Autonoom varen. Johan de Jong & Hans Hopman

Transcriptie

1 Autonoom varen Johan de Jong & Hans Hopman 1

2 Autonoom varen Inhoud Autonoom varen? Lopend projecten: EU, TO2. STWPerspectief voorstel. Wat & Hoe? Wat meer? 2

3 Autonoom varen? Autonoom is vooral geautomatiseerd, op termijn onbemand en blijvend gemonitord! Voordelen: Effectievere infrastructuur Vermindering emissies Grotere veiligheid Verlaging bemanningkosten 3

4 Veiligheid Aanvaring Flinterstar Al-Oraiq 4

5 Veiligheid 5

6 Market push - pull Technology ontwikkelt zich snel dankzij weg- en luchtvervoer De markt response is gradueel en selectief en gedreven door economie en veiligheid. Sensoren Communicatie Robotisering Lagere bemanningskosten Verschuiving naar de wal Initiële kapitaal kosten Geen bemanning geen risico 6

7 Economical incentives example* Manning costs : Shore facilities: - 25 % of operational cost + 5 % of operational cost Autonomous system investments: +10 % Reduced building cost: -5 % Required return on investment: approx. 3 years *source NMT 7

8 EU werk gedaan 8

9 TO2 Lopend Doel: Simuleren van een autonoom varend schip door een (bestaand/gesimuleerd) verkeersbeeld met daarbij een beoordeling van de veiligheid/risico. Twee hoofdonderdelen: 1. Verkeerssimulatie model Simulatie model Controller o Autonoom varend schip o Mens gestuurd schip 2. Scheepvaartveiligheid 9

10 TO2 lopend Source NLDA 10

11 TO2 lopend 11

12 TO2 lopend 12

13 TO2 lopend 13

14 TO2 lopend 14

15 Wat is nodig voor Autonoom varen? De condities van het schip, haar systemen en omgeving zijn volledig bekend. Daarvoor zijn aanvullende sensoren nodig. Een zelfstandige navigatie. Een foutloze interne data-communicatie tussen systemen is voorwaarde. De (big)data moet worden geanalyseerd en gereduceerd. Betrouwbare schip-wal communicatie. Een zelfstandige systeem reconfiguratie in geval van falen Mogelijkheid tot overname & remote control. Een aangepast scheepsontwerp. 15

16 STWPerspectief 16

17 STWPerspectief DESIGN 1. Hoe verandert het (regelgeving)raamwerk rond het scheepsontwerp als schepen ontworpen worden voor (gedeeltelijk) onbemande operatie? 2. Hoe beïnvloedt het verwijderen van de bemanning de kwaliteiten van het schip en de daaruit voortvloeiende technische eigenschappen en kosten? 3. Hoe kan de toekomstige health state van een schip accuraat worden voorspeld? 4. Wanneer roept een autonoom schip de hulp in van menselijke operators? 5. Hoe kunnen/moeten het operationele concept en de relevante soorten operaties van autonome schepen verschillen van bemande schepen? 17

18 STWPerspectief WERELDBEELD Data-driven health monitoring of vessels in action 1. Find a data-driven method (Machine Learning algorithm) for detecting unusual events inside the installations of a ship in its environment 2. Find a data-driven method (Machine Learning algorithm) for detecting unusual actions of a ship in its environment. 18

19 STWPerspectief VERKEERSAFWIKKELING 1. Which ship domain concept is most suitable for an automated conflict detection and resolution? 2. What ship domain parameters are required as a function of acceptable unmitigated risk? 3. What approach is needed to define the requirements for the operator interface as based upon the allocation of execution authority of the navigation-related functions? 19

20 STWPerspectief HUMAN Factors&Ergonomics 1. To what extent is the human operator able to monitor the behaviour of the autonomous ship (detection rate) and take the correct decisions (failure rate)? What are the factors influencing this ability? 2. What is the distribution of skill-, rule- and knowledge-based tasks for a human operator during normal and exceptional modes of operating? 3. To what extent can and needs the human operator understand the behaviour of an autonomous ship? 4. What is required for a human-computer interface perspective to allow the human operator to adequately diagnose the situation and to take action if required if an anomaly is detected? 20

21 STWPerspectief CERTIFICATION&Simulation Certificering van autonoom varen vereist simulaties van veel (failure) scenarios om de veiligheid aan te tonen. De studie vereist foutenanalyse (Failure analysis) en onderzoek naar representatieve verdelingen van omgevingscondities en het optreden van deze fouten. De simulaties vereisen validatie op basis van analyses van de huidige veiligheidssituatie en bekende verdelingen voor het optreden van fouten. 21

22 STWPerspectief Partners & omvang. Wie? Omvang -Minimaal drie universiteiten (initiatiefnemer) - TU Delft 3Me, UvA, NLDA & UvL -Relevante onderzoeksinstituten - TNO, MARIN, -Maritieme (maak) industrie. - NMT, KVNR, -Infrastructuur beheerders - PoR, RWS, miljoen Euro. 22

23 STWPerspectief Partners & omvang. Hoe? Perspectief-programma s kennen 4 karakteristieke eigenschappen: 1. Het ontwikkelen van nieuwe technologie via een multidisciplinaire aanpak; 2. Samenwerking met gebruikers; 3. Medefinanciering door private partijen (minimaal 15%/30%); 4. Specifieke activiteiten gericht op valorisatie en ondernemerschap. Wanneer? 3 november programma-initiatief. X 7 december outline programma-ontwerp met gebruikers! X 30 mei 2016 indienen definitief programma-voorstel. 23

24 JIP Vervolg//naast Small autonomous survey vessels (Aquabot) Autonomous container barge shuttle Autonomous small inland container vessel Tegenovergestelde van 24

25 Thank you!