Brevet FR3134559A1 — publié le 20231020

Dispositif qui comprend une interface d'un réseau de télécommunications, configurée pour la réception d’un temps d’arrivée estimé d’un navire à un port, calculé par des moyens de calcul disposés en dehors du navire. Figure pour l’abrégé : Fig 1 Système pour aider les navires à arriver juste à temps dans un port L’invention concerne le domaine de la navigation maritime en général et plus particulièrement le domaine de la navigation maritime juste à temps. Dans l’art antérieur à la présente demande, le temps ou date d’arrivée d’un bateau dans un port, en zone d’attente ou à quai, est une notion importante en matière de logistique. L’ensemble des acteurs d’une chaîne d’approvisionnement est ainsi intéressé dans l’art antérieur à la présente demande, à disposer d’un temps d’arrivée estimé d’un bateau (ou « ETA » pour « Estimated Time of Arrival » en anglais) qui se rapproche le plus tôt possible avant l’arrivée du bateau et de la façon la plus fiable possible, du temps ou date d’arrivée au port réellement constaté pour le bateau (ou « ATA » pour « Actual Time of Arrival »). Dans l’art antérieur, chaque navire a une balise unique d’aide à la navigation appelée AIS, autrement dit « Automatic Identification System ». Chaque balise émet régulièrement un message qui peut être capté par quiconque dispose d’une antenne de réception à terre, à bord d’un navire ou d’un satellite. Le message provenant de l’AIS du navire contient plusieurs informations dont un identifiant unique pour le navire, la position du navire, son cap, sa vitesse, le port de départ et d’arrivée, ainsi que son ETA. Cet ETA est aussi appelé dans la présente demande « ETAais », compris comme l’ETA propre au navire, émis par ce navire via sa balise AIS, en cas d’ambiguïté. Dans l’art antérieur, l’ETAais est saisi manuellement dans la balise par le capitaine du navire et il n’est pas ou peu mis à jour lors du trajet. La plupart des acteurs de la chaine logistique utilise cet ETAais comme ETA (temps d’arrivée estimée du navire pour les acteurs concernés). Dans l’art antérieur, un bateau peut aussi recevoir un temps ou date d’arrivée requis pour son arrivée au port (ou RTA ou « Requested Time of Arrival »). Notamment, un port ou un agent maritime émet un RTA vers un bateau pour planifier les arrivées dans sa zone d’attente de remorquage ou à quai. Il peut y avoir une boucle de plusieurs échanges d’ETA et RTA entre les acteurs. Quand ils se sont mis d’accord on parle d’heure d’arrivé planifiée ou PTA (pour « Planned Time of Arrival » en anglais. Il est souhaitable pour tous les acteurs de la chaine logistique que l’ATA, ou l’heure constatée d’arrivée donc connue a posteriori, soit équivalente ou très proche du PTA, ou l’heure planifiée d’arrivée connue a priori. Autrement dit que le navire arrive bien à l’heure planifiée. Le fait que l’ATA = PTA alors les opérations portuaires peuvent être bien organisées à l’heure prévue. Il est souhaitable pour les acteurs de la logistique que l’ETA, se rapproche le plus tôt possible avant l’arrivée du navire au port et de la façon la plus fiable possible, de l’ATA. Autrement dit, que l’heure estimée d’arrivée soit, le plus en amont possible, proche de ou équivalente à l’heure d’arrivée réelle. Le fait que l’ETA = ATA garantit la fiabilité de l’estimation de l’heure d’arrivée du navire au port avant son arrivée au port. Par conséquent, si l’ETA = ATA = PTA alors les opérations portuaires peuvent être anticipées le plus en amont possible. Tout retard ou avance du navire sur son heure planifiée peut être anticipé le plus en amont possible, il est donc possible de réorganiser les opérations portuaires, notamment en réorganisant l’heure d’arrivée des autres navires. Toutefois, dans l’art antérieur, des divergences systématiques sont constatées rétrospectivement, entre un ETAais et un ATA ainsi que des différences entre un PTA et un ATA. Il en résulte, en pratique, des difficultés de logistique importantes, qui se traduisent pour les ports, notamment par des congestions, pour les navires notamment par une surconsommation