίσκονται πίσω από την επιχείρηση, η οποία ιδρύθηκε το 2014, παρέχουν από το 2012 το λεγόμενο RSVs στη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, σε θαλάσσιες επιθεωρήσεις στη Μέση Ανατολή.

Η Marine Tech ξεκίνησε τη διερεύνηση της δυνατότητας προσθήκης δυνατοτήτων ROV στους RSV του το 2016, μέσω ενός έργου με την ομάδα Survey & Diving της National Petroleum Construction Company (NPCC) του Αμπού Ντάμπι. Το NPCC ήθελε μια λύση για αποστολές έρευνας και παρακολούθησης, ακόμη και σε επικίνδυνες ή περιορισμένες περιοχές, που θα μπορούσαν να ξεκινήσουν και να ανακτήσουν ένα ROV.

L3 Harris UK του C-Worker 7 που εργάζεται με ROV από τη νότια ακτή του Ηνωμένου Βασιλείου. Φωτογραφίες από την L3 Harris UK.

Ο Magali Mouries, συνιδρυτής της Marine Tech και του Εμπορικού Διευθυντή του, λέει: «Ήθελαν να εξοικονομήσουν το κόστος και να βελτιώσουν την ασφάλεια του προσωπικού και των δύτες και να μειώσουν τα τεχνικά μέσα που πρέπει να αναπτύξουν για να εκτελέσουν αυτές τις αποστολές. Ένας RSV αντικαθιστά δύτες και σκάφη και όλες τις ομάδες που απαιτούνται για τη διεξαγωγή αυτών των συμβατικών αποστολών. "

Το αποτέλεσμα ήταν η χρήση του 4,2 μέτρων μήκους, 2,1 μέτρων του RSV Sea Observer με ακουστικό πολλαπλών οπών και ένα επί του σκάφους Teledyne Seabotix vLBV300 ROV για οπτική επιθεώρηση. Ο RSV με μπαταρία, ο οποίος έχει αντοχή 24 ωρών και μπορεί να ταξιδέψει στα 10 kts, ήταν εφοδιασμένος με ένα βαρούλκο, σύστημα τάνυσης και μια αρθρωτή πλατφόρμα για ανάπτυξη ROV, μέχρι βάθους νερού 100 μέτρων. Η εντολή και ο έλεγχος πραγματοποιούνται μέσω UHF, χρησιμοποιώντας τα ίδια συστήματα που αναπτύσσονται σε όλους τους στόλους RSV του Marine Tech, με Wi-Fi για την ανάκτηση δεδομένων που έχουν καταγραφεί από τους αισθητήρες του σκάφους. Η επικοινωνία μεταξύ του ROV και του RSV ήταν μέρος της εξέλιξης, καθώς και η αυτόματη οδήγηση με τη διατήρηση της θέσης της RSV και της διαχείρισης ROV πρόσδεσης.

Μετά τις επιδείξεις το 2017, ο RSV, ο οποίος μπορεί να λειτουργήσει επί του παρόντος σε θάλασσες μέχρι 1,8 μ., Έγινε ο πρώτος RSV (ή ASV / USV) που θα χρησιμοποιηθεί στην ανοικτή θάλασσα, λέει ο Mouries. Χρησιμοποιήθηκε στο πεδίο Zakum, 16 χιλιόμετρα από το Αμπού Ντάμπι, επιθεωρώντας τον αγωγό, κάνοντας βαθυμετρικές έρευνες και αναπτύσσοντας το ROV για λεπτομερή επιθεώρηση εάν ανακαλυφθεί κάτι. Από τότε εργάζεται για το NPCC, λέει ο Mouries, ένας ωκεανογράφος με εκπαίδευση, με 12 χρόνια εμπειρίας στο θαλάσσιο περιβάλλον και τη θαλάσσια ρύπανση.

Ενώ το όχημα είναι σε θέση να λειτουργεί για 24 ώρες, συμπεριλαμβανομένης της αποστράγγισης ενέργειας από το ROV, συχνά δεν χρησιμοποιείται πραγματικά γι 'αυτό, λέει ο Mouries, διότι δεν χρειάζεται να διεξάγονται συνεχείς μελέτες / υδρογραφικά έργα καθ' όλη αυτή την περίοδο.

