Brevet FR3151111A1 — publié le 20250117

Procédé pour la prédiction, pour un navire en route vers un port, d’un temps de séjour dans une zone d’attente du port, comprenant les étapes suivantes : - collecter des informations de position émises par le navire, via un réseau de télécommunications maritimes ; - prédire sur le réseau, à partir des informations collectées et de nombreuses positions présentes et passées de navires en route vers la zone d’attente du port, une heure d’entrée du navire dans la zone d’attente du port, par des moyens de calcul disposés en dehors du navire ; - prédire sur le réseau, à partir de nombreuses positions présentes et passées de navires, dans la zone d’attente du port, une heure de sortie du navire de la zone d’attente du port, par des moyens de calcul disposés en dehors du navire ; - prédire un temps de séjour du navire dans la zone d’attente (ET) par la différence entre l’heure de sortie du navire dans la zone d’attente et l’heure d’entrée du navire dans la zone d’attente ; - communiquer au navire le temps de séjour, via un réseau de télécommunications ; - adapter la vitesse du navire pour diminuer le temps de séjour communiqué. Réduction du temps de séjour d’un navire en zone d’attente ou à quai. L’invention concerne le domaine de la navigation maritime en général et plus particulièrement le domaine de la réduction de la durée du séjour d’un navire en zone d’attente d’un port. Dans l’art antérieur à la présente demande, l’heure de sortie d’un navire d’une zone d’attente d’un port, est importante en matière de logistique. L’ensemble des acteurs d’une chaîne d’approvisionnement maritime et terrestre est en effet intéressé dans l’art antérieur à la présente demande, à bénéficier d’une perte de temps minimum en zone d’attente et donc d’une heure de sortie d’un navire de la zone d’attente d’un port, pour transiter vers le port (ou en abrégé « ETT » pour « Estimated Time to Transit/of Transitting» en anglais), la plus proche possible de l’heure d’entrée du navire dans la zone d’attente. Toutefois, une telle prédiction pour une flotte de navires dans la zone d’attente d’un port, à l’arrêt au mouillage ou à faible vitesse à proximité du port en attente d’un pilotage vers une zone de déchargement ou d’un transit vers le port , s’applique à un phénomène essentiellement variable de façon aléatoire du point de vue du port, les navires y arrivant de façon essentiellement incohérente entre eux et une prévision ou une prédiction fiable menant à une réduction de l’attente sur zone est ainsi un problème difficile. Les ports essaient donc de requérir une heure d’arrivée d’un navire en zone d’attente portuaire (RTA pour « Requested Time Of Arrival » en anglais) à peine d’amende pour les navires, mais cette méthode est soumise à une acceptation des navires et de leurs armateurs, est d’application géographique limitée et n’est pas apte à être appliquée de façon automatisée ou généralisée. Par ailleurs, 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 (variante S-AIS de l’AIS). 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 qui est une heure d’arrivée estimée dans la zone d’attente du port de destination du navire. 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. Cet « ETA» (pour « Estimated Time of Arrival » en anglais) est autrement dit une donnée dont le navire est propriétaire, qu’il émet et qui peut donc être changée unilatéralement par le navire lui-même. En pratique, l’ETA est une indication réputée non exploitable par un système automatique, cette donnée étant d’origine humaine et de plage d’erreur variable, pouvant notamment être non mise à jour par l’équipage d’un navire. En conséquence dans l’art antérieur, l’ETA n’est pas utilisé pour réduire le temps de séjour d’un navire en zone d’attente d’un port. 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 navire un ETA pour le navire. 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 présentes ou passées d’un ensemble de navires à destination d’un port et de nombreuses conditions de navigation présentes ou passées. Il est donc possible dans l’art antérieur de prédire un ETA pour un navire, via des moyens de calcul situés ou disposés en dehors du navire, de façon plus fiable que l’ETA émis par le navire lui-même via sa balise AIS ou S-AIS. Dans ce contexte, l’inventon concerne un procédé pour la prédiction, pour un navire en route vers un port, d’un temps de séjour dans une zone d’attente du port, comprenant les étapes suivantes : - collecter des informations de position émises par le navire, via un réseau de télécommunications maritimes ; - prédire sur le réseau, à partir des informations collectées et de nombreuses positions présentes et passées de navires en route vers la zone d’attente du port, une heure d’entrée du navire dans la zone d’attente du port, par des moyens de calcul disposés en dehors du navire ; - prédire