Pelnas:
- Gebėjimas apibrėžti autonominių ir nuotoliniu būdu stebimų laivų (MASS) lygius ir sprendimų paramos sistemų vaidmenį
- Galimybė konfigūruoti susidūrimo išvengimo (COLREG) logiką, kuri sujungia AIS, radaro ir ECDIS duomenis su AI
- Galimybė patikrinti, ar galutinė atsakomybė už AI navigacijos sprendimus tenka kapitonui ir COLREG taisyklėms
Dviejų laivų susidūrimas jūroje yra subtilus šokis, valdomas šimtmečių senumo taisyklių. Vienas neteisingas manevras reiškia konfliktą, gyvybių praradimą ir didelę aplinkos nelaimę. Išsiunčia šiandien; Jame įrengtos sprendimų palaikymo sistemos, kurios apjungia radarą, AIS (automatinė identifikavimo sistema; sistema, kurioje laivai transliuoja savo tapatybę, vietą ir maršrutą), ECDIS (elektroninį žemėlapį) ir kamerų duomenis; Darbotvarkėje – autonominiai ir nuotoliniu būdu valdomi laivai (MASS; Maritime Autonomous Surface Ships). Dirbtinis intelektas (AI) užtikrina šio jutiklio sintezę, situacijos įvertinimą ir manevro rekomendacijas. Tačiau navigacija jūroje vis dar yra ta sritis, kurioje gyvybės saugumas yra didžiausias.
Absoliuti riba: Joks AI pasiūlytas manevras negali būti atliekamas be patvirtinimo pagal susidūrimų vengimo taisykles (COLREG; Tarptautinės susidūrimo jūroje prevencijos taisyklės) ir už navigaciją atsakingo pareigūno / kapitono įvertinimo. Nepriklausomai nuo autonomijos lygio, atsakomybė už COLREG atitiktį, gerą jūrinę praktiką ir didžiausią saugą neatšaukiamai tenka žmogui (arba visiškai savarankiškos, sertifikuotos ir pagal klasę patvirtintos sistemos ribose).
Sąvokos: COLREG: Tarptautinės taisyklės, nustatančios, kaip laivai manevruoja vienas kito atžvilgiu. CPA/TCPA: artimiausias artėjimo tūpti atstumas ir likęs laikas (artimiausias artėjimo taškas / laikas iki CPA). Jutiklio suliejimas: skirtingų šaltinių, tokių kaip radaras, AIS, fotoaparatas, sujungimas į vieną situacijos vaizdą. MASĖ: Autonominė / nuotoliniu būdu valdoma jūrų transporto priemonė. Geras jūreivio darbas: saugus elgesys, pagrįstas patirtimi, nepaisydamas taisyklių.
Jutiklių sintezė ir būsenos įvertinimas
Pirmas žingsnis siekiant navigacijos saugumo yra sukurti tikslų aplinkinio eismo vaizdą. Kiekvienas jutiklis turi savo silpnybių: radarą veikia lietus ir jūros bangos, AIS gali būti išjungtas arba skleisti klaidingą/manipuliuojamą informaciją, kamera silpna naktį ir rūke. Sujungdamas šiuos šaltinius, AI apskaičiuoja kiekvienos paskirties vietą, maršrutą, greitį ir CPA / TCPA. Tačiau sintezės kokybę riboja įvesties kokybė: sistemos nuotraukoje gali trūkti nedidelio žvejybos laivo, kurio AIS išjungtas, arba taikinio radaro šešėlyje. Todėl vien todėl, kad dirbtinis intelektas sako „aplinka švari“, nepanaikina jo stebėjimo vaidmens.
Antras žingsnis – įvertinti riziką: kuris taikinys kelia konflikto riziką, kurio susidūrimo geometrija yra (susidurimas tiesiai, kryžminimas, pasivijimas). Kiekvienai geometrijai COLREG apibrėžia, kas yra „duoti kelią“, o kas – „stovintis“ laivas ir kaip manevruoti. AI daro šią klasifikaciją greitą; tačiau COLREG reikalauja ne tik geometrijos, bet ir „geros jūreivystės praktikos“: ankstyvo, ryškaus ir didelio manevro, aiškaus ketinimo, matomo radare. AI gali tai pasiūlyti, tačiau pareigūnas interpretuoja taisyklės dvasią ir vietos sąlygas.
Įspėjimas: nors AIS duomenys gali atrodyti kaip patikimas tapatybės šaltinis, jie gali būti išjungti, netinkamai sukonfigūruoti arba tyčia suklastoti. Pavojinga atlikti manevrą tik remiantis AIS; Kartu naudojami radarai, vizualinis stebėjimas ir gera jūrinė praktika.
