ПНСТ 866-2023 Системы искусственного интеллекта на водном транспорте. Варианты использования.

        ПНСТ 866-2023

 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 СИСТЕМЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА НА ВОДНОМ ТРАНСПОРТЕ

 Варианты использования

 Artificial intelligence systems in water transport. Use cases

ОКС 35.240.60

Срок действия с 2024-01-01

до 2027-01-01

 Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "А+С Транспроект" (ООО "А+С Транспроект"), Обществом с ограниченной ответственностью "А-Я эксперт" (ООО "А-Я эксперт")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 164 "Искусственный интеллект"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 октября 2023 г. N 48-пнст

Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011 (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за 4 мес. до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу: 191014 Санкт-Петербург, Саперный пер., д.5а, лит.Б, e-mail: spb@simetragroup.ru и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: 123112 Москва, Пресненская набережная, д.10, стр.2.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты" и также будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии сети Интернет (www.rst.gov.ru)

 Введение

Водный транспорт играет важнейшую роль в мировой торговле, логистике, туризме и различных отраслях промышленности. Для повышения эффективности, безопасности и устойчивости работы водного транспорта все большее значение приобретает интеграция технологий искусственного интеллекта (ИИ). Настоящий стандарт призван обеспечить комплексную основу и руководство для эффективного внедрения ИИ в секторе водного транспорта.

Настоящий стандарт распространяется на технологии ИИ для решения важных задач, стоящих перед отраслью водного транспорта, включая навигацию, управление рисками, оптимизацию ресурсов и обслуживание пассажиров. Используя возможности технологий ИИ, заинтересованные стороны в отрасли водного транспорта могут открыть новые возможности для повышения операционной эффективности, снижения затрат и экологической устойчивости.

Стандарт охватывает широкий спектр вариантов использования, отражающих разнообразные области применения технологий ИИ на водном транспорте. К ним относятся автономная навигация, предотвращение столкновений, предиктивное техническое обслуживание, оптимизация маршрутов, энергосбережение, безопасность и управление рисками, системы поддержки принятия решений, мониторинг окружающей среды, оптимизация грузоперевозок, управление чрезвычайными ситуациями, обучение персонала, интеллектуальное отслеживание контейнеров, взаимодействие с пассажирами, мониторинг грузопотоков, управление терминалами, выработка рекомендаций и требований, а также использование технологий ИИ для портовых сервисов.

Каждый вариант использования представляет собой перечень задач, требований, проблем и преимуществ применения технологий ИИ. Стандарт обеспечивает систематический подход к описанию этих аспектов, гарантируя эффективное применение технологий ИИ для повышения эффективности и безопасности операций водного транспорта. Он устанавливает руководящие принципы для требований к данным, методов и алгоритмов ИИ, общей архитектуры систем ИИ, показателей эффективности, пользовательских интерфейсов, этических соображений, нормативного соответствия и сотрудничества между заинтересованными сторонами.

Применяя требования настоящего стандарта, организации в сфере водного транспорта могут обеспечить совместимость, интероперабельность и надежность систем ИИ. Стандарт способствует использованию передового опыта, отраслевых эталонов и международных стандартов, способствуя гармонизированному подходу к внедрению ИИ в секторе водного транспорта.

Поскольку технологии ИИ продолжают развиваться и появляются новые варианты использования, настоящий стандарт следует периодически пересматривать и обновлять, чтобы отражать последние достижения и лучшие практики в этой области. Важно обеспечивать соответствие применения технологий ИИ на водном транспорте нормативным правовым актам Российской Федерации.

      1 Область применения

Настоящий стандарт содержит руководство по использованию технологий искусственного интеллекта (ИИ) на водном транспорте - речном и морском. Стандарт описывает конкретные области, в которых технологии ИИ могут быть внедрены для повышения операционной эффективности, безопасности и устойчивости систем водного транспорта.

В настоящем стандарте приведены варианты использования методов, моделей, алгоритмов и технологий ИИ на водном (речном и морском) транспорте.

Целью настоящего стандарта является определение направлений применения алгоритмов ИИ в отрасли водного транспорта с учетом потенциала применения технологий ИИ для решения важных задач, стоящих перед отраслью. Стандарт призван способствовать внедрению технологий ИИ путем создания основы для выявления и оценки подходящих вариантов использования технологий ИИ. Настоящий стандарт рекомендуется для применения заинтересованными сторонами, включая разработчиков политик и правил, регулирующие органы, разработчиков технологий и операторов, для обеспечения эффективного и ответственного внедрения решений ИИ на водном транспорте.

