RU2735163C1 - Method of preliminary ship routing generation - Google Patents

Method of preliminary ship routing generation Download PDF

Info

Publication number
RU2735163C1
RU2735163C1 RU2020119172A RU2020119172A RU2735163C1 RU 2735163 C1 RU2735163 C1 RU 2735163C1 RU 2020119172 A RU2020119172 A RU 2020119172A RU 2020119172 A RU2020119172 A RU 2020119172A RU 2735163 C1 RU2735163 C1 RU 2735163C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
navigation
route
preliminary
vessel
hazard
Prior art date
Application number
RU2020119172A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Кондратьев
Дмитрий Евгеньевич Студеникин
Александр Алексеевич Антонов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова"
Priority to RU2020119172A priority Critical patent/RU2735163C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2735163C1 publication Critical patent/RU2735163C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G9/00Traffic control systems for craft where the kind of craft is irrelevant or unspecified

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

FIELD: navigation.
SUBSTANCE: invention relates to navigation, namely, to methods and systems of pre-routing line generation using artificial intelligence systems, and can be used to improve navigation safety in E-navigation concept. Building of ship movement route occurs iteratively and in stages, at that due to logical transformations occurring in cells of matrices, navigation parameters are taken into account in the form of a function value of a specific cell belonging to a dangerous cluster. To implement the algorithm, a system consisting of a clustering unit, a pre-routing generation unit and a control unit is used.
EFFECT: higher safety of navigation, at the same time boatmaster receives map, on which dangerous areas are visually indicated.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области судовождения, а именно к способам и системам генерации линии предварительной прокладки с использованием систем искусственного интеллекта, и может быть использовано для повышения безопасности плавания в концепции Е-навигации.The invention relates to the field of navigation, namely to methods and systems for generating a pre-laying line using artificial intelligence systems, and can be used to improve the safety of navigation in the concept of E-navigation.

Процесс выполнения предварительной прокладки на сегодняшний день зачастую выполняется судоводителем вручную. Это приводит к ошибкам в процессе выполнения предварительной прокладки, которые, в свою очередь, могут привести к аварии судна.The pre-laying process today is often done manually by the skipper. This leads to errors in the pre-routing process, which, in turn, can lead to a ship accident.

Задача автоматического получения прокладки пути судна на электронной карте сводится к построению удобного и безопасного маршрута от одной точки до другой. Для ее решения предлагается применять математические алгоритмы искусственного интеллекта. Главное преимущество систем искусственного интеллекта заключается в возможности непрерывного стабильного функционирования и отсутствие влияния психологических факторов.The task of automatically obtaining the route of the vessel on an electronic map is reduced to building a convenient and safe route from one point to another. To solve it, it is proposed to use mathematical algorithms of artificial intelligence. The main advantage of artificial intelligence systems is the possibility of continuous stable functioning and the absence of the influence of psychological factors.

Известен способ по патенту РФ №2513198 «Способ обеспечения безаварийного движения надводного или подводного судна при наличии подводных или надводных потенциально опасных объектов», опубликованный 20.04.2014 г. Данный способ включает постоянный прием спутниковых навигационных данных от радиолокационной станции, автоматической идентификационной системы, определение местоположения судна, вычисление скорости судна, глубины под килем. Дополнительно включают операции, согласно которым получают трехмерное изображение подводной обстановки со всех сторон судна спереди, с боков и сзади, для чего используют гидролокаторы в передней, задней, левой и правой областях, в случае обнаружения потенциально опасных объектов распознают их либо самим судоводителем, либо распознающим устройством и выбирают оптимальный способ предотвращения столкновения судна с потенциально опасным объектом и рассчитывают траекторию уклонения от потенциально опасного объекта. Повышается вероятность безаварийного движения надводного и подводного судна в различных потенциальных опасных аварийных ситуациях.The known method according to the patent of the Russian Federation No. 2513198 "Method of ensuring the trouble-free movement of a surface or submarine ship in the presence of underwater or surface potentially dangerous objects", published on 20.04.2014 This method includes the constant reception of satellite navigation data from a radar station, automatic identification system, location vessel, calculation of vessel speed, depth under keel. Additionally, they include operations according to which a three-dimensional image of the underwater situation is obtained from all sides of the vessel from the front, from the sides and from the rear, for which they use sonars in the front, rear, left and right areas, in case of detection of potentially dangerous objects, they are recognized either by the navigator himself or by recognizing device and choose the best way to prevent a collision of the vessel with a potentially dangerous object and calculate the trajectory of avoidance of a potentially dangerous object. The likelihood of accident-free movement of a surface and submarine vessel in various potential hazardous emergencies increases.