"Αυτή είναι η πρώτη και νομίζω ότι εξακολουθεί να είναι η μόνη, με έναν νεαρό αδελφό RSV Sea Observer Compact, που λειτουργεί," προσθέτει ο Mouries. Πράγματι, μετά από την εργασία με το NPCC, το 2018, η Marine Tech έχει επίσης παραδώσει ένα RSV Sea Observer Compact, μήκους 3,2 εκατομμυρίων, με BlueROV2 επί του σκάφους στην IMODCO (εταιρεία τερματικής φόρτωσης offshore που ανήκει στην εταιρεία τεχνολογίας κινητής παραγωγής SBM Offshore) . Για το IMODCO, χρησιμοποιείται ως μέρος της συντήρησης των υπεράκτιων γεφυρών φόρτωσης / εκφόρτωσης, συμπεριλαμβανομένων των ερευνών γραμμής αγκυροβόλησης. Και πάλι, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται από τότε που πήγε στην εργασία πριν από δύο χρόνια.

"Έχουμε εργαστεί σχεδόν 10 χρόνια στον τομέα αυτό", λέει ο Mouries. "Έχουμε δημιουργήσει περισσότερες από 10 πλατφόρμες στην Ευρώπη, τη Μέση Ανατολή και την Ασία και για αυτό είμαστε σε θέση να αναπτύξουμε τέτοιες πλατφόρμες." Για περισσότερες εταιρείες να υιοθετήσουν αυτές τις τεχνολογίες, οι νοοτροπίες πρέπει να αλλάξουν, λέει. "Η βιομηχανία πρέπει να είναι έτοιμη να αλλάξει τη διαδικασία της εργασίας και χρειάζεται αρκετός χρόνος για να το κάνει αυτό. Ωστόσο, η αγορά εξελίσσεται τώρα. Τα μυαλά αλλάζουν. "

Η Marine Tech έχει προμηθεύσει τα συστήματα RSV-ROV στο IMODCO για επιθεωρήσεις κυλίνδρων CALM. Φωτογραφία από το IMODCO. Αυξανόμενη αυτονομία σε σκληρότερα περιβάλλοντα
Πράγματι, η BP έχει εξετάσει αυτήν την τεχνολογία. Η εταιρεία, η οποία μιλάει για το στόχο να έχει το 100% των δραστηριοτήτων επιθεώρησης υποθαλάσσιων πλοίων με μη επανδρωμένα συστήματα έως το 2025, έχει υποστηρίξει τον κατασκευαστή USV L3Harris UK που εδρεύει στο Ηνωμένο Βασίλειο στο έργο ARISE. Πρόκειται για αυτόνομο σύστημα ρομποτικής παρέμβασης για τα ακραία θαλάσσια περιβάλλοντα, ένα έργο Innovate UK που χρηματοδοτήθηκε με τη συμμετοχή του Πανεπιστημίου του Exeter ως ακαδημαϊκού εταίρου.

Ο James Cowles, Διευθυντής Τεχνικών Εμπορικών Τεχνικών από το L3Harris UK, λέει ότι κάνει αυτόνομη επιθεώρηση υποθαλάσσιων επιφανειών, παίρνει το "θαμπό, βρώμικο και επικίνδυνο" έργο από τον άνθρωπο. Αντί να έχουμε ένα σκάφος μήκους 24 μέτρων με τους ανθρώπους να "αναπηδούν", μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα μη επανδρωμένο σκάφος μήκους 7 μέτρων. Επίσης, δεν ισχύει μόνο για το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, όπως λέει, αλλά και για τον ανοικτό αιολικό αέρα, όπου χρειάζονται επιθεώρηση χιλιάδων δομών, καθώς και τα καλώδια μεταξύ τους. Μειώνει επίσης το κόστος και αυξάνει την επαναληψιμότητα, λέει ο Cowles.

Η πρώτη φάση του έργου ARISE ήταν μια μελέτη σκοπιμότητας, μέρος που χρηματοδοτήθηκε από την Innovate UK. Αυτό είδε μια κατηγορία Saab Seaeye επιθεώρησης Falcon ROV αναπτυχθεί από ένα C-Worker 7 ASV με 2,5 x 1m moonpool. Το ROV κρατήθηκε σε μια κρεμάστρα με ένα βαρούλκο για να πληρώσει μέχρι και 50 μέτρα από τη δέσμη και έναν τροφοδοτημένο τροχό για να διατηρήσει την ένταση. Όλα τα ηλεκτρονικά ήταν σε ένα ηλεκτρονικό περίβλημα και διατηρούνται χωριστά από το κύριο σύστημα ελέγχου. Έλεγχος ROV αντιμετωπίστηκε παρόμοια με άλλα ωφέλιμα φορτία, με μια απομακρυσμένη σύνδεση γραφείου μέσω ραδιοσύνδεσης, παρέχοντας ισχυρό έλεγχο του ROV. Το ROV παρακολουθήθηκε χρησιμοποιώντας σύστημα Ultra-Short BaseLine (USBL).