Целевая аудитория настоящего стандарта включает, но не ограничивается:

- органы управления водным транспортом и регулирующие органы, ответственные за разработку руководящих принципов и правил, связанных с применением ИИ в этом секторе транспортной системы;

- разработчиков и поставщиков технологий, участвующих в разработке, внедрении и обслуживании систем ИИ для водного транспорта;

- операторов водного транспорта и специалистов отрасли, внедряющих технологии ИИ в свою деятельность для повышения эффективности, безопасности и устойчивости;

- исследователей и экспертов, занимающихся изучением и разработкой решений ИИ, специально предназначенных для водного транспорта.

В настоящем стандарте использован подход, основанный на принципах применения ИИ на водном транспорте в соответствии с этическими, правовыми и общественными требованиями. Он способствует прозрачности, подотчетности и человеческому контролю при внедрении систем ИИ, гарантируя, что технология поддерживает и улучшает процесс принятия решений человеком, а не заменяет его полностью. Кроме того, требования настоящего стандарта направлены на взаимодействие систем ИИ и соблюдение правил защиты данных и конфиденциальности.

Настоящий стандарт не охватывает все аспекты ИИ в секторе водного транспорта, но обеспечивает основу для выявления и оценки соответствующих вариантов использования. Он не заменяет и не отменяет существующие правила, руководства или стандарты, специфичные для операций водного транспорта, а направлен на их дополнение и гармонизацию с учетом интеграции систем ИИ.

 2 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1

автоматическая система: Совокупность управляемого объекта и автономной системы искусственного интеллекта, функционирующая самостоятельно, без участия человека.   [ГОСТ Р 59277-2020, пункт 3.2]

2.2

автоматическое распознавание речи: Способность системы принимать входную информацию в виде человеческой речи.   [ГОСТ Р 53452-2009, пункт 2.1]

2.3 автономное судно: Самоходное судно, процессы управления которым в зависимости от наличия или отсутствия экипажа на борту судна частично (полуавтономное судно) или полностью (полностью автономное судно) осуществляются в автоматическом режиме.   Примечание - См. [1].     2.4

алгоритм: Конечное упорядоченное множество точно определенных правил для решения конкретной задачи.   [ГОСТ 33707-2016, статья 4.39]

2.5

аналитика данных: Составное понятие, охватывающее получение, сбор, проверку и обработку данных, включая их количественную оценку, визуализацию и интерпретацию.   [ГОСТ Р ИСО/МЭК 20546-2021, статья 3.1.6]

2.6

база данных: Совокупность данных, организованная в соответствии с концептуальной структурой, в которой описываются характеристики этих данных и взаимосвязи между представляемыми ими сущностями для одной или нескольких областей применения.   [ГОСТ Р ИСО/МЭК 20546-2021, статья 3.1.7]

2.7 большие данные: Обширные наборы данных - главным образом по таким характеристикам данных, как объем, разнообразие, скорость генерации и/или изменчивость, - которые требуют использования технологии масштабирования для эффективного хранения, обработки, управления и анализа.   2.8 водный путь: Часть поверхностных водных объектов, ограниченная знаками навигационной обстановки, на которой осуществляется судоходство.   2.9 водный транспорт: Один из видов транспорта, представляющий собой производственно-технологический комплекс с входящими в него организациями, осуществляющими судоходство и иную связанную с судоходством деятельность на водных путях.   2.10

выброс (вредных веществ): Количество вредного вещества, поступающего в атмосферу с выпускными газами от судовой энергетической установки в единицу времени.   [Адаптировано из ГОСТ Р 55506-2013, статья 185]

2.11 груз: Материальный объект, принятый организацией водного транспорта для перевозки, хранения в установленном порядке.