Недостатком данного способа является то, что отсутствует блок автоматического принятия решений по маневрированию и/или изменению скорости.The disadvantage of this method is that there is no automatic decision-making unit for maneuvering and / or changing the speed.

Известен способ по патенту РФ №2207296 «Способ автоматической проводки судна», опубликованный 13.10.2000 г.The known method according to the patent of the Russian Federation No. 2207296 "Method for automatic pilotage of the ship", published on 13.10.2000,

Суть изобретения состоит в том, что способ автоматической проводки судна базируется на компенсации разницы между измерениями параметров движения судна от датчиков курса, угловой скорости, положения руля и позиционирующего прибора, с программными значениями данных параметров движения и формирование управляющего сигнала на рулевой привод в функции данных рассогласования и скорости судна, при этом выделяют участки, которые в зависимости от ширины участка судового хода аппроксимируют прямыми линиями, для которых программные значения угла курса постоянные, и криволинейные участки, соединяющие прямолинейные, которые аппроксимируют дугами круга радиуса разворота и переходными участками, при этом программные значения курса, угловой скорости, положения руля определяют в соответствии с упрощенной моделью движения судна в функции радиуса разворота, текущей скорости и времени.The essence of the invention lies in the fact that the method of automatic ship guidance is based on compensating for the difference between the measurements of the ship's motion parameters from the heading sensors, angular velocity, rudder position and the positioning device, with the programmed values of these motion parameters and generating a control signal to the steering gear as a function of the misalignment data and the speed of the vessel, at the same time, sections are distinguished, which, depending on the width of the section of the fairway, are approximated by straight lines, for which the programmed values of the heading angle are constant, and curved sections connecting straight lines, which are approximated by circular arcs of the turning radius and transition sections, while the program values heading, angular speed, rudder position are determined in accordance with a simplified model of the vessel's movement as a function of the turning radius, current speed and time.

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

Отсутствие возможности комплексно оценивать безопасность маршрута, равно как и безопасность в текущей навигационной обстановке, так как упомянутый способ не предусматривает измерение этих параметров.The inability to comprehensively assess the safety of the route, as well as the safety in the current navigation situation, since the mentioned method does not provide for the measurement of these parameters.

Нет четкого указания механизма фильтрации и комплексования данных от различных источников, что может породить целый ряд проблем, в частности, проблемы сочетания навигационных параметров разной природы.There is no clear indication of the mechanism for filtering and combining data from various sources, which can give rise to a number of problems, in particular, the problem of combining navigation parameters of different nature.

Известна полезная модель по патенту РФ №107124, опубл. 10.08.2011 г., «Информационно-управляющий комплекс для автоматизации судовождения и динамического позиционирования судна». Полезная модель представляет собой комплекс блоков управления, вычислительных блоков, блоков датчиков параметров и т.д. Это решение дает возможность определения координат, скорости и курса судна, его крена и дифферента, а также течения и приливного воздействия, но не решает задачу автоматического получения прокладки пути судна.Known useful model for RF patent No. 107124, publ. 08/10/2011, "Information and control complex for the automation of navigation and dynamic positioning of the vessel." The utility model is a complex of control units, computing units, parameter sensor units, etc. This solution makes it possible to determine the coordinates, speed and course of the vessel, its roll and trim, as well as the current and tidal effect, but does not solve the problem of automatically obtaining the route of the vessel.

В качестве прототипа для предлагаемого изобретения взят патент РФ №2678762, опубл. 31.01.2019 г., «Способ и система контроля местоположения судна с помощью нечеткой логики».As a prototype for the proposed invention taken RF patent No. 2678762, publ. 01/31/2019, "Method and system for monitoring the position of the vessel using fuzzy logic."

