Etäohjatut ja itsenäiset alukset tulevat meriliikenteeseen

Etäohjatut ja miehittämättömät rahtialukset ovat vahvasti tulossa mukaan meriliikenteeseen. Syy on selkeä: kuljetuskustannuksissa voidaan arvioiden mukaan saavuttaa jopa parinkymmenen prosentin säästöt perinteisiin aluksiin verrattuna.

Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun Xamkin logistiikan ja merenkulun TKI-tiimissä olemme valmistelleet johtavan partnerin roolissa Interreg Baltic Sea Region -ohjelman hakuun autonomisiin aluksiin ja meriliikenteen turvallisuuden kehittämiseen tähtäävän TRIM-hankkeen (Training and regulating future resilient maritime systems in Baltic Sea Region). Hankehakemus on parhaillaan rahoittajan arvioitavana.

TRIM-hankkeessa on Xamkin lisäksi kuusi partneria ja erittäin laaja yhteistyökumppaneiden joukko, joka koostuu merenkulkuviranomaisista, varustamoista, ammattiliitoista, tutkimusinstituutioista, laivasuunnittelu- ja meriteknologiayrityksistä.

Hankkeen tavoitteena on tarjota työkaluja autonomisen merenkulun ymmärtämiseen, kehittämiseen, säätelyyn sekä varmistaa turvallinen siirtymä miehitetystä merenkulusta autonomiseen merenkulkuun. Yksi tavoitteista on luoda riittävät tiedolliset puitteet tulevaisuuden merenkulkijoiden kouluttamiseen.

Selvää säästöä kustannuksissa

Meriteknologia-alan isot toimijat panostavat tällä hetkellä vahvasti autonomisten alusten kehittämiseen. Miehittämättömällä aluksella kuljetuskustannusten on arvioitu olevan jopa parikymmentä prosenttia alhaisemmat kuin perinteisellä miehitetyllä aluksella.

Kun alukselle ei tarvitse rakentaa miehistön majoitustiloja, voidaan tila käyttää tehokkaammin rahdin sijoittamiseen, ja rahtia voidaan ottaa majoitustilojen painon verran enemmän. Kun majoitustilojen sähkön tuottamiseen ei tarvitse käyttää polttoainetta, säästetään polttoainekuluissa. Yleensä rahtilaivoilla majoitustilat ja komentosilta on sijoitettu torniin, joka kasvattaa aluksen ilmanvastusta. Miehittämättömästä aluksesta voidaan rakentaa virtaviivaisempia, jolloin vähentynyt ilmanvastus säästää myös polttoainetta.

Tarkka sensoritekniikka tarpeen

Autonomisen aluksen turvallinen operointi edellyttää sitä, että alus kykenee havainnoimaan ympäristöään luotettavasti. Sensoreiden tulee antaa paitsi aluksen ohjausjärjestelmälle, myös aluksen etäoperaattorille riittävän kattava ja tarkka kuva aluksen ympäristöstä koko ajan ja kaikissa tilanteissa. Riittävään havainnointitarkkuuteen ei päästä ainoastaan yhdellä sensorilla, vaan kattavan tilannekuvan muodostamiseksi on yhdisteltävä useiden erilaisten sensoreiden tuottamaa dataa.

TRIM-hankkeessa arvioidaan muun muassa erilaisten sensoreiden tuottamaa dataa aluksen ohjailun näkökulmasta. Aluksen kontrollialgoritmi tai tekoäly ohjailee alusta silloin kun alus ei ole käsiohjauksessa.

Paikkansapitävä sensoritieto on aluksen toimintaympäristöstä ei yksin riitä, vaan aluksen ohjailualgoritmin tulee tuntea meriteiden säännöt. Sen lisäksi testauksen kautta niille tulee kehittää toimintamallit erilaisiin liikennetilanteisiin reagoimiseen. TRIM-hankkeessa määritellään, mitkä ovat ne liikennetilanteet, jolloin ohjausalgoritmin tulisi pyytää ohjauskeskukselta apua tilanteen selvittämiseen.

Henkilökunnan työ muuttuu

Autonomisten alusten valvontaan, vikatilanteiden selvittelyyn ja ohjailuun haastavissa tai poikkeuksellisissa liikennetilanteissa tarvitaan yhä henkilökuntaa. Työn luonne kuitenkin muuttuu; tarvitaan vähemmän, mutta korkeammin koulutettua henkilöstöä, eikä merenkulkijan työ enää edellytä fyysistä läsnäoloa laivalla. Aluksen sijaan henkilökunta työskentelee maalle sijoitettavissa ohjauskeskuksissa, joissa he valvovat autonomisten alusten operointia.

TRIM-hankkeessa selvitetään näiden ohjauskeskusten operaattoreiden osaamistarpeet ja luodaan suuntaviivat koulutukselle. Operaattorin työ edellyttää teknisesti erilaista osaamista, mutta samalla siihen liittyy inhimillisten tekijöiden näkökulmasta erilaisia haasteita kuin laivan operointiin komentosillalta.

Lainsäädäntöön tarvitaan muutoksia

Autonomisten alusten tarvitsema perusteknologia on jo pitkälti olemassa. Ennen kuin teknologia voidaan ottaa laajamittaisesti käyttöön, tarvitaan kuitenkin merkittäviä muutoksia merenkulun kansainväliseen lainsäädäntöön.

Kaupallinen merikuljetus etäohjatuilla tai miehittämättömillä aluksilla näyttäisi edellyttävän muutoksia lähes kaikkiin merenkulun kansainvälisiin sopimuksiin. Merenkulun lainsäädännön kirjoittaminen on lähtenyt siitä ajatuksesta, että aluksella on miehistö, joka vastaa aluksen operoinnista ja turvallisuudesta, eikä lainsäädäntö tunne tilannetta, jossa alus operoisi ilman miehistöä itsenäisesti tai etäohjattuna.

TRIM-hankkeessa kehitetään nykyisen miehitetyn alusliikenteen turvallisuutta tuomalla Työterveyslaitoksen kehittämä proaktiivinen turvallisuusjohtamisen malli osaksi merenkulun perus- ja täydennyskoulutusta. Lisäksi tuotetaan uutta koulutusmateriaalia inhimillisistä tekijöistä ja otetaan käyttöön uusia opetusmenetelmiä taktisen päätöksenteon kouluttamiseen.

Proaktiivinen turvallisuusjohtaminen edellyttää myös tietoa nykyisestä turvallisuuden tasosta ja tämän mittaamista varten luodaan uudenlaiset indikaattorit.

Etäohjaus käyttöön 2030-luvun alussa

Julkistettujen visioiden mukaan miehittämättömiä etäohjattuja valtamerialuksia voisi olla liikenteessä 2030-luvun alussa ja näiden autonominen versio saman vuosikymmenen puolivälissä.

Tällä hetkellä otollisimmat markkinat miehittämättömille aluksille ovat tavanomaisen rahdin kuljettamisessa. Isompien matkustaja-alusten tai vaarallisen rahdin kuljettamiseen suunniteltujen alusten automatisointi edellyttää vähintäänkin sen, että teknologian luotettavuudesta on vahvaa näyttöä ja pitkä kokemus. Miehitetyt alukset ovat siis merenkulun normaali vielä pitkälle tulevaisuuteen.