Αυτή η οργάνωση δοκιμάστηκε στο κόλπο Cawsand, Πλύμουθ, στις αρχές του 2019. Δεν υπήρχε επίσης τίποτα για να επιθεωρηθεί κανείς στον κόλπο Cawsand. Έτσι, η L3Harris UK προσλήφθηκε στην πορτογαλική εταιρία οπτικοποίησης και προσομοίωσης Aybssal Systems για να δημιουργήσει ένα συνθετικό περιβάλλον, ώστε να υπήρχαν πράγματα να "κοιτάξει" στον πυθμένα. Οι πιλότοι των πλοίων ήταν σε θέση να επιβλέπουν το τι συνέβαινε και το προσωπικό της BP από το Sunbury του Ηνωμένου Βασιλείου ή το Χιούστον των Η.Π.Α. ήταν επίσης σε θέση να συνδεθεί και να δει τι συνέβαινε. Δέκα καταδύσεις έγιναν σε μια φιλική προς τη θάλασσα θαλάσσια κατάσταση 3 (ελαφριά). Οι καταδύσεις περιελάμβαναν έλεγχο κάθετης επιθεώρησης, μετακίνηση σε ιστότοπο και πτήση, πτήση με ROV με το χέρι (από την ακτή), τοποθέτηση του ASV σε θέση κράτησης και πτήση κάτω από το ROV και δοκιμή αλγόριθμου σύνδεσης.

"Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις ήταν το βαρούλκο", λέει ο Cowles. "Μια πρόωρη εκμάθηση ήταν ότι αν δεν συγχρονίσετε αυτά, κάνει λάθος γρήγορα." Επίσης, δεν θα υπάρχει πάντοτε υπεράκτιο εύρος ζώνης 10mb, λέει ο Cowles, και μπορεί να υπάρξουν φορές που το πλοίο είναι ευθεία πάνω από το ROV καθιστώντας δύσκολο να παρακολουθείτε. Αλλά, αυτά είναι μαθήματα, προσθέτει.

"Σε αυτό το στάδιο, θέλαμε απλώς να το δούμε να λειτουργεί, το επόμενο στάδιο της αυτονομίας συνεργασίας μεταξύ του οχήματος και του υπογείου οχήματος", λέει. "Έτσι, το επόμενο βήμα είναι να εξετάσουμε την αύξηση της αυτοματοποίησης και της μηχανικής μάθησης για να δημιουργήσουμε μονοπάτια για να επιστρέψουμε στην περίφραξη, στα σημεία της διαδρομής κ.λπ."

Θα χρειαστεί επίσης η ικανότητα να εργάζονται σε θαλάσσιες καταστάσεις άνω των τριών, καθώς και ένα μεγαλύτερο ROV, με μια Τίγρη, επίσης από την Saab Seaeye, που θα παρακολουθήσει τις επόμενες δοκιμές, στο πλαίσιο της Φάσης 2 του έργου, που έχει προγραμματιστεί για το τρέχον έτος (2020), η οποία ελπίζεται ότι θα περιλαμβάνει ένα πραγματικό πεδίο επιθεώρησης που παρέχει δεδομένα. Το L3Harris UK θα προσπαθήσει επίσης να αυξήσει το μήκος του ιμάντα ROV στα 275 μέτρα, προκειμένου να λειτουργεί σε βάθος 150 μέτρων, το οποίο θα κάλυπτε το 70-75% της Βόρειας Θάλασσας. Τα μελλοντικά συστήματα θα ενσωματώσουν επίσης την κοπή γραμμής, σε περίπτωση που ο ιμάντας ROV παγιδευτεί και ενδεχομένως να γίνει άγκυρα.
"Ο στόχος είναι ένα πιο ισχυρό σύστημα εκκίνησης και ανάκτησης. Πρέπει να εργαστούμε σε υψηλότερες θαλάσσιες πολιτείες για να πάρουμε το παράθυρο εργασίας που χρειαζόμαστε στη Βόρεια Θάλασσα και αλλού σε όλο τον κόσμο. Και χρειαζόμαστε περισσότερη αυτονομία », λέει ο Cowles. Το μέλλον θα μπορούσε να δει ένα σκάφος μήκους 18-24 μέτρων με ελαφριά κλάση εργασίας ROV ή μεγαλύτερα AUVs.

