gumrfВестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. МакароваVestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova2309-51802500-0551ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»10.21821/2309-5180-2025-17-2-163-174AYBTLMgumrf-552Research ArticleЭКСПЛУАТАЦИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА, ВОДНЫЕ ПУТИ СООБЩЕНИЯ И ГИДРОГРАФИЯOPERATION OF WATER TRANSPORT, WATERWAYS AND HYDROGRAPHYПроблемы использования сообщений автоматической идентификационной системы в задаче прогнозирования траекторий движения судовProblems of using automatic identification system messages in the task of forecasting vessel movement trajectoriesСмоленцевС. В.SmolentsevS. V.

Смоленцев Сергей Викторович — доктор технических наук, профессор

198035, Санкт- Петербург, ул. Двинская, 5/7

Smolentsev, Sergey V. — Dr. of Technical Sciences, professor

5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg 198035

sswasily@mail.ruИсаковД. В.IsakovD. V.

Исаков Дмитрий Владимирович — доцент

198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7

Isakov Dmitry V. — assistant professor

5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg 198035

kaf_avt@gumrf.ruСолодовниченкоМ. Б.SolodovnichenkoM. V.

Солодовниченко Михаил Борисович — кандидат технических наук, профессор

198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7

Solodovnichenko Mikhail V. — professor

5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg 198035

solodovnichenkomb@gumrf.ruФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»РоссияAdmiral Makarov State University of Maritime and Inland ShippingRussian Federation202504052025172163174Copyright © Смоленцев С.В., Исаков Д.В., Солодовниченко М.Б., 20252025Смоленцев С.В., Исаков Д.В., Солодовниченко М.Б.Smolentsev S.V., Isakov D.V., Solodovnichenko M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/552

В статье рассмотрена задача прогнозирования траекторий движения судов, решения которой используются в системах безопасного расхождения судов для прогноза и оценки навигационной ситуации. Отмечается, что для корректной оценки навигационной ситуации система безопасного расхождения должна строить корректные прогнозы траекторий движения судов-целей. Определено, что в задаче прогнозирования траекторий движения судов-целей могут быть использованы адресуемые и широковещательные сообщения автоматической идентификационной системы (АИС) с ID = 1, 2, 3 и ID = 5 (динамическая и статическая ин формация), а также сообщения с ID = 6,8 (маршрутная информация). Приведен формат сообщений с маршрутной информацией согласно циркуляру ИМО SN.1/Circ.289. Отмечено, что использование маршрутной информации в задаче прогноза траектории движения судна-цели позволяет более точно строить такие прогнозы и, соответственно, лучше оценивать навигационную ситуацию. Определены некоторые проблемы использования маршрутной информации и показаны примеры некорректной работы системы прогноза траектории движения цели. Показано, что маршрутная информация, передаваемая в существующих сообщениях АИС, является недостаточной для построения корректного прогноза траектории движения цели. Источником указанных проблем является тот факт, что существующие сообщения с маршрутной информацией изначально не предназначались для использования в задаче прогноза траекторий судов-целей. В результате рассмотренных проблем с использованием маршрутной информации показана ограниченная применимость существующих сообщений АИС и обоснована необходимость разработки системы передачи маршрутной информации по каналам АИС, ориентированной на решение с ее помощью задачи прогноза траекторий судов-целей. Сформулированы предложения по содержанию сообщений АИС в такой системе.

The article addresses the problem of forecasting vessel movement trajectories, which is integral to safe divergence systems for predicting and assessing navigation situations. For accurate navigation situation assessment, safe divergence systems must generate precise forecasts of target vessel trajectories. It is established that addressed and broadcast messages of the Automatic Identification System (AIS) with IDs 1, 2, 3, and 5 (dynamic and static information), as well as messages with IDs 6 and 8 (route information), can be utilized for this purpose. The format of route information messages, as per IMO Circular SN.1/Circ.289, is presented. The use of route information in forecasting target vessel trajectories enhances prediction accuracy and improves navigation situation assessment. However, certain challenges in using route information are identified, along with examples of incorrect operation in trajectory prediction systems. It is demonstrated that the route information currently transmitted in AIS messages is insufficient for accurate trajectory prediction. This limitation arises because the existing route information transmission system was not originally designed for trajectory prediction tasks. Consequently, the limited applicability of current AIS messages is highlighted, and the necessity of developing a dedicated route information transmission system via AIS channels to address trajectory prediction tasks is substantiated. Proposals for the content of AIS messages in such a system are formulated.