sur le réseau, à partir de nombreuses positions présentes et passées de navires, dans la zone d’attente du port, une heure de sortie du navire de la zone d’attente du port, par des moyens de calcul disposés en dehors du navire ; - prédire un temps de séjour du navire dans la zone d’attente par la différence entre l’heure de sortie du navire dans la zone d’attente et l’heure d’entrée du navire dans la zone d’attente ; - communiquer au navire le temps de séjour, via un réseau de télécommunications ; - adapter la vitesse du navire pour diminuer le temps de séjour communiqué. Dans des variantes : - la zone d’attente du port est une zone d’attente en mer, avant transit des navires vers un quai du port et l’heure d’entrée est un ETA calculé par les moyens de calcul. - la zone d’attente du port est un quai du port, l’heure d’entrée est un ETB calculé par les moyens de calcul et l’heure de sortie est un ETD calculé par les moyens de calcul. - le réseau de télécommunications comprend un réseau AIS. - le réseau de télécommunications comprend un réseau S-AIS. - les moyens de calcul sont disposés dans le port. - les moyens de calcul sont disposés sur une plateforme en mer. - les moyens de calcul sont disposés sur une plateforme terrestre. - les moyens de calcul sont disposés sur un autre navire que ledit navire. - l’heure de sortie est communiquée au navire via le réseau AIS. - l’heure de sortie est communiquée au navire via le réseau S-AIS. - le procédé comprend l’étape supplémentaire suivante: utiliser le temps de séjour prédit dans la zone d’attente du port pour calculer, par les moyens de calcul, une heure d’arrivée dudit navire dans une autre zone d’attente d’un autre port. L’invention sera mieux comprise en lien avec la liste des figures ci-après dans laquelle: : illustre un navire en route vers une zone d’attente d’un port , recevant par voie de transmission satellite, un ET (heure estimée ou « Estimated Time » en anglais) qui est un ETT (heure estimée de début du transit du navire vers le port ou « Estimated Time to Transit » en anglais ) , i.e. une heure prédite de sortie du navire de la zone d’attente du port. 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’ETT, notamment par 5G ou VHF ou par réseau AIS ou S-AIS (AIS par satellite) 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, nullement limitatifs, détaillés ci-dessous. Dans un premier mode de réalisation, en référence à pour les éléments entre parenthèses ci-dessous et aussi présents dans cette figure, on munit un navire ou bateau d’un récepteur pour une heure d’arrivée estimée (ET) qui est un ETT (« Estimated Time to Transit ») prédit pour le navire , i.e. une heure de début du transit ou du transfert de ce navire, depuis la zone d’attente vers le port, prédite pour le navire. Un tel récepteur reçoit l’ETT et soit l’affiche pour le pilote aux commandes, soit l’envoie sur un pilote automatique du navire. Pour un pilote automatique utilisant une valeur d’ETT pour régler la vitesse, il sera possible de saisir l’ETT reçu dans la balise AIS, comme ETAais ou ETA émis par le navire, c’est-à-dire en remplaçant l’ETA calculé par l’équipage par l’ETT reçu. Dans un mode préféré, la réception de l’ETT est intégrée à la balise AIS ou S-AIS du navire, ce qui permet de n’utiliser qu’un seul protocole ou réseau pour réaliser ce premier mode pour : recevoir l’ETT, remplacer l’ETA par l’ETT et réémettre l’ETA remplacé. Une telle émission via AIS (ou de façon équivalente via tout réseau à disposition du navire pour émettre), d’un ETT au lieu ou en remplacement d’un ETA et sa prise en compte par le navire émetteur permet à un port qui calcule l’ETT de pouvoir influencer de façon efficace les vitesses des navires sur leurs trajectoires, à destination de la zone d’attente de transit du port et à destination d’un quai du port, pourvu que le port possède les moyens de déterminer un ETT de façon fiable. De plus il est facile de détecter pour un port qui reçoit les données AIS d’un navire de vérifier la bonne réception par le navire d’un ETT émis, la ré-émission de celui-ci via l’ETA, jouant le rôle ou exerçant la fonction, d’un accusé réception pour le port. La méthode de calcul de l’ETT de la présente demande consiste alors à utiliser d’abord la prédiction d’un temps d’arrivée en zone d’attente, de façon connue de l’art antérieur, au moyen des coordonnées présentes du navire et de nombreuses positions présentes et passées de navires à destination du port, la destination vers le port pouvant notamment être obtenue des données AIS émises par les navires. Puis à partir de cette prédiction, on pourra en fonction ou en partant de l’heure prévue d’arrivée en zone d’attente, prédire l’heure de début de transit ( heure de sortie) du navire à partir de la zone d’attente du port, jusqu’à un quai du port adapté au tonnage du navire, au moyen de la position du navire en zone