2.12

грузовой контейнер: Единица транспортного оборудования, имеющая: постоянную техническую характеристику, обеспечивающую прочность для многократного применения (в течение установленного срока службы, если таковой имеется); специальную конструкцию, обеспечивающую перевозку грузов одним или несколькими видами транспорта в прямом и смешанном сообщениях без промежуточной перегрузки грузов; приспособления, обеспечивающие механизированную перегрузку с одного вида транспорта на другой; конструкцию, позволяющую легко загружать и выгружать груз; внутренний объем, равный 1 м и более.   [ГОСТ Р 52202-2004, статья 3.1]

2.13

грузовые перевозки: Транспортные услуги по перемещению материальных ценностей, связанные с их сохранностью и своевременностью доставки.   [ГОСТ Р 51006-96, статья 11]

2.14

данные: Предоставление информации в формальном виде, пригодном для передачи, интерпретации или обработки людьми или компьютерами.   [ГОСТ 33707-2016, статья 4.259]

2.15

доверие к системе искусственного интеллекта: Уверенность потребителя и, при необходимости, организаций, ответственных за регулирование вопросов создания и применения систем искусственного интеллекта, и иных заинтересованных сторон в том, что система способна выполнять возложенные на нее задачи с требуемым качеством.   [ГОСТ Р 59276-2020, пункт 3.3]

2.16

знания (в искусственном интеллекте): Совокупность фактов, событий, убеждений, а также правил, организованных для систематического применения.   [ГОСТ 33707-2016, статья 4.398]

2.17 интернет вещей: Инфраструктура взаимосвязей сущностей, систем и информационных ресурсов совместно с сервисами, которые снимают с вещей первичные данные, обрабатывают и выдают информацию для физического или виртуального мира.   2.18

интероперабельность: Способность двух или более информационных систем или компонентов к обмену информацией и к использованию информации, полученной в результате обмена.   [ГОСТ Р 55062-2021, пункт 3.1.8]

2.19

информационная безопасность: Защита конфиденциальности, целостности и доступности информации; кроме того, сюда могут быть отнесены и другие свойства, например аутентичность, подотчетность, безотказность и надежность.   [ГОСТ Р 59277-2020, пункт 3.23]

2.20

информационная технология: Методы, способы, приемы и процессы обработки (сбора, накопления, ввода-вывода, приема-передачи, хранения, поиска, регистрации, преобразования, анализа и синтеза, предоставления, отображения, распространения и уничтожения) информации с применением программных и технических средств.   [ГОСТ Р 59277-2020, пункт 3.24]

2.21 инфраструктура технологического комплекса порта: Совокупность материальных объектов, расположенных на территории и в акватории порта, обеспечивающих возможность использования объектов технологического комплекса порта по назначению.   2.22

искусственный интеллект: Комплекс технологических решений, позволяющий имитировать когнитивные функции человека (включая самообучение, поиск решений без заранее заданного алгоритма и достижение инсайта) и получать при выполнении конкретных практически значимых задач обработки данных результаты, сопоставимые, как минимум, с результатами интеллектуальной деятельности человека.   [ГОСТ Р 59277-2020, пункт 3.18]

2.23

компьютерное зрение: Способность функционального блока получать, обрабатывать и интерпретировать визуальные данные.   [ГОСТ 33707-2016, статья 4.54]

2.24

масштабируемость: Способность обеспечивать функциональные возможности вверх и вниз по упорядоченному ряду прикладных платформ, отличающихся по быстродействию и ресурсам.   [ГОСТ Р 55062-2021, пункт 3.1.12]

2.25

машинное обучение: Процесс автоматического обучения и совершенствования поведения системы искусственного интеллекта на основе обработки массива обучающих данных без явного программирования.   [ГОСТ Р 59895-2021, статья 2.1.7]

2.26 машинный перевод: Автоматический перевод текста или речи с одного естественного языка на другой с помощью компьютерной системы.

2.27 модель искусственного интеллекта: Информационное представление или алгоритм, которые обрабатывают данные и выявляют закономерности в них для получения прогнозов или принятия решений без явного программирования.

2.28

2.39 персональные данные: Любая информация, относящаяся к определенному или определяемому на основании такой информации физическому лицу (субъекту персональных данных), в том числе его фамилия, имя, отчество, год, месяц, дата и место рождения, адрес, семейное, социальное, имущественное положение, образование, профессия, доходы, другая информация.

Примечание - См. [3] (статья 3, пункт 1).

2.40

      3 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

БД - база данных;

БЗ - база знаний;

ГИС - геоинформационная система;

ЕЯ - естественный язык;

ИС - информационная система;

МО - машинное обучение;

ТО - техническое обслуживание.