COLREG atitikties ir autonomijos lygiai
Savarankiškumas nėra vienas dalykas; Tai kopėčios nuo sprendimų palaikymo (žmogus nusprendžia, sistema rekomenduoja) iki nuotolinio valdymo ir visiškos autonomijos. Atskaitomybė ir tikrinimas kiekviename žingsnyje skiriasi, tačiau bendra gija yra tokia: sistema turi atitikti COLREG, o siūlomas manevras turi atitikti ir taisyklės raidę, ir dvasią. Jei AI pasiūlytas manevras rodo neteisėtą greitąjį klavišą, pvz., užuot pasukus į dešinįjį bortą, pasiūlymas bus atmestas. Be to, taisyklių reikalaujamas ankstyvas ir reikšmingas veiksmas, kai du laivai „pamato“ vienas kitą, skiriasi nuo „nedidelės korekcijos paskutinę akimirką“ logikos.
Kritinė saugos problema: autonominės arba sprendimų priėmimo sistemos gali netikėtai veikti ne pagal scenarijus, pagal kuriuos jos buvo apmokytos arba išbandytos (pvz., neįprastas laivo tipas, neįprastas eismas, jutiklio gedimas). Šiais „ribiniais atvejais“ žmogaus priežiūra ir perėmimo galimybės yra labai svarbios.
susidurti
COLREG vaidmuo
Laukiamas manevras
AI riba
susitikimas nuo pat pradžių
Abi pusės pasiduoda
Abu į dešinįjį bortą
Pareigūnas komentuoja, jei geometrija neaiški
išorinis perėjimas
Tas, kuris mato kitą ant savo vėliavos, pasiduoda
Ankstyva, reikšminga grąža
Pirmenybė aiškinimui tenka žmonėms
pasivyti
Kas auga, užleidžia kelią
atviras leidimas
Pasivijimas arba divergencija, ribinė situacija
Siauras kanalo / eismo atskyrimas
Vietos taisyklės
Nesekite juostos
AI gali trūkti vietos žinių
Mini dėklai
1 atvejis – Neteisėtas „efektyvus“ manevras. Sprendimų palaikymo sistema pataria nusileidžiančiam laivui šiek tiek pasukti į uostą, nes tai yra „efektyvu“ degalų / laiko atžvilgiu. Tačiau COLREG tikisi aiškaus ir aiškaus manevro dešiniuoju bortu šioje geometrijoje; Uosto posūkis užgožia priešingo laivo ketinimus ir padidina konflikto riziką. Pareigūnas atmeta pasiūlymą ir, kaip taisyklė, anksti ir aiškiai pasuka į dešinįjį bortą. Pamoka: manevras pirmiausia turi atitikti COLREG; efektyvumas yra antraeilis dalykas.
2 atvejis – taikinys išjungus AIS. Sistema sako: „Artimoje nėra AIS taikinių, navigacija aiški“. Radaras ir pro žiūronus stebi nedidelį žvejybos laivą, kurio AIS išjungtas. Pavojingas artėjimas galėjo įvykti, jei būtų pasikliaujama vien AIS. Pamoka: jutiklių suliejimas veikia su nepilnais duomenimis; Apžvalgos ir radaro stebėjimas yra būtini.
3 atvejis – pasienio perėmimas. Autonominio bandomojo važiavimo metu sutinkamas kateris, atliekantis neįprastą manevrą, kurio sistema dar nematė. Sistema pateikia neryžtingą ir pavėluotą rekomendaciją. Sargybinis ant tilto anksti pastebi situaciją, perima ir saugų manevrą atlieka rankiniu būdu. Pamoka: žmogaus priežiūra ir greitas perėmimas yra būtini autonominių sistemų ribinei būsenai.
Kopijuojami raginimo šablonai
1 šablonas – susidūrimo įvertinimas (COLREG sistema):
Vaidmuo: esate navigacijos saugumo sprendimų palaikymo konsultantas. Kontekstas (reprezentatyvus, mokymo tikslais): mano paties laivo kursas [x], greitis [y];tikslinis kursas [a], greitis [b], guolio guolis [c].Užduotis:1) Nustatyti susidūrimo tipą (galva/išėjimas/lenkimas).2) Kas pasiduoda, kas seka, pagal COLREG Faktinį sprendimą dėl manevro priima pareigūnas, atsakingas už navigaciją, COLREG ir gerą jūreivystę. Nepasikliaukite vien AIS; Taip pat atkreipkite dėmesį į radarą / vizualinį stebėjimą.
2 šablonas – jutiklio susiliejimo tarpo analizė:
Įvertinkite navigacijos situacijos vaizdą (reprezentatyvus): radaro, AIS ir fotoaparato duomenų suvestinė [...].1) Kurie taikiniai matomi tik su vienu jutikliu (rizika)?2) Kaip turėčiau elgtis su AIS išjungimo / įtartinų taikinių galimybe?3) Išvardykite situacijas, kuriose šios nuotraukos gali trūkti (radaro šešėlis, rūkas, mažas laivelis). Apribojimas: Niekada nedarykite aiškaus rezultato; Reikalingas stebėjimas.