d’attente et au moyen de nombreuses positions présentes et passées de navires dans cette zone portuaire. Ainsi, en communiquant l’ETT au navire, il sera possible d’une part de permettre au navire de naviguer en adaptant sa vitesse pour respecter l’ETT reçu par le navire et d’autre part en réémettant cet ETT en lieu et place de son ETA émis via la balise AIS de permettre aisément au port ou à l’entité produisant la prédiction d’ETT de vérifier que le navire a bien reçu l’ETT du port. Toutes les méthodes disponibles dans l’art antérieur pour calculer ou prédire indépendamment un ETA ou heure d’arrivée en zone d’attente d’un navire à partir, notamment de ses données AIS ou S-AIS ou de caractéristiques techniques du navire disponibles pour le calcul, pourront de façon équivalente être utilisées. Toute méthode disponible dans l’art antérieur, pour prédire une durée d’immobilisation en zone d’attente au vu de l’ETA prédit pourra être utilisée. L’heure de début de transit ou heure de sortie de zone d’attente, pourra ainsi être évaluée à partir d’une heure d’arrivée en zone d’attente ou ETA fiabilisée, à laquelle on ajoutera une durée d’immobilisation prédite en fonction de l’ETA prédit, c’est à dire en combinaison avec celui-ci, ce qui fiabilise la prédiction d’un ETT. Cette propriété de fiabilité de l’ETT, pourra inciter les navires à prendre en compte cet ETT pour ne passer qu’un minimum de temps en zone d’attente et à l’utiliser en lieu et place de l’ETA AIS qu’ils émettent, en partageant de ce fait une référence cohérente pour leurs ETA AIS et bénéficier d’une réduction du séjour en zone d’attente. Ceci limitera au final, le bruit, les émissions soufrées ou les pollutions dans la zone d’attente du port, causées par le ou les navires qui y sont présents. Un avantage de ce mode de réalisation, comme dans tous les smodes de la présente demande, est que son application ne nécessite pas d’échange de RTA (« requested time of arrival ») entre le navire et le port, en simplifiant notablement les communications nécessaires et en supprimant de ce fait, des causes de fluctuations imprévisibles nuisant à une prévision fiable d’un ETT. La transmission de l’ETT au navire peut être faite par tout moyen de télécommunications, en réception, notamment satellite comme S-AIS ou réseau AIS sur bande VHF pour permettre l’utilisation de cet ETT en émission depuis le navire comme ETA, notamment via le réseau AIS. Dans un second mode de réalisation, le dispositif du premier mode peut être généralisé à une flotte quelconque de navires ou bateaux en route vers un même port. On constate dans ce cas une diminution des temps de séjours en zone d’attente comme avec un seul navire et 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 la sortie des navires en dehors de la zone d’attente, de façon fluidifiée. Un port peut donc avantageusement influer sur la fluidité du trafic maritime vers la zone d’attente de ce port pour la faire disparaître ou la réduire, en influant sur les vitesses des bateaux en haute mer, à partir des historiques de congestion le concernant, qu’il est à même de mesurer précisément et de méthodes de calcul d’ETA vérifiées ; l’utilisation de ces données de qualité favorise l’ entraînement d’algorithmes d’intelligence artificielle. Dans tous ses modes de réalisation, l’invention permet ainsi de s’approcher d’une navigation « juste à temps » jusqu’au quai, en diminuant le temps d’immobilisation en zone d’attente. Les ports peuvent ainsi fluidifier le trafic portuaire via la zone d’attente et permettre de préserver au mieux la flore et la faune marine dans la zone d’attente en minimisant le nombre de navires immobilisés dans cette zone. L’absence d’obligation d’installer un autre réseau que le réseau AIS pour recevoir les ETT calculés hors des bateaux et les réémettre, est un avantage important en termes d’installation sur des navires existants, bien que d’autres réseaux que l’AIS puissent être utilisés pour émettre, transporter et recevoir les ETT, 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 ETT 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 ainsi possible d’ajouter un champ ETA AIS dont la référence temporelle est plus proche d’un ATA que la zone d’attente des ETA classiques, améliorant la logistique pour le navire. 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’ETT 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 ETT prédit, proche d’un ETT réel. L’utilisation du réseau ou des balises AIS est pour ces raisons, un mode préféré 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 s’il est disponible sur un porte-conteneurs est dans l’enseignement de l’invention. Le calcul d’ETT ou de ses étapes 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 navire d’une flotte mais mise en œuvre en dehors d’un navire sur des plateformes dans un port, en mer ou à terre. Pour sélectionner un calcul d’ETT, la conformité de la prédiction à des valeurs réelles pourra être évaluée rétrospectivement mais des modèles certifiés et disponibles dans l’art antérieur pourront aussi être utilisés. 