Результаты испытаний береговой системы для оптимизации движения морских судов

В статье представлены результаты испытаний опытного образца берегового программно-аппаратного комплекса, который позволяет строить оптимальные маршруты. Целью исследования является анализ построенных маршрутов в зависимости от влияния метеорологических условий в районе плавания. Маршруты строились с помощью созданного прототипа берегового программного комплекса, предназначенного для обработки гидрометеорологической информации с судов и метеоспутников и позволяющего создавать и корректировать оптимальный маршрут судна в процессе движения. Анализ проводился на основе фактических рейсов судов из порта Владивосток в порт Магадан, Петропавловск-Камчатский. Было выполнено сравнение кратчайших (географических) фактических маршрутов судов в рассматриваемых в исследовании рейсах и метеорологических (предложенных комплексом). В процессе анализа было определено влияние скорости и направления приповерхностного ветра, скорости и направления поверхностных морских течений и параметров морского волнения (высота волн, направление распространения и период) на движение судов. Береговым программно-аппаратным комплексом были построены метеомодели рас сматриваемых судов, показывающие изменение их скорости и курса в зависимости от окружающих гидрометеорологических условий и собственных параметров судна. Результат анализа показал, что береговой программно-аппаратный комплекс строит модели, подтверждающие известные зависимости влияния приповерхностного ветра и морских волн на скорость судна, при этом определяя конкретное значение изменения курса и скорости судна в зависимости от значений гидрометеорологических параметров. Показано, что построенная метеомодель судна рассчитывает изменение скорости движения при изменении курса. Также комплекс предлагает варианты маршрутов с путевым углом, компенсирующим дрейф судна. Предлагаемые математические модели позволяют оценить примерное время прохождения судна по альтернативным маршрутам. В статье показано, что комплекс предлагает варианты маршрутов, позволяющие сэкономить около 2–3 % от общего времени прохождения, что для изучаемых в статье маршрутов составляет 2–4 ч.

1. Дерябин В. В. Планирование перехода в электронных картографических навигационных информационных системах (ЭКНИС): учеб. пособие. — Электронное издание локального распространения / В. В. Дерябин. — СПб.: Наукоемкие технологии, 2022. — EDN AJQXFZ.

2. Сухина М. И. Гидрометеорологическое обеспечение судовождения: учеб.-метод. пособие / М. И. Сухина, Г. В. Белокур, А. В. Головко. — М.: ИНФРА-М, 2019. — 283 с. DOI: 10.12737/textbook_5c7cd08e298529.81917710. — EDN ZBNRIL.

3. 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.

4. Yuan J. A second-order dynamic and static ship path planning model based on reinforcement learning and heuristic search algorithms / J. Yuan, J. Wan, X. Zhang et al. // J Wireless Com Network, 128 (2022). DOI: 0.1186/s13638-022-02205-4.

5. Акмайкин Д. А. Обзор функциональных возможностей и перспективы современных автоматизированных систем планирования маршрута судна / Д. А. Акмайкин, Д. Б. Хоменко, С. Ф. Клюева // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2017. — Т. 9. — № 2. — С. 237‒251. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-2-237-251. — EDN YLFWHZ.

6. Акмайкин Д. А. Основные принципы и этапы планирования маршрутов судов / Д. А. Акмайкин, В. В. Бочарова, А. В. Гамс // Эксплуатация морского транспорта. — 2023. — № 1(106). — С. 50‒54. DOI: 10.34046/aumsuomt106/8. — EDN FQEEBR.

7. FESCO. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.fesco.ru/ru/ (дата обращения: 23.09.2024).

8. Нуриев Р. А. Процедура выбора оптимального пути океанского перехода при штормовом плавании / Р. А. Нуриев, А. А. Ершов // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О.Макарова.—2021.—Т.13.—№5.—С.625‒635. DOI: 10.21821/2309-5180-2021-13-5-625-635.—EDN HQEUME.

9. Гриняк В. М. Планирование маршрутов судов с учётом интенсивности движения на морской акватории / В. М. Гриняк, А. С. Девятисильный, В. А. Петров // Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. — 2023. — № 4. — С. 3‒10. DOI: 10.36535/0236-1914-2023-04-1. — EDN CCSKNN.

10. Arctic sea route path planning based on an uncertain ice prediction model / Minjoo Choi, Hyun Chung, Hajime Yamaguchi, Keisuke Nagakawa // Cold Regions Science and Technology. — 2015. V. 109. — PP. 61–69. DOI: 10.1016/j.coldregions.2014.10.001.

11. Акмайкин Д. А. Поиск оптимального пути судна на основе различных критериев / Д. А. Акмайкин, В. В. Бочарова, С. Ф. Клюева, А. В. Гамс // Эксплуатация морского транспорта. — 2023. — № 3(108). — С. 72‒78. DOI: 10.34046/aumsuomt108/11. — EDN KNLQGQ.

12. Rutledge G. K. NOMADS: A climate and weather model archive at the National Oceanic and Atmospheric Administration / G. K. Rutledge, J. Alpert, W. Ebisuzaki // Bulletin of the American Meteorological Society. — 2006. — Vol. 87. — Is. 3. — Pp. 327‒342. DOI: 10.1175/BAMS87-3-327.