      4 Характеристики вариантов использования

      4.1 Перечень характеристик

4.1.1 Для описания каждого варианта использования применяют единообразный набор характеристик:

- краткое описание - в этом пункте приведено описание варианта использования в контексте водного транспорта, описаны конкретные цели, процессы и задачи, связанные с использованием технологий ИИ, касающиеся работы водного транспорта;

- задачи, которые могут быть решены при помощи методов, моделей и технологий ИИ в рамках конкретного варианта, - в этом пункте перечислены те задачи, которые могут быть решены при помощи использования технологий ИИ в рамках описываемого варианта использования;

- возможные источники и типы данных - в этом пункте перечислены источники данных для конкретного варианта использования, включая, по возможности, типы необходимых данных, которые допускается использовать для работы систем ИИ;

- метрики производительности - в этом пункте перечислены метрики производительности для оценки эффективности и результативности системы ИИ, которые могут быть применены при конкретном варианте использования;

- преимущества - в этом пункте кратко перечислены некоторые возможные преимущества от использования технологий ИИ на водном транспорте для конкретного варианта использования.

4.1.2 Все варианты использования технологий ИИ, приведенные в настоящем стандарте, также имеют общие характеристики, перечисление и краткое описание которых приведены в разделе 7. К этим характеристикам относятся:

- методы, технологии и алгоритмы ИИ - в числе этих характеристик перечислены методы и алгоритмы ИИ, которые допускается применять в вариантах использования на водном транспорте;

- общие метрики качества - в этом пункте перечислены метрики качества работы моделей и алгоритмов ИИ, применимые для любого варианта использования;

- общая архитектура системы - для этой общей характеристики описаны архитектура системы ИИ и инфраструктура, необходимая для ее функционирования при реализации варианта использования;

- пользовательские интерфейсы и визуализация - в числе этих характеристик перечислены пользовательские интерфейсы и средства визуализации, используемые в вариантах использования;

- этические и нормативные соображения - в этом пункте перечислены этические и нормативные аспекты, характерные для всех вариантов использования;

- ограничения, барьеры и проблемы - в этом пункте приведен список ограничений и проблем, связанных с реализацией вариантов использования на водном транспорте.

4.1.3 Перечисленные характеристики обеспечивают всесторонний обзор варианта использования, позволяя заинтересованным сторонам понять ключевые элементы и оценить применимость и осуществимость технологий ИИ в конкретном контексте на водном транспорте.

      4.2 Общая информация о вариантах использования

4.2.1 В процессе анализа вариантов использования технологий ИИ на водном транспорте выявлено несколько глобальных направлений использования методов, методик и технологий ИИ:

- автономные и полуавтономные суда. Технологии ИИ используют для функционирования автономных или полуавтономных судов, позволяя им самостоятельно ориентироваться в пространстве и работать, снижая зависимость от вмешательства человека;

- предотвращение столкновений. Технологии ИИ могут быть использованы для разработки систем предотвращения столкновений, которые применяют передовые алгоритмы и датчики для обнаружения и прогнозирования потенциальных столкновений с другими судами, препятствиями или опасностями, что позволяет автономному или полуавтономному судну предпринять соответствующие действия по уклонению;

- оптимизация движения и маршрутов. Технологии ИИ допускается использовать для оптимизации движения судов и планирования маршрутов, учитывая такие факторы, как погодные условия, загруженность фарватеров, эффективность использования топлива и безопасность, для повышения общей эксплуатационной эффективности и снижения транспортных расходов;

- предиктивное ТО. Технологии ИИ могут анализировать данные сдатчиков и исторические записи ТО для прогнозирования потенциальных отказов или необходимости ТО систем водного транспорта, что позволяет осуществлять упреждающее планирование ТО и минимизировать время простоя;

- энергоэффективность и сокращение выбросов. Технологии ИИ могут оптимизировать потребление энергии в системах водного транспорта, что приводит к повышению эффективности использования топлива и снижению выбросов. Это включает оптимизацию двигательных установок, маршрутизации и контроля скорости для минимизации воздействия на окружающую среду;

- безопасность и управление рисками. Технологии ИИ могут помочь в выявлении потенциальных рисков и опасностей в работе водного транспорта путем анализа данных, получаемых в режиме реального времени от различных датчиков, и предупреждения операторов о необходимости принятия превентивных мер, повышая тем самым уровень безопасности;