Контроль местоположения судна включает получение навигационных параметров, поступающих в блок входной информации, а затем в блок обработки информации, при этом используют нечеткую логику: в созданной матрице каждой ячейке присваивают координаты X и Y, после чего ее подвергают нечеткой кластеризации для выделения участков с повышенной опасностью. Местоположение судна определяют путем совокупного учета навигационной информации от различных источников с помощью нечетких чисел, равно как и степень опасности следования судна по линиям, полученным в блоке генерации линий предварительной прокладки в кластеризованной среде. В блоках нахождения координат X и Y определяют координаты ячеек, через которые проходят линии предварительной прокладки. Выходные данные вводят в блок для проверки линий предварительной прокладки в кластеризованной среде, получают оценку опасности в текущий момент и величину опасности в графическом виде при следовании по маршруту. Возможно комплексно оценивать безопасность маршрута, безопасность в текущей навигационной обстановке и комплексно оценивать данные от различных источников. Существенно повышается безопасность проводки суднаControlling the position of the vessel includes obtaining navigation parameters entering the input information block, and then into the information processing block, while using fuzzy logic: in the created matrix, each cell is assigned the X and Y coordinates, after which it is subjected to fuzzy clustering to highlight areas with increased danger ... The position of the vessel is determined by cumulative accounting of navigational information from various sources using fuzzy numbers, as well as the degree of danger of the vessel following the lines obtained in the block for generating preliminary laying lines in a clustered environment. In blocks of finding coordinates X and Y determine the coordinates of the cells through which the preliminary laying lines pass. The output data is entered into a block for checking pre-laying lines in a clustered environment, a hazard assessment at the current moment and a hazard value in a graphical form while following the route are obtained. It is possible to comprehensively assess the safety of the route, safety in the current navigation environment and comprehensively evaluate data from various sources. Significantly increases the safety of the ship's pilotage

Недостатками прототипа являются: концептуальная недостаточность использования прогнозного потенциала нечеткой кластеризации при прокладке маршрута. Поиск пути происходит без учета потенциала опасности в каждой ячейке, а подсчет суммарного уровня опасности маршрута происходит уже после получения прокладки.The disadvantages of the prototype are: conceptual insufficiency of using the predictive potential of fuzzy clustering when laying a route. The search for a path takes place without taking into account the hazard potential in each cell, and the calculation of the total hazard level of the route occurs after the receipt of the strip.

ТЕХНИЧЕСКОЙ ЗАДАЧЕЙ предлагаемого способа генерации линии предварительной прокладки является расширение использования прогнозного потенциала нечеткой кластеризации при автоматизации предварительной прокладки маршрута плавания на электронной карте.TECHNICAL TASK of the proposed method for generating a preliminary laying line is to expand the use of the predictive potential of fuzzy clustering when automating the preliminary laying of a sailing route on an electronic map.

Для решения поставленной задачи предложен способ генерации предварительной прокладки судна, включающий нечеткую кластеризацию навигационной карты с последующим анализом на основе построения матрицы, каждой ячейке которой присваивают координаты X и Y, после чего ее подвергают нечеткой кластеризации с возможностью выделения участков повышенной опасности и определения координат ячеек, через которые проходят линии предварительной прокладки, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем, что построение маршрута движения судна происходит итерационно и поэтапно, при этом вследствие логических преобразований, происходящих в ячейках матриц, навигационные параметры учитываются в виде значения функции принадлежности конкретной ячейки к кластеру опасных, а в качестве навигационных опасностей выделяют основные навигационные параметры: расстояние до опасности, направление и скорость движения управляемого судна, после чего на начальном этапе генерируют «грубые» линии предварительной прокладки с учетом полученной матрицы опасностей, а на следующем этапе происходит уточнение маршрута на основе скорректированных данных об опасности и координат точек предварительного маршрута, и осуществляют построение предварительного маршрута.To solve this problem, a method is proposed for generating a preliminary layout of a vessel, including fuzzy clustering of the navigation map with subsequent analysis based on the construction of a matrix, each cell of which is assigned coordinates X and Y, after which it is subjected to fuzzy clustering with the possibility of identifying areas of increased danger and determining the coordinates of cells. through which the preliminary laying lines pass, DIFFERENT in that the construction of the route of the vessel's movement occurs iteratively and in stages, while, due to logical transformations occurring in the cells of the matrices, the navigation parameters are taken into account as the value of the function of belonging of a particular cell to a cluster of hazardous, and as navigation hazards the main navigation parameters are distinguished: the distance to the danger, the direction and speed of the controlled vessel, after which, at the initial stage, "rough" lines of preliminary laying are generated, taking into account the obtained hazard matrix it, and at the next stage, the route is refined based on the corrected hazard data and the coordinates of the points of the preliminary route, and a preliminary route is constructed.