de carburant pour une flotte de bateaux à destination d’un port, et pour les chargeurs, notamment par un manque de visibilité sur le cheminement des marchandises. L’art antérieur n’a donc aucun moyen d’action, au port ou en mer, sur un bateau, qui permette de constater rétrospectivement, après l’arrivée du bateau, une amélioration de la convergence ou une diminution des différences, entre l’ETAais, le PTA et l’ATA. En tout état de cause, dans l’art antérieur, pour un navire émettant son ETA conformément au standard AIS, la réception par ce même navire de son propre ETA, apparaît à l’évidence comme dénuée de tout effet, son propre ETA étant nécessairement déjà connu du navire qui l’émet. Aucun effet sur la navigation juste à temps ne serait donc attendu de l’équipement d’un navire avec des moyens pour recevoir son propre ETA. L’amélioration du « juste à temps » dans la navigation maritime est finalement un problème difficile, pour l’art antérieur. Par ailleurs, des méthodes de calcul utilisant l’intelligence artificielle (IA) ou l’apprentissage par une machine (ML), connues de l’art antérieur, permettent de calculer, en avance sur l’arrivée d’un bateau un ETA pour le bateau. Ces méthodes nécessitent des centres de calcul, généralement à terre ou en tous cas hors des navires, pour pouvoir mobiliser une grande puissance de calcul et un réseau de données à grande bande passante notamment pour mettre à jour en quasi-temps réel les prédictions d’ETA et pour prendre en compte les données d’un ensemble de navire à destination d’un port et de nombreuses conditions de navigation présentes ou passées. L’ETA ainsi calculé est appelé ETAc. Il est possible de constater, a posteriori, cet ETAc est plus proche de l’ATA que l’ETAais. Dans ce contexte, l’invention concerne un procédé pour la navigation juste à temps d’un navire, communicant un temps d’arrivée estimé (ETA) à un port, le port étant apte à communiquer avec le navire pour définir en accord avec le navire un temps d’arrivée planifié du navire au port (PTA) à partir d’un temps requis pour l’arrivée du navire au port (RTA) émis par le port , caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes: - collecter des informations émises par le navire sur un réseau de télécommunications maritimes - calculer sur le réseau, à partir des informations émises, un temps d’arrivée estimé par des moyens de calcul disposés en dehors du navire (ETAc), - émettre l’ETAc sur le réseau. Dans une première variante le procédé comprend l’étape supplémentaire suivante : - communiquer au navire, l’ETAc via le réseau. Dans une deuxième variante le procédé comprend l’étape supplémentaire suivante : - communiquer au port, l’ETAc via le réseau. Dans une sous-variante de la première variante le procédé comprend l’étape supplémentaire suivante : - diminuer la vitesse du navire, si l’ETAc est inférieur à l’ETA, augmenter la vitesse du navire si l’ETAc est supérieur à l’ETA ou bien conserver la vitesse du navire inchangée si l’ETAc est égal à l’ETA. Dans une sous-variante de la deuxième variante le procédé comprend les étapes supplémentaires : - au moyen de l’ETAc, par des moyens de calcul du port, calculer un temps requis pour l’arrivée au port (RTAc), - par des moyens de communication du port, communiquer au navire un RTA égal au RTAc. L’invention concerne aussi un dispositif qui comprend une interface d'un réseau de télécommunications maritimes, configurée pour la réception d’un temps d’arrivée estimé d’un navire à un port, calculé par des moyens de calcul disposés en dehors du navire. Dans des variantes du dispositif : - réseau est un réseau par satellite - le réseau est un réseau internet - le réseau est un réseau AIS. L’invention concerne aussi les utilisations suivantes : - Utilisation sur un navire, d’un dispositif ci-dessus. - Utilisation par un port d’un dispositif ci-dessus. Dans la demande, les notions comme ETA, PTA ou RTA suivies de la lettre minuscule « c » désigneront des grandeurs de noms connus de l’art antérieur mais « calculées » par un centre de calcul en dehors d’un navire, notamment avec des