- системы поддержки принятия решений. Системы поддержки принятия решений на основе технологий ИИ могут помочь операторам водного транспорта и властям в принятии обоснованных решений путем анализа сложных наборов данных, обеспечения понимания и рекомендации оптимальных действий по эксплуатации и управлению судном;

- мониторинг и управление окружающей средой. Технологии ИИ могут внести свой вклад в мониторинг и управление окружающей водной средой, анализируя данные сдатчиков, спутников и других источников для обнаружения загрязнений, мониторинга качества воды и поддержки эффективных стратегий управления окружающей средой;

- оптимизация грузоперевозок и логистики. Технологии ИИ могут оптимизировать обработку грузов, хранение и логистические операции на водном транспорте, обеспечивая эффективную погрузку и разгрузку, планирование маршрутов и управление запасами, тем самым повышая эффективность цепочки поставок в целом;

- реагирование на ЧС и снижение рисков. Технологии ИИ могут помочь в сценариях реагирования на ЧС, обеспечивая анализ данных в реальном времени, системы раннего предупреждения и поддержку принятия решений, способствуя эффективному управлению кризисами и снижению рисков при инцидентах на водном транспорте;

- помощь и обучение персонала. Технологии ИИ могут помочь членам экипажа в выполнении их задач путем предоставления информации в реальном времени, прогнозной аналитики и учебных симуляторов, повышая эффективность и безопасность их работы на борту водных транспортных судов;

- интеллектуальное отслеживание контейнеров. Технологии ИИ могут позволить эффективно и точно отслеживать контейнеры на протяжении всей цепочки поставок. Алгоритмы ИИ используют для анализа данных из различных источников, таких как спутниковые системы навигации, метки идентификации контейнеров и датчики, чтобы отслеживать местоположение, состояние и статус контейнеров в режиме реального времени;

- взаимодействие с пассажирами. Технологии ИИ могут быть использованы для улучшения общего впечатления пассажиров и улучшения коммуникации между пассажирами и поставщиками транспортных услуг. Технологии ИИ допускается использовать для разработки интеллектуальных виртуальных помощников или чат-ботов, которые могут в режиме реального времени предоставлять информацию о поездке, отвечать на запросы и предлагать персонализированные рекомендации;

- мониторинг грузопотоков. Технологии ИИ для мониторинга грузопотоков позволяют эффективно и надежно отслеживать движение грузов при водных перевозках. Интегрируя данные грузовладельцев, операторов инфраструктуры и транспортных компаний, алгоритмы ИИ позволяют анализировать закономерности грузопотоков, прогнозировать спрос и оптимизировать логистику. Обработка данных в режиме реального времени позволяет принимать проактивные решения, минимизируя задержки и обеспечивая бесперебойную работу грузового транспорта;

- управление терминалами. Системы управления терминалами, основанные на применении методов ИИ, оптимизируют работу терминалов водного транспорта. Эти технологии обеспечивают интеллектуальное распределение ресурсов, составление расписания работы причалов и обработку грузов. Алгоритмы ИИ анализируют данные из различных источников, включая движение судов, объемы грузов и погодные условия, чтобы повысить эффективность работы терминала и сократить время оборота судов, что в конечном итоге повышает общую производительность порта;

- выработка рекомендаций и требований для акторов водного транспорта. Технологии ИИ допускается использовать для выработки персонализированных рекомендаций и требований для участников водного транспорта, включая грузовладельцев, судоходные компании, стивидоров и операторов инфраструктуры. Анализируя исторические данные и показатели эффективности, алгоритмы ИИ могут предложить оптимизированные маршруты, процедуры обработки грузов и меры по соблюдению требований, отвечающие потребностям конкретных заинтересованных сторон и способствующие повышению безопасности, рентабельности и экологической устойчивости;

- портовые сервисы. Технологии ИИ в портовых услугах предлагают комплексные решения для эффективной работы портов. Системы на базе ИИ позволяют управлять движением судов, прогнозировать время их прибытия и оптимизировать расписание стоянок, что приводит к снижению перегруженности и сокращению времени ожидания. Кроме того, предиктивное ТО и мониторинг состояния с помощью технологий ИИ позволяют обеспечить оптимальную производительность и долговечность портовой инфраструктуры, повышая общую надежность и отказоустойчивость портовых служб.