3 šablonas – autonomijos perėmimo scenarijus:
Sukurkite autonominės / pagal sprendimą priimančios navigacijos sistemos perėmimo plano projektą: 1) Kokiomis aplinkybėmis žmogus turėtų perimti valdžią (ribiniai atvejai, jutiklio gedimas, neįprastas eismas)?2) Įspėjimas ir perėmimui reikalingas laikas.3) Koks yra saugus numatytasis elgesys, kai sistema yra nepatikima? Apribojimas: pabrėžkite, kad galutinė atsakomybė už saugumą tenka žmogui / sertifikuotai sistemai.
4 šablonas – manevro rekomendacijos patikrinimas:
Patikrinkite šį COLREG manevro pasiūlymą: [siūlomas manevras ir geometrija].1) Ar šis manevras atitinka taisyklės raidę?2) Ar jis yra ankstyvas, aiškus ir didelis (geras jūrinis laivas)?3) Ar aiškus priešininko laivo ketinimas?4) Ar jis nukrypsta nuo taisyklės siekiant efektyvumo? Pažymėkite visus neteisėtus taškus.
Silpnas raginimas / Stiprus raginimas
Silpnas raginimas:
Šie du laivai artėja, ką turėčiau daryti? Pasakyk trumpiausią kelią.
Galingas raginimas:
Vaidmuo: esate navigacijos saugos mokymo konsultantas. Kontekstas (vaizdas): susidurti su savo laivo geometrija ir taikiniu [aprašymas]; radaras+AIS+vizualinių duomenų suvestinė pridedama.Užduotis:1) Nustatyti susidūrimo tipą ir COLREG vaidmenis.2) Rekomenduoti legalų, ankstyvą ir akivaizdų manevrą.3) Kaip patikrinti, ar AIS nėra/įtartinas?Apribojimas: rekomenduoti manevrą, atitinkantį COLREG ir gerą jūreivystę, o ne „trumpiausią kelią“; Nurodykite, kad galutinį sprendimą priima navigacijos pareigūnas.
Silpnas raginimas tik prašo „trumpiausio kelio“ ir nepaiso taisyklės; Galingas greitas COLREG dėmesys sutelkiamas į vaidmenis, autentifikavimą ir žmogaus autoritetą.
Dažnos klaidos
- Efektyvumas lenkia COLREG. Pirmiausia manevras turi atitikti taisykles ir gerą jūreivystę; degalai/laikas yra antraeilis dalykas.
- Pasikliauti tik AIS. AIS gali būti neveikiantis, sugedęs arba suklastota; Radaras ir vizualinis stebėjimas yra būtini.
- Darant prielaidą, kad „aplinka švari“ rezultatas yra tikras. Jutiklių suliejimas veikia su nepilnais duomenimis; Apžvalga yra būtina.
- Ribinių situacijų ignoravimas. Autonominė sistema gali būti nepatikima scenarijuje, kurio ji nemato; Reikalingas perėmimo planas.
- Padaryti manevrą vėlu ir mažu. COLREG reikalauja ankstyvo, reikšmingo ir didelio manevravimo; Paskutinės akimirkos korekcija slepia ketinimą.
Apibendrinant
Navigacijos sauga ir susidūrimų išvengimas yra sritis, kurioje AI palaikoma jutiklių sujungimu ir situacijos vertinimu, tačiau gyvybės sauga yra pati didžiausia. Kiekviena manevro rekomendacija turi atitikti COLREG raidę ir dvasią, AIS neturėtų būti pasikliaujama vien tik, „aplinka aiški“ išvestis neturėtų panaikinti stebėjimo ir turi būti išsaugota žmogaus galimybė perimti autonomines sistemas. Didžiausia atsakomybė už saugumą tenka navigacijos pareigūnui ir kapitonui.
Taikymo užduotis
Sukurkite reprezentatyvų susidūrimo scenarijų (jūsų laivas ir taikinys, geometrija ir jutiklio duomenys). Leiskite AI pritaikyti „susitikimo įvertinimo“ šabloną ir nurodyti susidūrimo tipą bei COLREG vaidmenis. Išbandykite siūlomą manevrą, ar jis atitinka „manevro rekomendacijos patikros“ šabloną. Pridėkite AIS uždengto taikinio galimybę ir aptarkite jutiklių suliejimo spragas. Užsirašykite, kas turi galutinį sprendimą ir perėmimo sąlygas.
kontrolinis sąrašas
- [ ] Pirmiausia manevrą įvertinau pagal COLREG ir gerą jūreivystę.
- [ ] AIS nelaikiau vieninteliu šaltiniu; Įtraukiau radarą ir vizualinį stebėjimą.
- [ ] Sukūriau atsarginę išvesties „Aplinka švari“ kopiją ieškodama.
- [ ] Pagalvojau apie trūkstamus jutiklių sujungimo duomenų atvejus (maža valtis, rūkas).
- [ ] Apibrėžiau autonominės / sprendimų remiamos sistemos perėmimo sąlygas.
- [ ] Galutinį sprendimą dėl navigacijos/manevro palikau atsakingam pareigūnui ir kapitonui.