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ предлагаемого способа заключается в возможности получения кластеризации маршрута судна. Технический результат достигается тем, что при использовании нечеткой кластеризации итерационно учитывается опасность, так как матрица, каждая ячейка которой характеризуется координатами X и Y, подвергается ступенчатой нечеткой кластеризации для выделения участков с повышенной опасностью. При этом определяют генеральное направление движения судна, уточняют опасность с учетом нечетких генеральных направлений, а затем строят маршрут в уточненной среде, с возможностью получения улучшенного уровня данных о безопасности следования судна по маршруту.TECHNICAL RESULT of the proposed method consists in the possibility of obtaining the clustering of the route of the vessel. The technical result is achieved by the fact that when using fuzzy clustering, the hazard is iteratively taken into account, since the matrix, each cell of which is characterized by coordinates X and Y, is subjected to stepwise fuzzy clustering to highlight areas with increased danger. At the same time, the general direction of the vessel's movement is determined, the danger is specified, taking into account the fuzzy general directions, and then the route is built in a refined environment, with the possibility of obtaining an improved level of data on the safety of the vessel following the route.

СУЩНОСТЬ предлагаемого способа.ESSENCE of the proposed method.

В случае навигационных опасностей, алгоритм выделяет в качестве основных навигационных параметров расстояние до опасности, направление и скорость движения управляемого судна. Далее, алгоритм на начальном этапе генерирует «грубые» линии предварительной прокладки с учетом полученной матрицы опасностей. Эти сгенерированные линии предварительной прокладки получают оценку опасности, а судоводитель также получает оценку опасности текущего состояния судна. При высокой степени опасности на следующем этапе производится уточнение маршрута на основе скорректированных данных об опасности и координат точек предварительного маршрута, и осуществляют построение предварительного маршрута, в соответствии с которым судоводитель может принять решение о дальнейших действиях.In the case of navigational hazards, the algorithm identifies the distance to the hazard, the direction and speed of the controlled vessel as the main navigation parameters. Further, the algorithm at the initial stage generates "rough" lines of preliminary laying taking into account the obtained matrix of hazards. These generated pre-routing lines receive a hazard assessment and the boatmaster also receives a hazard assessment of the current state of the vessel. In case of a high degree of danger, at the next stage, the route is clarified based on the corrected hazard data and the coordinates of the points of the preliminary route, and a preliminary route is built, according to which the skipper can decide on further actions.

ОТЛИЧИЕ предлагаемого способа от прототипа заключается в том, что происходит построение предварительного маршрута по координатам точек будущего маршрута с адекватным уровнем опасности с тем, чтобы не провести судно слишком близко к опасностям, а также, чтобы не сделать маршрут слишком длинным. На следующем шаге происходит уточнение маршрута с учетом скорректированных данных об опасности и предварительного маршрута. Такая пост-обработка также является отличительной особенностью. На выходе получают графическую прокладку маршрута судна, состоящую из путевых точек и соединяющих их линий, и обработанную электронную навигационную карту с просчитанным уровнем опасности на каждом ее участке. В отличие от аналогов, благодаря нечеткой кластеризации, можно получить значения навигационной опасности для каждой области карты и для всего маршрута в целом. Полученный маршрут является оптимальным по критериям безопасности и длины.The difference between the proposed method and the prototype lies in the fact that a preliminary route is built according to the coordinates of the points of the future route with an adequate level of danger in order not to take the ship too close to hazards, and also not to make the route too long. In the next step, the route is clarified taking into account the corrected hazard data and the preliminary route. This post-processing is also a distinctive feature. At the exit, a graphical plotting of the vessel's route is obtained, consisting of waypoints and lines connecting them, and a processed electronic navigation map with a calculated hazard level at each of its sections. Unlike analogs, thanks to fuzzy clustering, it is possible to obtain the values of navigation hazard for each area of the map and for the entire route as a whole. The resulting route is optimal in terms of safety and length.

Изобретение поясняется следующими чертежами:The invention is illustrated by the following drawings:

Фиг. 1 Общая схема системы.FIG. 1 General scheme of the system.

Фиг. 2 Схематичное представление карты в виде матрицы с вычисленными суммарными коэффициентами опасности.FIG. 2 Schematic representation of the map as a matrix with the calculated total hazard ratios.

Фиг. 3 График функции выживаемости.FIG. 3 Graph of the survival function.

Приложение. Пример готовой прокладки на карте Цемесской бухты.Application. An example of a finished laying on the map of the Tsemesskaya Bay.