4.2.2 Эти направления представляют собой различные варианты использования технологий ИИ в секторе водного транспорта, способствующие повышению эффективности, безопасности, устойчивости и процессам принятия решений в транспортных операциях на водном транспорте.

      5 Варианты использования технологий искусственного интеллекта на водном транспорте

      5.1 Автономная навигация

5.1.1 Автономная навигация - это вариант использования, в котором технологии ИИ применяют для обеспечения автономного плавания речных и морских судов, без непосредственного вмешательства человека. Благодаря интеграции датчиков, компьютерного зрения и алгоритмов МО автономные навигационные системы позволяют судам принимать обоснованные решения, обнаруживать и интерпретировать навигационные знаки, избегать препятствий и обеспечивать безопасный и эффективный проход по водным путям.

5.1.2 Задачи, которые могут быть решены при помощи методов, моделей и технологий ИИ в рамках варианта использования:

- локализация и позиционирование судна;

- управление (и координация) движением судна;

- контроль и оптимизация скорости судна;

- управление эффективностью использования топлива;

- планирование маршрутов;

- оптимизация маршрутов;

- обнаружение препятствий;

- избегание столкновений;

- восприятие окружающей среды;

- прогнозирование погоды;

- принятие решений и управление судном;

- аварийное реагирование и управление в ЧС и кризисных ситуациях;

- анализ данных в режиме реального времени и формирование отчетности;

- обнаружение аномалий и диагностика неисправностей;

- мониторинг состояния и ТО судна, его основных изделий и агрегатов;

- удаленные операции и мониторинг деятельности судна.

5.1.3 Возможные источники и типы данных:

- данные с датчиков;

- спутниковые снимки и данные дистанционного зондирования;

- данные по управлению движением на водных путях и в портах;

- данные связи и телеметрии судов;

- данные автоматической идентификационной системы с других судов;

- эксплуатационные данные судна;

- океанографические и гидрографические данные;

- данные о портовой инфраструктуре и сооружениях;

- данные о работе экипажа и персонала;

- навигационные карты и картографические системы;

- данные о погоде и окружающей среде;

- данные о трафике и автоматической идентификационной системе;

- исторические и прогностические данные;

- судовые журналы и исторические данные о рейсах;

- нормативные правовые акты и данные о соответствии;

- БД по морским правилам и нормам;

- данные ТО и мониторинга состояния судна.

5.1.4 Метрики производительности:

- эффективность избегания столкновений;

- эффективность планирования траектории;

- точность планирования маршрута;

- точность восприятия окружающей среды;

- скорость принятия решений;

- своевременность обнаружения и предупреждения столкновений;

- успешность автономной работы;

- точность прогнозирования ТО;

- энергоэффективность автономной навигации;

- соответствие морским правилам и нормам;

- время безотказной работы судна и его доступность.

5.1.5 Преимущества:

- повышение безопасности;

- повышение эффективности;

- увеличение пропускной способности;

- снижение рабочей нагрузки на человека;

- повышение экологической устойчивости;

- повышение эффективности реагирования на ЧС и кризисные ситуации;

- оптимальное использование ресурсов;

- более четкое соблюдение графиков и сроков;

- снижение эксплуатационных расходов;

- расширение возможностей для принятия обоснованных решений;

- минимизация риска человеческих ошибок;

- анализ данных в режиме реального времени;

- оптимизация логистики.

      5.2 Предотвращение столкновений

5.2.1 Технологии ИИ играют важную роль в системах предотвращения столкновений, используемых на автономных и полуавтономных судах. Эти системы используют алгоритмы ИИ и различные датчики для обнаружения и анализа окружающей среды, оценки потенциальных рисков столкновения и принятия обоснованных решений для избегания опасных ситуаций. Алгоритмы ИИ, такие как МО и компьютерное зрение, обрабатывают данные с радаров, лидаров, камер и других датчиков, чтобы идентифицировать и отслеживать другие суда, препятствия и навигационные опасности. Постоянно анализируя окружающую среду судна и прогнозируя будущие траектории, система предотвращения столкновений может определить оптимальный курс действий, например скорректировать скорость, изменить направление или начать аварийные маневры, чтобы предотвратить столкновение. Использование алгоритмов ИИ в системах предотвращения столкновений улучшает ситуационную осведомленность судна, возможности реагирования и общую безопасность, способствуя надежной и эффективной эксплуатации автономных и полуавтономных судов в сложных речных и морских условиях.