прогноз траектории суднамаршрут суднаАвтоматическая идентификационная системаоценка навигационной ситуацииvessel trajectory predictionvessel routeAutomatic Identification Systemnavigation situation assessmentReferencesJohansen T. A. Ship Collision Avoidance and COLREGS Compliance Using Simulation-Based Control Behavior Selection With Predictive Hazard Assessment / T. A. Johansen, T. Perez, A. Cristofaro // IEEE Trans actions on Intelligent Transportation Systems. — 2016. — Vol. 17. — Is. 12. — Pp. 3407–3422. DOI: 10.1109/TITS.2016.2551780.Johansen, T. A., T. Perez and A. Cristofaro. “Ship Collision Avoidance and COLREGS Compliance Using Simulation- Based Control Behavior Selection With Predictive Hazard Assessment.” IEEE Transactions on Intel ligent Transportation Systems 17.12 (2016): 3407–3422. DOI: 10.1109/TITS.2016.2551780.Woerner K. L. Collision avoidance road test for COLREGS-constrained autonomous vehicles / K. L. Woerner, M. R. Benjamin, M. Novitzky, J. J. Leonard // OCEANS 2016 MTS/IEEE Monterey 2016. — С. 1–6. DOI: 10.1109/OCEANS.2016.7761413.Woerner, K. L., M. R. Benjamin, M. Novitzky and J. J. Leonard. “Collision avoidance road test for COLREGS-constrained autonomous vehicles.” OCEANS 2016 MTS/IEEE Monterey2016: 1–6. DOI: 10.1109/ OCEANS.2016.7761413. 3. Smolentsev, S. V. “Formalization of the ships’ collision avoidance at sea on the basis of mas theory.” Ekspluatatsiya morskogo transporta 2(64) (2011): 19–24.Смоленцев С. В. Формализация задачи расхождения судов в море на основе теории мультиагентной системы / С. В. Смоленцев // Эксплуатация морского транспорта. — 2011. — № 2(64). — С. 19–24. — EDN NYBZLP.Karetnikov, V. V., S. V. Kozik and A. A. Butsanets. “Risks assessment of applying unmanned means of water transport in the water area.” Vestnik gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota im. admirala S. O. Makarova 11.6 (2019): 987–1002. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-6-987-1002.Каретников В. В. К вопросу оценки рисков использования безэкипажных средств водного транспорта на участке акватории / В. В. Каретников, С. В. Козик, А. А. Буцанец // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2019. — Т. 11. — № 6. — С. 987–1002. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-6-987-1002. — EDN ACCRDQ.Smolentsev, S. V. and D. V. Isakov. “Simulation of ship movement based on a simplified kinematic model.” Vestnik gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota im. admirala S. O. Makarova 10.6 (2018): 1111 1121. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-6-1111-1121. 6. Smolentsev, S. V. and D. V. Isakov. “A simple analytical model of ship movement.” Vestnik gosudarstven nogo universiteta morskogo i rechnogo flota im. admirala S. O. Makarova 11.1 (2019): 7–21. DOI: 10.21821/23095180-2019-11-1-7-21.Смоленцев С. В. Моделирование движения судна на основе упрощенной кинематической модели / С. В. Смоленцев, Д. В. Исаков // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2018. — Т. 10. — № 6. — С. 1111–1121. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-6-11111121. — EDN YYEITB.Grinyak, V. M. “Vessel route planning based on traffic historical data clustering.” tHe Territory Of New Opportunities. The Herald Of Vladivostok State University Of Economics And Service 13.2 (2021): 61–78. DOI: 10.24866/VVSU/2073-3984/2021-2/061-078.Смоленцев С. В. Простая аналитическая модель движения судна / С. В. Смоленцев, Д. В. Исаков // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2019. — Т. 11. — № 1. — С. 7–21. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-1-7-21. — EDN NSMBPQ.Grinyak, V. M., A. S. Devyatisil’nyy and V. I. Lyul’ko. “Use of automatic identification system data for estimation of marine traffic safety.” Vestnik gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota im. admirala S. O. Makarova 9.4 (2017): 681–690. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-4-681-690.Гриняк В. М. Планирование маршрутов судов на основе кластеризации ретроспективных данных трафика акватории / В. М. Гриняк // Территория новых возможностей. Вестник Владивостокского государственного университета экономики и сервиса. — 2021. — Т. 13. — № 2. — С. 61–78. DOI: 10.24866/VVSU/2073-3984/2021-2/061-078. — EDN UVXZYX.Naus, K. “Drafting Route Plan Templates for Ships on the Basis of AIS Historical Data.” Journal of Navi gation 73.3 (2020): 726–745. DOI: 10.1017/S0373463319000948. 10. Wang, L., L. Fu, et al. “Use of AIS data for performance evaluation of ship traffic with speed control.” Ocean Engineering 204 (2020): 107259. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2020.107259.Гриняк В. М. Оценка опасности трафика морской акватории по данным Автоматической идентификационной системы / В. М. Гриняк, А. С. Девятисильный, В. И. Люлько // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2017. — Т. 9. — № 4. — С. 681–690. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-4-681-690. — EDN ZEUQDL.Smolentsev, S. V., D. V. Isakov and M. B. Solodovnichenko. “The problem of forecasting vessels trajec tories in the water area.” Vestnik gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota im. admirala S. O. Ma karova 14.1 (2022): 7–16. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-1-7-16.Naus K. Drafting Route Plan Templates for Ships on the Basis of AIS Historical Data / K. Naus // Journal of Navigation. — 2020. — Vol. 73. — Is. 3. — Pp. 726–745. DOI: 10.1017/S0373463319000948.Naus K. Drafting Route Plan Templates for Ships on the Basis of AIS Historical Data / K. Naus // Journal of Navigation. — 2020. — Vol. 73. — Is. 3. — Pp. 726–745. DOI: 10.1017/S0373463319000948.Wang L. Use of AIS data for performance evaluation of ship traffic with speed control L. Wang, Y. Li, Z. Wan, Z. Yang, T. Wang, K. Guan, L. Fu // Ocean Engineering. — 2020. — Vol. 204. — Pp. 107259. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2020.107259.Wang L. Use of AIS data for performance evaluation of ship traffic with speed control L. Wang, Y. Li, Z. Wan, Z. Yang, T. Wang, K. Guan, L. Fu // Ocean Engineering. — 2020. — Vol. 204. — Pp. 107259. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2020.107259.Смоленцев С. В. Проблема прогнозирования траекторий движения судов в акватории / С. В. Смоленцев, Д. В. Исаков, М. Б. Солодовниченко // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. — № 1. — С. 7–16. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-17-16. — EDN HUUGUA.Смоленцев С. В. Проблема прогнозирования траекторий движения судов в акватории / С. В. Смоленцев, Д. В. Исаков, М. Б. Солодовниченко // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. — № 1. — С. 7–16. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-17-16. — EDN HUUGUA.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.