Waar het tot kortgeleden vooral ging over autonoom varen, is de maritieme wereld nu vooral in de ban van het elektrificeren en digitaliseren van vaartuigen. Dat bleek op de onlangs gehouden internationale maritieme beurs Europort 2021 in Rotterdam. Onbemand varen lijkt een utopie. Internationale maritieme regelgeving schrijft nog altijd bemanning in de stuurhut voor.
Autonoom varende schepen hoeven niet per se onbemand te zijn. Wel is het wenselijk bepaalde functies autonoom uit te voeren. De wacht houden op de brug is behoorlijk saai als je dagenlang geen enkel schip of land in zicht krijgt. De regelgeving schrijft voor dat de aandacht van de bemanning in de stuurhut uitgaat naar het schip en het omringende zeegebied.
Door de automatisering van de controlefuncties en met behulp van sensoren, iot, veel data en slimme algoritmen, is het mogelijk ander nuttig werk te doen zonder dat de veiligheid in het geding komt. Tests laten zien dat een schip zich toch onbemand tot ver op zee veilig laat navigeren, dankzij gecomputeriseerde voorzieningen.
Om de wereld
Nellie Bly, het pseudoniem van de Amerikaanse onderzoeksjournalist Elizabeth Jane Cochrane, ging in 1888 aan boord van een schip voor een reis om de wereld. Ruim veertigduizend kilometer in 72 dagen. Om die reden prijkt haar naam op de eerste onbemand bevaren sleper van de Nederlandse scheepsbouwer Damen Shipyards. Gedurende een zeetocht van dertien dagen langs de oostkust van Denemarken werd het schip op afstand bewaakt vanuit een controlecentrum in de Amerikaanse stad Boston.
Damen voerde deze proefvaart zonder roerganger uit in samenwerking met Sea Machines Robotics, een producent van systemen voor digitale bewaking en aansturing van belangrijke operationele processen op schepen. Een uitgebreide configuratie, samengesteld uit sensoren, radar, AIS (Automatisch Identificatie Systeem), dieptemeter en streaming audio- en videocamera’s, zorgde ervoor dat de sleper de duizend zeemijlen (1852 kilometer) zonder problemen aflegde. Tijdens de proefvaart verzamelde het vaartuig 3,8 terabyte aan data, behaalde het een gemiddelde snelheid van 7,9 knopen (bijna 15 km per uur) en werd 31 keer met succes een beroep gedaan op het objectdetectiesysteem. Voilà, het is bewezen. De beste stuurlui staan aan wal.
Stuurmanschap
Frank Relou, business development manager bij Sea Machines, plaatst er een kanttekening bij. ‘De operator in Boston bepaalde alleen handmatig de route. Die hadden we ook vooraf kunnen inprogrammeren. Onze systemen op de sleepboot maken zelfstandig hun afweging op basis van sensorwaarneming en de ai-software. Het varen zelf gebeurt volledig autonoom, net als handelingen die bij de navigatie horen, zoals vaart minderen of juist versnellen, het uitvoeren van koerscorrecties en het aanzetten van de navigatieverlichting.’
‘In feite is bij autonoom varen altijd sprake van een operator op de achtergrond’, vervolgt Relou, ‘omdat de maritieme regelgeving dat vereist. Maar de risico’s van vermoeidheid of te veel afleiding zijn bij manuele besturing groter. Daarnaast is er minder ruimte voor training aan jongere, onervaren mensen, terwijl het operatiegebied complexer wordt. Stuurmanschap vraagt om efficiënt handelen; menselijke fouten liggen op de loer. Onze software voorziet in accuratesse onder alle omstandigheden dankzij voorspellend vermogen.’
Bouwstenen
Damen koos voor de systemen van Sea Machines, omdat deze zich zowel op bestaande schepen (retrofit) als bij nieuwbouw laten plaatsen. Als integrator van uiteenlopende scheepsbouwkundige en andere technologieën, zoekt de scheepsbouwer naar flexibele oplossingen. Die willen ze als bouwstenen inzetten bij de ontwikkeling en bouw van standaard scheepstypes, die ze op hun beurt relatief snel als klant-specifieke vaartuigen kunnen opleveren.
Ruim zes jaar geleden startte het bedrijf vanuit Gorkum met de ontwikkeling van het Damen Digitaal Platform. Volgens onderzoeksmanager Toine Cleophas trof men voor het op afstand bedienen van vaartuigen veel oplossingen aan, die zich allemaal op één aspect richten, bijvoorbeeld brandstofgebruik of de planning van bemanningsleden. Alle leveranciers van scheepsuitrusting hanteren hun eigen werkmethoden. ‘Wij zochten naar een generiek systeem, dat zich flexibel laat inzetten in lijn met de uiteenlopende eisen van onze opdrachtgevers. Die willen één controlesystemen voor alle type data afkomstig van de diverse sensoren.’