5.2.2 Задачи, которые могут быть решены при помощи методов, моделей и технологий ИИ в рамках варианта использования:

- моделирование окружающей среды в режиме реального времени;

- обнаружение и отслеживание объектов;

- коррекция курса и планирование траектории;

- планирование и выполнение маневров;

- координация работы нескольких судов;

- адаптация поведения на основе правил;

- оценка системы предотвращения столкновений;

- связь с портовыми властями и центрами управления;

- генерирование сигналов тревоги и запуск системы предупреждения;

- оценка и прогнозирование риска;

- снижение рисков столкновения;

- принятие решений и управление судном;

- анализ и отчетность по инцидентам, связанным со столкновениями;

- связь и взаимодействие между судами;

- интеграция с навигационными системами;

- непрерывное обучение и адаптация.

5.2.3 Возможные источники и типы данных:

- данные датчиков;

- радиолокационные данные;

- данные лидара;

- данные автоматической идентификационной системы с других судов;

- данные электронной системы отображения карт и информации;

- данные сонара для обнаружения подводных объектов;

- данные прогноза погоды;

- спутниковые снимки для мониторинга окружающей среды;

- данные о работе судна;

- журналы экипажа и оперативные журналы для анализа исторических происшествий;

- данные системы управления движением судов;

- информация о судне;

- навигационные данные;

- данные о водном движении;

- данные об окружающей среде;

- правила и нормы;

- исторические данные.

5.2.4 Метрики производительности:

- точность предотвращения столкновений;

- время до столкновения;

- ближайшая точка сближения;

- частота ложных срабатываний;

- время реакции на предупреждения о столкновении;

- коэффициент снижения риска столкновения;

- частота обновления системы;

- точность датчиков;

- доступность и надежность системы;

- точность и запоминание обнаружения объектов;

- задержка связи;

- точность выполнения маневра;

- время принятия решения;

- соответствие международным правилам.

5.2.5 Преимущества:

- повышенная безопасность;

- точная оценка риска;

- улучшенная ситуационная осведомленность;

- оптимальное планирование маршрута;

- сокращение количества человеческих ошибок;

- операционная эффективность;

- минимизация числа столкновений;

- увеличение пропускной способности водных путей;

- возможность адаптации к изменяющимся условиям в режиме реального времени;

- расширенные возможности аварийного реагирования;

- оптимизация связи между судами;

- снижение эксплуатационных расходов;

- повышение экологической устойчивости;

- более эффективное использование ресурсов судна;

- облегчение интеграции с другими автономными системами;

- повышение точности навигации;

- соблюдение нормативных требований.

      5.3 Предиктивное техническое обслуживание

5.3.1 Предиктивное ТО - это вариант использования технологий ИИ в области водного транспорта, который применяет методы и технологии ИИ, а также аналитику данных для оптимизации деятельности по ТО путем прогнозирования и предотвращения потенциальных отказов или поломок судов и их основных изделий, агрегатов и компонентов. Он включает в себя мониторинг производительности и состояния критически важных систем и оборудования на борту, сбор соответствующих данных, таких как показания датчиков, исторические записи ТО и условия окружающей среды. Используя передовые алгоритмы ИИ и методы МО, системы предиктивного ТО анализируют эти данные для выявления закономерностей, аномалий и потенциальных признаков деградации или приближающихся отказов. Заранее прогнозируя необходимость ТО, операторы судов могут более эффективно планировать работы по ТО, минимизировать время простоя, снизить затраты на ТО и избежать неожиданных поломок или аварий. Предиктивное ТО позволяет применять проактивный подход к ТО, обеспечивая своевременное вмешательство, оптимизацию запасов запасных частей, а также повышение безопасности и надежности работы водного транспорта.