techniques qui mettent en cohérence les trajectoires passées ou présentes de plusieurs navires ou de moyens logistiques et qui s’apparentent aux techniques dites d’intelligence artificielle. Par exemple, ETA désignera par défaut la notion connue de l’art antérieur, transmise notamment via un réseau AIS et ETAc la notion nouvelle « calculée » selon l’invention et communiquée sur un réseau de télécommunications pouvant notamment être différent de l’AIS. Le terme ETA ou ETAais sera ainsi réservé à l’ETA de l’art antérieur et l’ETAc à l’ETA « calculé » par les méthodes mentionnées ci-dessus, selon l’invention. L’invention sera mieux comprise en lien avec la liste des figures ci-après comprenant : : illustre un navire recevant un ETAc, par voie de transmission satellite. Le navire est un porte-conteneurs, l’invention est cependant applicable à tout type de navire. Tout moyen de réception sur le bateau de l’ETAc, notamment par 5G ou VHF ou par réseau AIS ou internet, peut être utilisé par le navire, en fonction de son équipement de transmission ou plus généralement de télécommunications maritimes. L’invention sera aussi mieux comprise à la lumière de la description de modes de réalisation, détaillés ci-dessous. Dans un premier mode de réalisation, nullement limitatif, on munit un bateau d’un récepteur pour un ETAc pour le bateau, dont on a vérifié sur des exemples tests qu’il est statistiquement plus fiable que l’ETAais, pour représenter l’ATA de ces navires. Un tel récepteur reçoit un ETAc et l’affiche pour le pilote aux commandes, soit l’envoie sur un pilote automatique du navire. Après réception d’un RTA et une négociation aboutissant à un PTA, via un réseau de télécommunications et des protocoles connus dans l’art antérieur, il sera alors possible soit manuellement, soit par programme de comparer l’ETAc au PTA et si l’ETAc indique une arrivée en avance de réduire la vitesse du bateau, une arrivée en retard d’augmenter la vitesse ou une arrivée juste à temps de maintenir la vitesse. En appliquant cette méthode ou procédé de façon répétitive à chaque nouvelle réception d’ETAc, on obtiendra une convergence vers le PTA de l’ETAc, à la manière d’un asservissement vers le PTA, servant de consigne pour l’ETAc. Par conséquent, l’ETAc ayant moins d’erreur systématique, rétrospectivement appréciée, que l’ETAais, avec l’ATA, il en résulte la même propriété pour le PTA vers lequel l’ETAc converge. Une consigne quelconque en remplacement du PTA, notamment un RTA (« Request Time of Arrival ») est aussi dans l’enseignement de la présente demande si le RTA ne demande plus aucune négociation grâce à l’invention et que ces notions sont équivalentes. En conséquence, la présence de l’invention pourra être établie pour un bateau, si lorsqu’on modifie le PTA du bateau en lui donnant une nouvelle valeur, un ETAc, converge vers la nouvelle valeur du PTA. Pour un pilote automatique utilisant une valeur d’ETAc pour régler la vitesse, il sera possible de saisir l’ETAc reçu dans la balise AIS, contenant l’ETAais, du pilote automatique, d’une part pour obtenir l’effet de l’invention en même temps que l’effet d’envoyer cet ETAc à un port ou aux autres navires comme ETA de fiabilité améliorée lorsque le pilote automatique est activé et d’autre part pour obtenir seulement l’effet d’envoyer cet ETAc à un port ou aux autres navires comme ETA de fiabilité améliorée lorsque le pilote automatique est désactivé, notamment afin de permettre à un port de recevoir l’ETAc via l’AIS, s’il n’en dispose pas par un autre réseau. Dans un second mode de réalisation, le dispositif du premier mode peut être généralisé à une flotte quelconque de bateaux en route vers un même port. On constate dans ce cas que l’ETAc se rapproche de la même façon de leur ATA qu’avec un seul bateau et qu’on obtient donc une navigation améliorée en termes de juste à temps pour une flotte de navires, ce qui permet à un port d’organiser le trafic de remorquage des navires à leur arrivée en zone d’attente, de façon fluidifiée par la prise en compte réelle des PTA sur lesquels il s’accorde avec les navires, par ces