Предложенный способ реализуется системой, состоящей из блока кластеризации, блока генерации предварительной прокладки и блока контроля.The proposed method is implemented by a system consisting of a clustering unit, a preliminary strip generation unit and a control unit.

Общая схема представлена на фиг. 1. На ней показана взаимосвязь блоков системы, включая блок кластеризации, который останавливается при попадании в недопустимые значения параметров безопасности следования по маршруту.The general scheme is shown in FIG. 1. It shows the interconnection of the blocks of the system, including the clustering block, which stops when it hits inadmissible values of the safety parameters for following the route.

Блок кластеризации производит обработку информации с электронной карты, создавая поверх нее матрицу с ячейками, обозначенными координатами Х и У. Отличительной особенностью такого подхода является получаемые нечеткой кластеризацией значения навигационной опасности для каждой области карты. Блок генерации линий предварительной прокладки в кластеризованной среде создает маршрут движения судна, который является оптимальным по критериям безопасности и длины. Блок контроля осуществляет проверку генеральных линий предварительной прокладки на наличие опасностей.The clustering unit processes information from an electronic map, creating a matrix on top of it with cells indicated by the coordinates X and Y. A distinctive feature of this approach is the values of navigation hazard obtained by fuzzy clustering for each area of the map. The block for generating pre-laying lines in a clustered environment creates a route for the ship that is optimal in terms of safety and length. The control unit checks the pre-laid main lines for hazards.

В качестве входных данных система получает электронную карту, на которую накладывается двумерная матрица ячеек, где каждая ячейка характеризуется координатами X и Y. Значению «X» соответствуют координаты ячейки по горизонтали, а «Y» - по вертикали. Обработка карты происходит в блоке кластеризации. В процессе обработки в каждую ячейку матрицы записывается число в диапазоне [0,1], соответствующее уровню опасности для судна при нахождении в данной ячейке. Причем, значение «1» является навигационной опасностью, а значение «0» - участком, где возможен безопасный проход судна. Промежуточные значения соответствуют областям, граничащим с опасностью. Для подсчета коэффициента в каждой ячейке используется многокритериальный подход с использованием функции выживаемости. График функции распределения значений степени угрозы в каждой ячейке представлен на фиг. 3. После построения поля, система ждет команды от судоводителя, а именно: он должен начать построение маршрута, введя начальные и конечные координаты. As input data, the system receives an electronic map, on which a two-dimensional matrix of cells is superimposed, where each cell is characterized by X and Y coordinates. The value "X" corresponds to the coordinates of the cell horizontally, and "Y" - along the vertical. The map is processed in the clustering unit. In the process of processing, a number in the range [0,1] is written into each cell of the matrix, which corresponds to the level of danger for the vessel while in this cell. Moreover, the value "1" is a navigational hazard, and the value "0" is the area where the safe passage of the vessel is possible. Intermediate values correspond to hazardous areas. A multi-criteria approach is used to calculate the coefficient in each cell using the survival function. The graph of the distribution function of the threat level values in each cell is shown in Fig. 3. After building the field, the system waits for a command from the skipper, namely: he must start building the route by entering the starting and ending coordinates.

После этого система начинает поиск пути с помощью алгоритма поиска пути собственной разработки. Алгоритм проверяет достижимость конечной точки от изначальной, и если она установлена, то прокладывает кратчайший маршрут. Для этого перебираются клетки со значением не «1» в направлении из начальной в конечную точки и каждой назначается «вес» зависящий от длины пути до данной клетки от начальной, длины пути до данной клетки от конечной и от коэффициента опасности в данной клетке. Для получения маршрута выбираются клетки с наименьшим весом. Этот маршрут еще не окончателен и требует уточнения. Далее происходит уточнение кластеризации с учетом наброска маршрута.After that, the system starts searching for a path using a proprietary path finding algorithm. The algorithm checks the reachability of the end point from the initial one, and if it is set, it creates the shortest route. For this, cells with a value not "1" are moved in the direction from the initial to the end point and each is assigned a "weight" depending on the length of the path to the given cell from the initial one, the length of the path to the given cell from the final one and on the hazard coefficient in this cell. To obtain the route, the cells with the smallest weight are selected. This route is not yet final and needs to be clarified. Further, the clustering is refined taking into account the outline of the route.