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, les ports et l’ensemble de l’écosystème portuaire ou de logistique maritimes, l’invention procure finalement un outil facilitant des opérations logistiques maritimes « Juste à Temps » (en anglais « Just in Time » ou « JIT ») plus proches de la réalité. L’invention est susceptible d’application industrielle dans le domaine de la logistique maritime pour la navigation « juste à temps ». Au sens de la présente demande, les mots « adapter une vitesse » s’appliquent à une vitesse entendue en tant que vecteur, l’adaptation pouvant concerner un changement de module ou de direction de ce vecteur. Au sens de la présente demande : ETA jusqu’à un port désigne pour un navire une heure d’arrivée dans une zone d’attente en mer du port ; ETB jusqu’à un port désigne pour un navire une heure d’arrivée à un quai du port ; ETD depuis un port désigne pour un navire une heure de départ d’un quai du port. Avec ces définitions, on constate que la présente demande peut être utilisée à partir d’une prévision fiable d’un ETA calculé par des moyens de calcul hors d’un navire pour prédire des heures d’entrée de ce navire (heures d’arrivée) et de sortie de ce navire (heures de départ) de toute zone d’attente autour d’un port ou d’un quai du port, ce qui ouvre la voie à prédire un ETB et un ETD pour ce navire à destination d'une autre zone d'attente d'un autre port et à améliorer ainsi la prédiction de navigation pour ce navire effectuant un voyage comportant différentes escales à différents ports. A cette fin, on appliquera les méthodes de la présente demande en cascade aux différents trajets entre les escales depuis le quai de début du voyage du premier trajet, jusqu’au quai de fin du voyage du dernier trajet du navire, à travers des zones d’attentes variées et variables des ports de départ, d’escale et d’arrivée du voyage, sans perdre la cohérence de la prédiction tout le long du voyage et donc en améliorant la fiabilité de cette prédiction. Procédé pour la prédiction, pour un navire en route vers un port, d’un temps de séjour dans une zone d’attente du port, comprenant les étapes suivantes : - collecter des informations de position émises par le navire, via un réseau de télécommunications maritimes ; - prédire sur le réseau, à partir des informations collectées et de nombreuses positions présentes et passées de navires en route vers la zone d’attente du port, une heure d’entrée du navire dans la zone d’attente du port, par des moyens de calcul disposés en dehors du navire ; - prédire sur le réseau, à partir de nombreuses positions présentes et passées de navires, dans la zone d’attente du port, une heure de sortie du navire de la zone d’attente du port, par des moyens de calcul disposés en dehors du navire ; - prédire un temps de séjour du navire dans la zone d’attente (ET) par la différence entre l’heure de sortie du navire dans la zone d’attente et l’heure d’entrée du navire dans la zone d’attente ; - communiquer au navire le temps de séjour, via un réseau de télécommunications ; - adapter la vitesse du navire pour diminuer le temps de séjour communiqué. Procédé selon la revendication 1 dans laquelle la zone d’attente du port est une zone d’attente en mer, avant transit des navires vers un quai du port et l’heure d’entrée est un ETA calculé par les moyens de calcul. Procédé selon la revendication 1 dans laquelle la zone d’attente du port est un quai du port, l’heure d’entrée est un ETB calculé par les moyens de calcul et l’heure de sortie est un ETD calculé par les moyens de calcul. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le réseau de télécommunications comprend un réseau AIS. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le réseau de télécommunications comprend un réseau S-AIS. Procédé selon la revendication 1 dans lequel les moyens de calcul sont disposés dans le port. Procédé selon la revendication 1 dans lequel les moyens de calcul sont disposés sur une plateforme en mer. Procédé selon la revendication 1 dans lequel les moyens de calcul sont disposés sur une plateforme terrestre. Procédé selon la revendication 1 dans lequel les moyens de calcul sont disposés sur un autre navire que ledit navire. Procédé selon la revendication 2 dans lequel l’heure de sortie est communiquée au navire via le réseau AIS. Procédé selon la revendication 2 dans lequel l’heure de sortie est communiquée au navire via le réseau S-AIS. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant l’étape supplémentaire suivante: utiliser le temps de séjour prédit dans la zone d’attente du port pour calculer, par les moyens de calcul, une heure d’arrivée dudit navire dans une autre zone d’attente d’un autre port.