navires. Ce deuxième mode permet aussi à un port ou un agent maritime de communiquer un RTA à un navire ou à une flotte de bateaux en utilisant l’ETAc comme signal d’erreur fiable. En considération de ces ETAc, le port peut donc organiser un planning d’arrivée des navires avec des PTA proches des RTA facilitant la fluidité des opérations portuaires ou le nombre des calculs nécessaires aux RTA suivants. Un port peut donc de ce point de vue influer sur la fluidité du trafic maritime vers la zone d’attente de ce port, en influant sur les vitesses des bateaux en haute mer. Dans un troisième mode de l’invention, l’ETAc est utilisé comme signal d’erreur pour un asservissement de la vitesse du bateau destiné à faire converger l’ATA vers le PTA, pour aboutir à une navigation « juste à temps » (en anglais « Just In Time ») vers un port. La vitesse est dans ce cas diminuée si l’ETAc indique une arrivée en avance sur le PTA ( ETAc inférieur au PTA) , augmentée s’il indique un retard sur le PTA (ETAc supérieur au PTA) ou laissée inchangée si l’ETAc indique une arrivée au PTA (ETAc égal au PTA). Dans tous ses modes de réalisation, l’invention permet une navigation « juste à temps » jusqu’au quai. Les ports ou les utilisateurs des conteneurs ou tout propriétaire de marchandises transportées en vrac ou les propriétaires de véhicules transportés, peuvent ainsi prendre en compte des ETAc, fiabilisés car représentatifs d’ATA pour améliorer la logistique des marchandises concernées. L’absence d’obligation d’installer un autre réseau que le réseau AIS pour recevoir les ETA calculés hors des bateaux, est un avantage important en termes d’installation sur des navires existants, mais d’autres réseaux que l’AIS peuvent être utilisés pour émettre, transporter et recevoir les ETAc, c’est-à-dire les communiquer, au sens d’un résultat réussi de transmission d’une donnée d’un point à un autre. D’un point de vue technique, il est notamment possible de remplacer l’ETA calculé sur le bateau dans une trame AIS par un ETA calculé hors du bateau, ces grandeurs étant de même type binaire sur 20 bits, sans modification du standard AIS, ce qui facilite la compatibilité de la mise en œuvre de la solution de l’invention pour des applications existantes. Il est aussi possible d’ajouter un champ ETA calculé hors du bateau dans une trame AIS, pour préserver au mieux une compatibilité éventuelle avec des applications existantes, sans sortir de l’enseignement de la présente demande, ce qui facilite aussi l’ajout de l’invention à un standard existant comme AIS. Cet avantage de mise en œuvre est obtenu aussi en ne renvoyant que peu d’information aux bateaux (par exemple, 20 bits pour un ETA au format NMEA d’un message de type 5 AIS) et en restant ainsi compatible avec des débits faibles, comme par exemple un lien à 9600 bauds pour envoyer l’ETA calculé hors du bateau au bateau par le réseau AIS, avec un minimum de surcharge du réseau AIS. Dans tous les modes décrits, l’invention ne nécessite donc pas ou peu de modification du standard AIS ou du réseau AIS utilisé, pour bénéficier d’un ETAc, d’un PTA et d’un ATA proches ou égaux. L’utilisation du réseau ou des balises AIS est pour ces raisons, un mode possible pour l’invention mais l’utilisation de tout réseau de communications à plus haut débit que l’AIS, notamment de réseau utilisant des satellites et qui est disponible sur un porte-conteneurs est un mode préféré pour l’invention. Le calcul d’ETAc pourra utiliser sans inconvénient toute technique présente dans l’art antérieur et apparentée à l’intelligence artificielle, difficile à mettre en œuvre, en pratique, sur chaque bateau d’une flotte. Pour sélectionner un calcul d’ETAc, on pourra comparer sur une période avant l’arrivée, par exemple, si la valeur d’ETAc était plus proche de l’ATA que la valeur d’ETAais, quand ce dernier est disponible. L’invention a vocation à être appliquée rapidement et aisément au parc de navires existants, notamment ceux munis de balises AIS ou de réseaux utilisant des satellites. Pour les armateurs de navires, les ports et l’ensemble de l’écosystème