Таким образом, обрабатываются случаи приближения либо отдаления от опасности. Очевидно, что суммарный потенциал опасности ячейки меньше, если судно движется в сторону от опасности, даже если находится в непосредственной близости от нее. В тоже время область можно считать более опасной, если судно будет приближаться к опасности. Ячейки поля обрабатываются в соответствии с указанными правилами.Thus, cases of approaching or moving away from danger are handled. Obviously, the total hazard potential of the cell is less if the ship moves away from the hazard, even if it is in the immediate vicinity of it. At the same time, the area can be considered more dangerous if the ship approaches danger. Field cells are processed according to the specified rules.

Полученное уточненное поле коэффициентов служит рабочим полем для алгоритма генерации прокладки. Блок генерации прокладки теперь прорабатывает финальный маршрут, основываясь на имеющихся данных. На данном этапе, кроме выбора более подходящих ячеек для прохода, происходит сглаживание маршрута и уменьшение количества путевых точек. Финальный маршрут, который может быть получен системой, представлен на рисунке Приложения.The resulting refined coefficient field serves as a working field for the pad generation algorithm. The block generation of the strip is now working out the final route based on the available data. At this stage, in addition to choosing more suitable cells for the passage, the route is smoothed and the number of waypoints is reduced. The final route that can be received by the system is shown in the Appendix figure.

Из значений кластеров среды возможно выделение значения опасности, следования по маршруту, как пиковых, так и средних и пр.From the values of the clusters of the environment, it is possible to select the hazard value, following the route, both peak and average, etc.

Преимущество данного способа генерации линии предварительной прокладки и кластеризации маршрута заключается в том, что он позволяет автоматически получить удобный и безопасный маршрут, а также оценить текущий уровень безопасности при следовании по маршруту. При этом судоводитель получает карту, на которой наглядно показаны опасные области. Более того, данный подход позволяет строить более выгодные и продуманные маршруты, что имеет экономический эффект, так как улучшает логистику судоходства.The advantage of this method of generating a pre-routing line and route clustering is that it allows you to automatically obtain a convenient and safe route, as well as assess the current level of safety while following the route. In this case, the skipper receives a map, which clearly shows the dangerous areas. Moreover, this approach allows building more profitable and well-thought-out routes, which has an economic effect, as it improves the logistics of shipping.

Claims (1)

Способ генерации предварительной прокладки судна, включающий нечеткую кластеризацию навигационной карты с последующим анализом на основе построения матрицы, каждой ячейке которой присваивают координаты X и Y, после чего ее подвергают нечеткой кластеризации с возможностью выделения участков повышенной опасности и определения координат ячеек, через которые проходят линии предварительной прокладки, отличающийся тем, что построение маршрута движения судна происходит итерационно и поэтапно, при этом вследствие логических преобразований, происходящих в ячейках матриц, навигационные параметры учитываются в виде значения функции принадлежности конкретной ячейки к кластеру опасных, а в качестве навигационных опасностей выделяют основные навигационные параметры: расстояние до опасности, направление и скорость движения управляемого судна, после чего на начальном этапе генерируют «грубые» линии предварительной прокладки с учетом полученной матрицы опасностей, а на следующем этапе уточняют маршрут на основе скорректированных данных об опасности и координат точек предварительного маршрута и осуществляют построение предварительного маршрута.A method for generating a preliminary plot of a vessel, including fuzzy clustering of a navigation map with subsequent analysis based on the construction of a matrix, each cell of which is assigned coordinates X and Y, after which it is subjected to fuzzy clustering with the possibility of identifying areas of increased danger and determining the coordinates of cells through which the lines of preliminary pads, characterized in that the construction of the route of the vessel's movement occurs iteratively and in stages, while, due to logical transformations occurring in the cells of the matrices, the navigation parameters are taken into account in the form of the value of the function of belonging of a particular cell to a cluster of dangerous ones, and the main navigation parameters are distinguished as navigation hazards: the distance to the hazard, the direction and speed of the controlled vessel, after which, at the initial stage, "rough" preliminary laying lines are generated, taking into account the obtained hazard matrix, and at the next stage, the route is specified on the basis of the corrected hazard data and the coordinates of the points of the preliminary route, the preliminary route is constructed.
RU2020119172A 2020-06-01 2020-06-01 Method of preliminary ship routing generation RU2735163C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020119172A RU2735163C1 (en) 2020-06-01 2020-06-01 Method of preliminary ship routing generation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020119172A RU2735163C1 (en) 2020-06-01 2020-06-01 Method of preliminary ship routing generation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2735163C1 true RU2735163C1 (en) 2020-10-28

