水の上と下の海洋自治

エレイン・マスリン • 11 2月 2020

L3 Harris UKのC-Worker 7は、英国の南海岸沖のROVで作業しています。 L3 Harris UKからの写真。

Marine Techは、CALMブイの検査作業のためにIMODCOにRSV-ROVシステムを提供しました。 IMODCOからの写真。

海洋の自律システムとそのようなシステムの組み合わせは、ますますオフショア空間でテストされています。 Elaine Maslinは、ハイブリッドリモートシステムと自律システムが現在どのようにテストされているかに注目します。

常駐の海中車両などのコンセプトは、検査、修理、保守のために魅力的なオプションですが、試されているのはこれだけではありません。無人水上艦船（USV）からの遠隔操作車両（ROV）の配備もテストされ、使用されています。これは、オペレーターを危険から解放し、運用を集中化し、コストと環境フットプリントを削減する別の方法です。しかし、これらのシステムが北海のような厳しい条件に直面するまで進む方法があります。

アーリーアダプター
フランスの会社であるMarine Techは、USVとROVの機能を組み合わせており、2017年から商業的な成功を収めています。2014年に設立された会社の背後にある会社は、2012年以来、リモートサーフェスベッセル（RSV）と呼ばれるものを石油とガス産業に提供しています。中東での海洋調査業務。

Marine Techは、2016年にアブダビのNational Petroleum Construction Company（NPCC）Survey＆Divingチームとのプロジェクトを通じて、RSVにROV機能を追加する可能性の調査を開始しました。 NPCCは、ROVを打ち上げて回収できる、危険または制限されたエリアを含む調査および監視ミッションのソリューションを望んでいました。

L3 Harris UKのC-Worker 7は、英国の南海岸沖のROVで作業しています。 L3 Harris UKからの写真。

Marine Techの共同設立者であり、商業マネージャーでもあるMagali Mouriesは次のように述べています。「彼らは、コストを節約し、人員やダイバーのセキュリティを向上させ、これらのミッションを遂行するために配備しなければならない技術的手段を削減したかったのです。 RSVは、これらの従来のミッションを実行するために必要なダイバーや船、およびすべてのチームを置き換えます。」

その結果は、目視検査のために、マルチビームエコーソーダとオンボードのテレダインSeabotix vLBV300 ROVを備えた、長さ4.2m、幅2.1mのRSV Sea Observerを使用することでした。 24時間耐久性があり、10 ktsで走行できるバッテリー駆動のRSVには、ウインチ、テンションシステム、および水深100mまでのROV展開用の連結プラットフォームが装備されていました。コマンドと制御はUHF経由で行われ、すべてのMarine TechのRSVフリートに配備された同じシステムを使用し、Wi-Fiを使用してオンボードセンサーによって記録されたデータを回復します。 ROVとRSVの間の通信は開発の一部であり、RSVの位置保持とROVテザー管理による自動操縦も同様でした。

Mouries氏によると、2017年のデモンストレーションに続いて、現在最大180mの海で動作可能なRSVは、海上で使用される最初のRSV（またはASV / USV）になりました。アブダビから16km離れたザクムフィールドで使用され、パイプラインを検査し、深浅測量を行い、何か発見された場合は詳細な検査のためにROVを配備しました。海洋学者であるMouriesは、海洋環境と海洋汚染の12年の経験を持ち、訓練を受けて以来NPCCで働いています。

車両はROVからの電力消費を含めて24時間動作できますが、この長い間、実際には使用されないことがよくあります。Mouries氏は、この間ずっと調査/水路作業を継続的に実行する必要がないためだと言います。

「これが最初であり、弟RSV Sea Observer Compactが稼働している唯一のものであると思います」とMouries氏は付け加えます。実際、2018年に、NPCCとの作業に続いて、マリンテックは、長さ3.2mのRSV Sea Observer CompactをIMODCO（浮体式生産技術会社SBM Offshoreが所有するオフショアローディングターミナルテクノロジー企業）に搭載して提供しました。 IMODCOの場合、単一の係留ライン調査を含む、オフショアでの積み降ろしブイのメンテナンスの一部として使用されています。繰り返しますが、2年前に仕事を始めてからまだ使用されています。

「私たちはこの分野で10年近く働いています」とMouries氏は言います。「欧州、中東、アジア向けに10以上のプラットフォームを生産しているため、こうしたプラットフォームを開発できるのです。」これらのテクノロジーを採用する企業が増えるには、考え方を変える必要があると彼女は言います。「産業は仕事のプロセスを変える準備ができていなければならず、そのためには時間がかかります。しかし、市場は現在発展しています。心は変化しています。」

Marine Techは、CALMブイの検査作業のためにIMODCOにRSV-ROVシステムを提供しました。 IMODCOからの写真。厳しい環境での自律性の向上
実際、BPはこの技術を検討してきました。 2025年までに海底検査活動の100％を無人システムで行うという目標を掲げている同社は、英国のUSVメーカーL3Harris UKをARISEと呼ばれるプロジェクトで支援しています。これは、エクセター大学を学術パートナーとして関与させた英国の革新的な資金提供プロジェクトである、極端な海洋環境向けの自律ロボット介入システムの略です。