Το δυναμικό είναι εκεί, λέει ο Cowles, αναφέροντας την ικανότητα να έχει αντοχή 20 ημερών με συνδυασμό USV-ROV. "Μπορείτε να αφήσετε Aberdeen ή Peterhead, διαμετακόμιση, κάνετε 10 ημέρες εργασίας και εξακολουθείτε να έχετε ένα σημαντικό αποθεματικό", λέει. "Ακόμη και αν το σκάφος χρειάζεται λίγο χρόνο για να περάσει, αυτό προσφέρει πεδίο εφαρμογής." Ερωτήσεις που παραμένουν περιλαμβάνουν ποιος θα πειραματιστεί το ROV - το ίδιο πρόσωπο με τον πιλότο USV, ή όχι; Οι κανονισμοί για τη ναυσιπλοΐα παραμένουν επίσης ένα ζήτημα, αλλά η L3Harris UK συνεργάζεται με την Ομάδα Εργασίας για τη Ρύθμιση της Βιωσιμότητας της Θαλάσσιας Αυτονομίας (MASRWG). Ο Cowles λέει ότι φαίνεται ότι οι ισχύοντες κανονισμοί σύγκρουσης (Colregs) είναι πιθανώς κατάλληλοι για το σκοπό για το τρέχον μέγεθος ASVs. Ωστόσο, καθώς τα σκάφη μεγαλώνουν, θα χρειαστούμε αλλαγές, λέει.

Άλλοι βλέπουν και το δυναμικό. Η XOCEAN, μια ιρλανδική εταιρεία με έδρα το County Louth της Ιρλανδίας, εργάζεται επίσης για μια λύση για την ανάπτυξη υποβρύχιας ρομποτικής από μια μη επανδρωμένη πλατφόρμα επιφάνειας. Ο James Ives, διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας, λέει: "Πολλοί πελάτες εξέφρασαν ενδιαφέρον για την επέκταση της λύσης σε βαθύτερο νερό για να καλύψουν περισσότερα από τα περιουσιακά τους στοιχεία. Αυτό αναπόφευκτα σημαίνει αισθητήρες τοποθέτησης χαμηλότεροι στη στήλη νερού. Η XOCEAN εργάζεται σε αυτή την τεχνολογία επόμενης γενιάς για να το επιτύχει αυτό.

"Το σύστημα βασίζεται στην ενσωμάτωση ενός οχήματος επιθεώρησης υποθαλάσσιου σκάφους με μεγαλύτερο USV XO-900 (9m). Το όχημα επιθεώρησης θα είναι εφοδιασμένο με μια σειρά αισθητήρων, συμπεριλαμβανομένων των φωτογραφικών μηχανών και των σαρωτών λέιζερ που επιτρέπουν λεπτομερή έλεγχο των υποθαλάσσιων περιουσιακών στοιχείων. Το σύστημα βρίσκεται σε εξέλιξη και η XOCEAN σχεδιάζει να λειτουργήσει ένα σύστημα το 2021. "

Άλλοι εργάζονται σε παρόμοιες δυνατότητες. Το περασμένο έτος [2019], η ECA GROUP, η οποία παρέχει κατά κύριο λόγο τις USVs με ικανότητες αντιμέτρων κατά των ναρκών (για την ανίχνευση και στη συνέχεια την καταστροφή των αντικειμένων που μοιάζουν με ορυχεία), απέδειξε την ικανότητα να πραγματοποιήσει επιθεώρηση υποθαλάσσιου χρησιμοποιώντας τον INSPECTOR USV (Unmanned Surface Vehicle) στο πλαίσιο ενός προγράμματος έρευνας και ανάπτυξης υπό την ηγεσία της Total και της TechnipFMC. Το MTR έφτασε στο ECA, αλλά δεν απάντησε.

Η Marine Tech έχει προμηθεύσει τα συστήματα RSV-ROV στο IMODCO για επιθεωρήσεις κυλίνδρων CALM. Φωτογραφία από το IMODCO.