Family

ID=73398145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020119172A RU2735163C1 (en) 2020-06-01 2020-06-01 Method of preliminary ship routing generation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2735163C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114707803A (en) * 2022-03-08 2022-07-05 洛阳师范学院 Internet of things data fusion method and application thereof in intelligent power
RU2780081C1 (en) * 2022-01-12 2022-09-19 Владимир Васильевич Чернявец Vessels safe passing prediction system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006134256A2 (en) * 2005-06-14 2006-12-21 Airbus France Method and system for assisting flight control of a low-flying aircraft
US20150278734A1 (en) * 2014-03-26 2015-10-01 John Grant Simultaneous Operations Coordination and Planning System
RU2643072C2 (en) * 2016-06-14 2018-01-30 Виктор Григорьевич Сенченко Method of high-accuracy determination of navigation elements of vessel movement
RU2678762C1 (en) * 2018-02-13 2019-01-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова" Method and system for control of vessel location by means of fuzzy logic
RU2681667C1 (en) * 2018-03-06 2019-03-12 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method of laying the route of movement of mobile objects on rough terrain

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006134256A2 (en) * 2005-06-14 2006-12-21 Airbus France Method and system for assisting flight control of a low-flying aircraft
US20150278734A1 (en) * 2014-03-26 2015-10-01 John Grant Simultaneous Operations Coordination and Planning System
RU2643072C2 (en) * 2016-06-14 2018-01-30 Виктор Григорьевич Сенченко Method of high-accuracy determination of navigation elements of vessel movement
RU2678762C1 (en) * 2018-02-13 2019-01-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова" Method and system for control of vessel location by means of fuzzy logic
RU2681667C1 (en) * 2018-03-06 2019-03-12 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации Method of laying the route of movement of mobile objects on rough terrain

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780081C1 (en) * 2022-01-12 2022-09-19 Владимир Васильевич Чернявец Vessels safe passing prediction system
CN114707803A (en) * 2022-03-08 2022-07-05 洛阳师范学院 Internet of things data fusion method and application thereof in intelligent power
CN114707803B (en) * 2022-03-08 2024-05-31 洛阳师范学院 Internet of things data fusion method and application thereof in intelligent power

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wilthil et al. Radar-based maritime collision avoidance using dynamic window
CN110341711B (en) Traveling track generation system and method based on wharf environment
CN107329477B (en) Unmanned ship navigation and automatic driving equipment and method thereof
CN102160006B (en) System and method for preventing a collis
US5208750A (en) Control system for unmanned automotive vehicle
CN109784201B (en) AUV dynamic obstacle avoidance method based on four-dimensional risk assessment
KR101948410B1 (en) Path Planning System of Unmanned Surface Vehicle for Autonomous Tracking of Underwater Acoustic Target
KR102099699B1 (en) Device and method avoiding collision of autonomous surface vehicle considering uncertainty of trajectory prediction
EP3978352A1 (en) Marine propulsion control system and method with collision avoidance override
US20220383754A1 (en) Proximity sensing system and method for a marine vessel
Sedova et al. Automated stationary obstacle avoidance when navigating a marine craft
RU2735163C1 (en) Method of preliminary ship routing generation
Park et al. Probabilistic quantification of ship collision risk considering trajectory uncertainties
KR20240080189A (en) Distance measurement method and distance measurement device using the same
Grinyak et al. Fuzzy collision avoidance system for ships
Woo et al. Obstacle avoidance and target search of an Autonomous Surface Vehicle for 2016 Maritime RobotX challenge
Perera et al. Detections of potential collision situations by relative motions of vessels under parameter uncertainties
KR20210123131A (en) Method for vessel collision avoidance
CN211427151U (en) Automatic guide system applied to unmanned freight vehicle in closed field
Hernández et al. AUV online mission replanning for gap filling and target inspection
RU2678762C1 (en) Method and system for control of vessel location by means of fuzzy logic
Kim et al. Field experiment of autonomous ship navigation in canal and surrounding nearshore environments
CN116486252A (en) Intelligent unmanned search and rescue system and search and rescue method based on improved PV-RCNN target detection algorithm
KR102495879B1 (en) Vessel control system using lidar
Kot et al. Fine-tuning method of the GA-based collision avoidance system for AUVs