5.3.2 Задачи, которые могут быть решены при помощи методов, моделей и технологий ИИ в рамках варианта использования:

- мониторинг состояния судна, его основных изделий и агрегатов;

- обнаружение аномалий в работе оборудования;

- выявление потенциального износа компонентов судна;

- прогнозирование и управление состоянием для критических систем;

- оценка потребности в ТО на основе моделей использования;

- интеграция данных датчиков и алгоритмов прогнозирования;

- прогнозирование графиков ТО для различных систем и агрегатов судна;

- выдача рекомендаций по ТО на основе мониторинга состояния;

- интеграция с историческими записями и БД по ТО;

- оптимизация управления запасами запасных частей, материалов и инструментов;

- прогнозируемое обнаружение отказов;

- прогнозирование возможных отказов вспомогательных систем;

- диагностика неисправностей;

- оценка оставшегося срока службы;

- планирование и оптимизация ТО;

- принятие решений на основе данных;

- интеграция с системами ТО.

5.3.3 Возможные источники и типы данных:

- сенсорные данные;

- данные о вибрации и шуме от бортовых датчиков;

- данные анализа масел и иных технологических жидкостей;

- данные о температуре и давлении в различных системах;

- эксплуатационные данные в реальном времени функционирования от двигателей и силовых установок;

- исторические записи о работе компонентов и истории ТО;

- данные от бортовых систем мониторинга критически важного оборудования;

- данные неразрушающего контроля и инспекций;

- спецификации производителей и техническая документация на оборудование;

- данные систем мониторинга состояния вращающегося оборудования;

- журналы ТО и отчеты членов экипажа;

- данные об окружающей среде;

- информация о технических характеристиках компонентов;

- данные об отказах;

- модели прогнозирования;

- данные из смежных ИС;

- дополнительные эксплуатационные данные.

5.3.4 Метрики производительности:

- среднее время между отказами;

- среднее время ремонта;

- среднее время между ТО;

- среднее время на ремонт;

- среднее время обнаружения отказа;

- коэффициент снижения затрат на ТО;

- среднее время между критическими отказами;

- среднее время диагностирования неисправностей;

- среднее время планирования ТО;

- среднее время оптимизации графиков ТО;

- среднее время оценки остаточного ресурса;

- индекс надежности оборудования;

- уровень экономии затрат;

- среднее время до отказа;

- доступность оборудования.

5.3.5 Преимущества:

- экономия затрат;

- повышение уровня безопасности;

- повышение надежности и производительности;

- увеличение срока службы оборудования;

- повышение эффективности эксплуатации;

- принятие решений на основе данных;

- сокращение времени простоя и внепланового ТО;

- минимизация затрат на ТО;

- повышение производительности и долговечности оборудования;

- повышение эффективности использования оборудования;

- проактивное обнаружение и предотвращение неисправностей;

- оптимальное распределение ресурсов;

- улучшение управления судами и их основными изделиями;

- повышение удовлетворенности клиентов и качества обслуживания;

- повышение соответствия нормативным требованиям;

- эффективное использование ресурсов ТО;

- улучшенное планирование и распределение ресурсов.

      5.4 Оптимизация движения и маршрутов

5.4.1 Оптимизация движения и маршрутов - это вариант использования технологий ИИ в области водного транспорта для повышения эффективности и безопасности движения судов и планирования маршрутов. Целью этого варианта использования является оптимизация маршрутов и расписания движения судов для минимизации времени прохождения, расхода топлива и эксплуатационных расходов, избегая при этом заторов, задержек и столкновений. Это предполагает сбор и анализ данных о погодных условиях, уровне воды, движении судов и работе порта в режиме реального времени, а также использование предиктивной аналитики, алгоритмов МО и моделей оптимизации для создания оптимальных маршрутных планов и расписаний. Использование технологий ИИ для оптимизации движения и маршрутов водного транспорта поможет снизить выбросы и затраты на топливо, повысить безопасность и операционную эффективность в секторе водного транспорта.

5.4.2 Задачи, которые могут быть решены при помощи методов, моделей и технологий ИИ в рамках варианта использования:

- планирование маршрута;

- прогнозирование и анализ погоды;

- управление движением и заторами;

- оптимизация расхода топлива;

- оценка и снижение рисков;

- помощь по навигации в режиме реального времени;

- планирование и координация движения судов;

- оптимизация работы портов и терминалов;

- автоматизированное предотвращение столкновений;

- оптимизация маршрутов с учетом экологических требований;

- балансировка грузовой нагрузки;

- прогнозирование и перенаправление трафика в режиме реального времени;

- планирование действий в ЧС;

- автоматическое назначение причалов;