portuaire ou de logistique maritimes, l’invention procure finalement un outil permettant des opérations logistiques maritimes « Juste à Temps » (en anglais « Just in Time » ou « JIT »). L’invention est susceptible d’application industrielle dans le domaine de la logistique maritime pour la navigation « juste à temps ». L’émission sur un réseau de télécommunications, par un centre de calcul hors d’un navire d’un ETAc plus fiable pour le navire, au sens de plus réaliste, que l’ETAais ou ETA de l’art antérieur du navire et sa réception via le réseau par le navire, peut être utilement généralisée à une communication à d’autres acteurs via le réseau, notamment une communication à ou avec un port. Par exemple la communication de l’ETAc peut être faite à un port soit alternativement au navire soit simultanément à sa communication au navire, pour permettre au port de produire un RTA amélioré, calculé par le port à l’aide de l’ETAc, plus facilement transformé en PTA, tout en restant dans l’enseignement de l’invention. Des exemples de procédés selon l’invention impliquant un port sont nombreux. Dans un premier exemple, impliquant le port : - Le port reçoit les ETAc de tous les navires à destination de ce port - Le port utilise ces ETAc pour calculer un RTA (Request Time Of Arrival) – PTA (Planned Time Of Arrival) calculés ( PTAc - RTAc) en cohérence avec les temps d’arrivée des navires et les moyens logistiques disponibles pour chaque navire - Le port renvoie ces PTAc-RTAc aux navires comme RTA-PTA, qui sont de ce fait fiabilisés et potentiellement plus réalisables par les navires, donc plus réalistes. Dans les exemples ci-dessous RTA et PTA seront considérés comme synonymes, dans la mesure où l’invention permet de rendre les RTA demandés par un port, réalistes car calculés, le PTA négocié ne peut donc être que proche ou égal au RTA demandé par un port. Ceci est une des conséquences avantageuses de l’invention dans une chaîne logistique constituée d’entités indépendantes qui opèrent ainsi en cohérence grâce au partage d’ETAc, avec une négociation des délais objective et donc abrégée ou simplifiée. Dans un second exemple, impliquant le port pour un seul navire: - Le port reçoit un ETAc pour un navire; - le port émet l’ETAc vers le navire ; - le port émet un PTAc (PTA calculé) à partir de l’ETAc vers le navire comme PTA. Dans un troisième exemple impliquant le port : - Un centre de calcul envoie un ETAc pour un navire au port - Le port émet un PTAc calculé à partir de l’ETAc vers le navire. Dans un quatrième exemple, impliquant le port: - Un centre de calcul envoie un ETAc au navire - Le port envoie un PTA au navire, au sens du PTA dans l’art antérieur - Le navire reçoit le PTA - Le navire reçoit l’ETAc - Le navire compare son ETAc au PTA et ajuste sa vitesse en conséquence pour faire converger l’ETAc vers le PTA. Dans un cinquième exemple, impliquant le port: - Un centre de calcul envoie un ETAc au port - Le port reçoit l’ETAc - Le port émet un PTAc calculé à partir de l’ETAc vers le navire - Le navire reçoit le PTAc - Le centre de calcul envoie l’ETAc au navire - Le navire reçoit l’ETAc - Le navire compare son ETAc au PTAc et ajuste sa vitesse en conséquence, pour faire converger l’ETAc vers le PTAc. Dans un sixième exemple, impliquant le port: - Un centre de calcul envoie un ETAc au port - Le port reçoit l’ETAc - Le port émet un PTAc calculé à partir de l’ETAc vers le navire - Le navire reçoit le PTAc - Le centre de calcul envoie l’ETAc au navire - Le navire reçoit l’ETAc Dans un septième exemple, impliquant le port : - Un centre de calcul envoie un ETAc au port - Le port reçoit l’ETAc - Le port émet un PTAc calculé à partir de l’ETAc vers le navire - Le navire reçoit le PTAc - Le centre de calcul envoie l’ETAc au navire - Le navire reçoit l’ETAc - Le navire compare son ETAc au PTAc et ajuste sa vitesse en conséquence, pour faire converger l’ETAc vers le PTAc. - Le navire réémet l’ETAc comme ETAais, c’est-à-dire comme ETA de l’art antérieur. Il est finalement possible par la diffusion d’un ETAc sur un réseau de télécommunications, d’obtenir une mise