ПРОБЛЕМА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТРАЕКТОРИЙ ДВИЖЕНИЯ СУДОВ В АКВАТОРИИ

В статье исследована проблема оценки навигационной ситуации в акватории. Важным аспектом этой проблемы является построение корректных прогнозов движения всех судов в акватории. Отмечается, что прогноз траектории движения судна может быть построен с использованием маршрута этого судна и его математической модели. Параметры математической модели конкретного судна и его маневренные характеристики могут быть получены из базы данных по параметрам: тип судна - размерения, но для построения корректной траектории движения судна необходимо знать его маршрут. Если судно не передает свой маршрут средствами системы АИС, то его определение представляет значительную сложность. В случае отсутствия информации о маршруте судна его предлагается строить с использованием косвенной информации. На основе информации об акватории из ЭКДИС строится навигационный граф, представляющий всевозможные пути, по которым судно может двигаться по данной акватории безопасно, не нарушая местные правила плавания. Затем на полученном графе для каждого конкретного судна может быть получено множество возможных путей из его текущего положения в акватории, каждому из которых назначается вес (вероятность) движения судна именно по этому маршруту. В дальнейшем эти веса пересчитываются и используются пути с максимальным значением. В соответствии с предложенным в работе алгоритмом для каждого пути может быть построен маршрут в виде последовательности точек. Этот маршрут и может быть использован для построения прогноза траектории движения судна в акватории. Предложенный в статье подход может быть реализован в системе обеспечения безопасности мореплавания как на безэкипажном судне, так и в системе СУДС.

прогноз движения судна, маршрут судна, навигационный граф, оценка навигационной ситуации

1. Международные правила предупреждения столкновений судов в море 1972 г. (МППСС-72). - 5-е изд. - М.: Моркнига, 2011. - 142 с.

2. Johansen 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 transactions on intelligent transportation systems. - 2016. - Vol. 17. - Is. 12. - Pp. 3407-3422. DOI: 10.1109/TITS.2016.2551780.

3. 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. - IEEE, 2016. - Pp. 1-6. DOI: 10.1109/OCEANS.2016.7761413.

4. Смоленцев С. В. Формализация задачи расхождения судов в море на основе теории мультиагентной системы / С. В. Смоленцев // Эксплуатация морского транспорта. - 2011. - № 2 (64). - C. 19-24.

5. 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 имени адмирала С. О. Макарова. - 2019. - Т. 11. - № 6. - С. 987-1002. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-6-987-1002.

6. Цымбал Н. Н. Формализация МППСС-72 в части координации взаимодействия судов при расхождении / Н. Н. Цымбал, Р. Ю. Бужбецкий // Судовождение. - 2006. - № 12. - С. 124-129.

7. 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: 10.21821/2309-5180-2018-10-6-1111-1121.

8. Смоленцев С. В. Простая аналитическая модель движения судна / С. В. Смоленцев, Д. В. Исаков // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2019. - Т. 11. - № 1. - С. 7-21. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-1-7-21.

9. 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.

10. 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 имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 4. - С. 681-690. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-4-681-690.

11. Naus K. Drafting route plan templates for ships on the basis of AIS historical data / K. Naus // The Journal of Navigation. - 2020. - Vol. 73. - Is. 3. - Pp. 726-745. DOI: 10.1017/S0373463319000948.

12. Wang L. Use of AIS data for performance evaluation of ship traffic with speed control / L. Wang, 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.