Zelfvoorzienende intelligentie
Dankzij edge computing is een schip zelfvoorzienend in intelligentie. De edge-sensoren zijn uitgerust met processorcapaciteit en een geïntegreerde database. Een setje sensoren, gekoppeld aan de aandrijf en besturingslijn, de pompen en de compressoren, levert geanalyseerde en geaggregeerde data van scheepsbewegingen, motortrillingen, positie, temperatuur, luchtvochtigheid en de luchtdruk. Door op het schip zelf alle operationele data te vergaren en te analyseren, is het niet per se nodig data tussen schip en de cloud uit te wisselen.
Breedband-internet via satellieten heeft niet overal op de wereldzeeën een goed bereik. Het Britse Inmarsat kwam in 1979 als eerste met een netwerk, opgebouwd via dertien geostationaire satellieten en meer dan zestig grondstations. Verder opereert vanuit de ruimte ook Iridium, dat uit Motorola voortkwam. Hun 66 Low Earth Orbit (Leo)-satellieten bieden wereldwijde dekking met uitzondering van de poolgebieden. Leo’s bestrijken hun operatiegebied vanaf 350 tot 1400 km boven het aardoppervlak. Het Thuraya-satellietnetwerk biedt dekking in de wateren vanaf de Azoren naar het westen en tot circa 180 graden naar het oosten.
Wereldzeeën
In 2003 ontwikkelden Amerikaanse ip-specialisten vsat, ofwel very small aperture terminals. Met deze technologie zijn de satellietnetwerken toegerust op de levering van breedbandinternet op alle wereldzeeën. De capaciteit daarvan vormt de basis van clouddiensten, waarmee toepassingen als software-as-a-service vanaf de wal en op zee zijn te activeren. Providers als SATMarine, Groundcontrol en MarLink leveren diensten gebaseerd op vsat.
Satellietcommunicatie is duur in vergelijking met de tarieven voor spraak- en dataverkeer over openbaar internet op land. De grote cruiseschiprederijen berekenen die hoge kosten eenvoudigweg door aan de passagiers, die internet en streaming video in hun hut willen. De levering van gratis internet aan de bemanning van een vrachtschip tijdens een lange zeereis, is echter via satellietverbindingen veelal niet haalbaar.
Vijftigmijlzone
Tijdens Europort 2021 toonde Ivan Landen, ceo van Blue Wireless, dat met 5G- en 4G (lte)-netwerken belangrijke vaargebieden binnen de vijftigmijlzone met internet tot snelheden van 100 Mbps mogelijk zijn. In die zone bevinden zich veel meer schepen voor een veel langere tijd. Ze lossen of laden, óf ze wachten daarop, óf ze liggen in onderhoud. Daarnaast zijn er veel, die zich voor hun transporttaak permanent in de kunstwateren begeven.
Binnen de vijftigmijlzone is 5G/lte op veel plaatsen volop voorhanden, ook op de Noordzee via T-Mobile. Of het nu gaat om Wi-Fi voor bemanning of passagiers, connectie met bedrijfsapplicaties, toegang tot wan-netwerken, naadloos overschakelen naar satellietverbindingen of nieuwe iot-toepassingen: Blue Wireless levert in vijf regio’s over de wereld via tweehonderd lte/5G-netwerken 24×7 geïntegreerde netwerkdiensten voor momenteel tweeduizend maritieme installaties met een totale databeslag van 1200 terabytes.
Singapore
De netwerkoperator met het hoofdkantoor in Singapore telt onder de internationale klanten twee Nederlandse afnemers: het tankopslagbedrijf Vopak en de in Breda gevestigde rederij Vroon. De diensten worden panklaar opgeleverd, inclusief benodigde componenten als routers, antennes en simkaartjes. Van partner Cradlepoint worden wereldwijde clouddiensten betrokken, met onder meer apparatenbeheer en monitoring vanaf de wal.
Daarnaast kan een rederij de locatiebepaling van het vaartuigenpark via gps trackers bij Cradlepoint onderbrengen. Voor satellietcommunicatie doen de Singaporezen een beroep op de Noorse telecomoperator Telenor. Door op een slimme manier de verbindingen te optimaliseren aan de hand van roaming en lokale datatransmissiekosten, zoekt Blue Wireless de voordeligste breedbandverbinding.