en cohérence des temps d’arrivées estimés ou requis afin de s’approcher pour le trafic maritime vers un port le plus tôt possible de l’équation PTA=ETA=ATA. Cette diffusion implique au minimum l’émission de l’ETAc sur un réseau de télécommunications maritimes, au sens d’un réseau de télécommunications sur lequel un effet sur la navigation des navires peut être causé par cette émission. Le critère de l’invention est donc dans tous ses modes, l’émission d’un ETAc sur un réseau de télécommunications maritimes. La diffusion d’un ETAc sur un réseau de télécommunications apparaît finalement comme un moyen général de fluidifier le trafic vers un port d’une flotte de navires. Cette conclusion s’applique aussi au trafic maritime de navires vers des ports distincts et donc au trafic maritime mondial. La grande diversité des paramètres utilisés pour le calcul d’un ETAc permet aussi d’obtenir le résultat de l’invention qui est la navigation juste à temps, tout en respectant des critères écologiques. Procédé pour la navigation juste à temps d’un navire, communicant un temps d’arrivée estimé à un port, le port étant apte à communiquer avec le navire pour définir en accord avec le navire un temps d’arrivée planifié du navire au port (PTA) à partir d’un temps requis pour l’arrivée du navire au port, émis par le port, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - collecter des informations émises par le navire sur un réseau de télécommunications maritimes, - calculer sur le réseau, à partir des informations émises, un temps d’arrivée estimé par des moyens de calcul disposés en dehors du navire, - émettre le temps d’arrivée estimé par des moyens de calcul disposés en dehors du navire sur le réseau pour mettre à jour sur le réseau en quasi-temps réel les prédictions du temps d’arrivée estimé communiqué par le navire et pour prendre en compte les données d’un ensemble de navires à destination d’un port et de nombreuses conditions de navigation présentes ou passées. Procédé selon la revendication 1 comprenant l’étape supplémentaire suivante : - communiquer au navire, le temps d’arrivée estimé par des moyens de calcul disposés en dehors du navire via le réseau. Procédé selon la revendication 1 comprenant l’étape supplémentaire suivante : - communiquer au port, le temps d’arrivée estimé par des moyens de calcul disposés en dehors du navire via le réseau. Procédé selon la revendication 2 comprenant l’étape supplémentaire suivante : - diminuer la vitesse du navire, si le temps d’arrivée estimé par des moyens de calcul disposés en dehors du navire est inférieur au temps d’arrivée estimé communiqué par le navire, augmenter la vitesse du navire si le temps d’arrivée estimé par des moyens de calcul disposés en dehors du navire est supérieur au temps d’arrivée estimé communiqué par le navire ou bien conserver la vitesse du navire inchangée si le temps d’arrivée estimé par des moyens de calcul disposés en dehors du navire est égal au temps d’arrivée estimé communiqué par le navire. Procédé selon la revendication 3 comprenant les étapes supplémentaires suivantes : - au moyen du temps d’arrivée estimé par des moyens de calcul disposés en dehors du navire, par des moyens de calcul du port, calculer un temps requis pour l’arrivée au port, - par des moyens de communication du port, communiquer au navire un temps requis pour l’arrivée au port émis par le port égal au temps requis pour l’arrivée au port calculé par les moyens de calcul du port. Dispositif pour recevoir sur un navire un temps d’arrivée estimé à un port calculé par des moyens de calcul disposés en dehors du navire, caractérisé en ce qu'il comprend une interface d'un réseau de télécommunications maritimes, configurée pour la réception d’un temps d’arrivée estimé d’un navire à un port, calculé sur le réseau par des moyens de calcul disposés en dehors du navire. Dispositif selon la revendication 6 dans lequel le réseau est un réseau par satellite. Dispositif selon la revendication 6 dans lequel le réseau est un réseau internet. Dispositif selon la revendication 6 dans lequel le réseau est un réseau AIS.