L3Harris UKのコマーシャルテクニカルセールスマネージャーであるジェームスカウレスは、自律的な海底検査を行うことで、「退屈で汚く、危険な」作業を人間から取り除くことができると言います。 24mの長さの船に人を乗せて「跳ね回る」代わりに、7mの長さの無人ボートを使用できます。また、石油とガスだけでなく、数千の構造物とそれらの間のケーブルを検査する必要がある洋上風力にも適用できると彼は言います。また、コストを削減し、再現性を向上させます、とカウレスは言います。

ARISEプロジェクトのフェーズ1は、Innovate UKが資金提供した実行可能性調査でした。これにより、サーブシーアイの検査クラスFalcon ROVが、2.5 x 1mのムーンプールを備えたC-Worker 7 ASVから展開されました。 ROVは、最大50mのテザーを引き出すウインチと、張力を維持するための電動シースホイールを備えたハンガーに保管されていました。すべての電子機器は電子筐体内にあり、メイン制御システムから分離されていました。 ROV制御は他のペイロードと同様に扱われ、無線リンクを介したリモートデスクトップ接続により、ROVの堅牢な制御が提供されます。 ROVは、Ultra-Short BaseLine（USBL）システムを使用して追跡されました。

このセットアップは、2019年初頭にプリマスのコーサンドベイで試行されました。コーサンドベイでは実際に検査するものもありませんでした。そのため、L3Harris UKはポルトガルの視覚化およびシミュレーション会社Aybssal Systemsを採用して合成環境を構築し、海底を「見る」ことができるようにしました。船のパイロットは何が起こっているのかを監視でき、英国サンベリーまたは米国ヒューストンのBPスタッフもログインして何が起こっているかを見ることができました。妖精に優しい海の状態3（わずか）で10回のダイビングが行われました。ダイブには、垂直検査のテスト、現場への到着とホバリング、ROVの（海岸からの）手での飛行、ASVの船首へのホールドとROVの飛行、ドッキングアルゴリズムのテストが含まれます。

「主要な課題の1つはウインチでした」とコウルズは言います。「初期の学習は、これらを同期しないと、すぐに間違ってしまうということでした。」また、常に10メガバイトの帯域幅がオフショアになるとは限りません、とCowles氏は語ります。記録します。しかし、これらは学習です、と彼は付け加えます。

「この段階で、私たちはそれが機能するのを見たいと思っていました。次の段階の乗り物と地下の乗り物との協調的な自律性です」と彼は言います。「それで、次のステップは、自動化と機械学習を増やして、エンクロージャー、ウェイポイントなどに戻るためのパスを生成することです。」

今年予定されているプロジェクトのフェーズ2の一環として、3つ以上の海の状態で作業する能力と、より大きなROVも必要です。（2020）には、データを配信する実際の検査範囲が含まれることが期待されています。 L3Harris UKは、北海の70〜75％をカバーする150mの水深で運用するために、ROVテザーの長さを275mに増やすことも検討しています。将来のシステムには、ROVテザーが引っ掛かり、アンカーになる可能性がある場合に備えて、ラインカットも組み込まれます。
「目標は、より堅牢な起動および回復システムです。北海や世界中の他の場所で必要な作業時間枠を確保するには、より高い海の状態で作業する必要があります。そして、私たちはより多くの自治を必要としています」とコウルズは言います。将来的には、軽作業クラスのROVまたはより大きなAUVを備えた18-24mの船を見ることができます。

可能性はそこにあると、USV-ROVの組み合わせで20日間の持久力を持つ能力を挙げて、コウルズは言います。「アバディーンまたはピーターヘッドを離れ、乗り継ぎ、10日間の仕事をし、それでもかなりの準備ができています」と彼は言います。「船舶が通過するのに時間が必要な場合でも、それは範囲を提供します。」残りの質問には、誰がROVを操縦するのか、USV操縦士と同じ人物かどうかが含まれます。海洋規制についても疑問が残っていますが、L3Harris UKは海上自治持続可能性規制ワーキンググループ（MASRWG）と協力しています。 Cowlesは、現在の衝突規制（Colregs）は現在のサイズのASVの目的におそらく適合しているようだと言います。しかし、船舶が大きくなるにつれて、変更が必要になると彼は言います。

他の人も可能性を見ています。アイルランドのラウス州に本拠を置くアイルランドの会社XOCEANは、無人の表面プラットフォームから水中ロボットを展開するソリューションにも取り組んでいます。同社のCEOであるジェームズ・アイブスは次のように述べています。「複数のクライアントが、より多くの資産をカバーするためにソリューションをより深い水域に拡張することに関心を示しています。これは必然的にセンサーを水柱のより低い位置に配置することを意味します。 XOCEANは、これを実現するためにこの次世代の技術に取り組んでいます。

「このシステムは、海中検査車両と大型のXO-900（9m）USVの統合に基づいています。検査車両には、海底資産の詳細な検査を可能にするカメラやレーザースキャナーを含む一連のセンサーが装備されます。システムは現在開発中であり、XOCEANは2021年にシステムを運用する予定です。」

他のものも同様の機能に取り組んでいます。昨年[2019]、主にUSVに機雷対策手段（地雷のような物体を検出して破壊する）を提供するECA GROUPは、H300VタイプROVを展開するUSV（無人水上車両）INSPECTORを使用して海中検査を実行する機能を実証しましたTotalおよびTechnipFMCが率いる研究開発プログラム内。 MTRはECAに連絡しましたが、応答がありませんでした。

Marine Techは、CALMブイの検査作業のためにIMODCOにRSV-ROVシステムを提供しました。 IMODCOからの写真。