Brevet FR3151120A1 — publié le 20250117

Procédé pour la prédiction d'une heure d'arrivée à quai d'un navire, comprenant les étapes suivantes : - collecter des informations de position émises par un navire en route vers un port, 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 le port, une heure d’arrivée du navire en zone d’attente portuaire, par des moyens de calcul disposés en dehors du navire, - prédire sur le réseau, à partir de nombreuses positions présentes et passées de navires, en zone d’attente portuaire, une heure de début d’un transit du navire vers le port, depuis la zone d’attente portuaire, par des moyens de calcul disposés en dehors du navire, - prédire sur le réseau, à partir de nombreux temps de transit présents et passés de navires entre la zone d'attente portuaire et des quais du port, une heure d'arrivée du navire à un quai du port, par des moyens de calcul disposés en dehors du navire, - communiquer à des moyens de déchargement du navire, l’heure d'arrivée du navire au quai du port (ET), via le réseau de télécommunications ; - adapter une vitesse des moyens de déchargement, pour respecter l’heure d'arrivée du navire, au quai du port. Prédiction d’une heure d’arrivée à quai d’un navire. L’invention concerne le domaine de la navigation maritime en général et plus particulièrement le domaine de la prédiction d’une heure d’arrivée à quai d’un navire ou ETB. Dans l’art antérieur à la présente demande, l’heure (« Time » en anglais) d’arrivée d’un navire dans un port, à quai, est une notion importante en matière de logistique. L’ensemble des acteurs d’une chaîne d’approvisionnement maritime et terrestre est intéressé dans l’art antérieur à la présente demande, à disposer d’une prédiction fiable pour d’une heure d’arrivée d’un navire au quai d’un port (ou « ETB » pour « Estimated Time of Berthing » en anglais). Toutefois, une telle prédiction pour une flotte de navires en transit vers une zone portuaire dédiée pour chacun à leur déchargement , s’applique à un phénomène hautement variable de façon aléatoire du point de vue du port, les navires y arrivant de façon hautement incohérente entre eux et une prévision ou une prédiction fiable 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 nécessitant des négociations humaines est inutilisable pour une prédiction automatique d’un ETB. 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. 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’ETAais est une indication apparemment non exploitable par un système de prédiction d’ETB, 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 et surtout étant calculée par l’équipage sans connaissance du temps de séjour en zone d’attente et du temps de transit entre la zone d’attente du port de destination et un quai de ce port, pour le déchargement navire. En conséquence dans l’art antérieur, l’ETA n’est pas de façon quelconque utilisable pour produire un ETB. Il en résulte un problème de congestion portuaire à différents niveaux (en zone d’attente, à quai , … ) , qui est bien connu et traité dans l’art antérieur comme un phénomène aléatoire et très difficilement prévisible ou prédictible. Ce problème induit des difficultés logistiques irréductibles, qui se traduisent pour les ports, notamment par des durées d’immobilisation ou de déplacement à faible vitesse pour les navires en zone d’attente, induisant une surconsommation de carburant et une pollution plus importante pour les bateaux stationnant en zone d’attente du port ou des indisponibilités de quais pour les navires de plus gros tonnage comme les porte-conteneurs. La prédiction d’un temps d’arrivée à quai d’un navire pour la navigation maritime est donc 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 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 et passées d’un ensemble de navire 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 de façon plus fiable que l’ETA émis par le navire lui-même. Mais cette donnée n’est pas plus utilisable pour un calcul d’ETB que l’ETA émis par le navire. Dans ce contexte, la présente demande concerne un procédé pour la prédiction d'une heure d'arrivée à quai d'un navire, qui comprend les étapes suivantes : - collecter des informations de position émises par un navire en route vers un port, 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 le port, une heure d’arrivée du navire en zone d’attente portuaire, par des moyens de calcul disposés en dehors du navire ; - prédire sur le réseau, à partir de nombreuses positions présentes et passées de navires, en zone d’attente portuaire, une heure de début d’un transit du navire vers le port, depuis la zone d’attente portuaire, par des moyens de calcul disposés en dehors du navire ; - prédire sur le réseau, à partir de nombreux temps de transit présents et passés de navires entre la zone d'attente portuaire et des quais du port, une heure d'arrivée du navire à un quai du port, par des moyens de calcul disposés en dehors du navire ; - communiquer l’heure d'arrivée du navire au quai du port, à des moyens de prise en charge d’une cargaison du navire, via le réseau de télécommunications ; - mobiliser les moyens de prise en charge de la cargaison du navire, à l’heure d'arrivée du navire au quai du port. Dans des variantes du procédé: - 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 un autre navire que ledit navire. - les moyens de calcul sont disposés sur une plateforme terrestre. - la communication aux moyens de déchargement du navire, de l’heure d’arrivée du navire au quai du port, est faite via un réseau de téléphonie mobile. L’invention sera mieux comprise en lien avec la liste des figures ci-après dans laquelle: : illustre un navire en route vers un quai d’un port, recevant, par voie de transmission satellite, un ET (heure estimée ou « Estimated Time» en anglais) qui est un ETB ou heure d’arrivée du navire au quai 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’ETB, 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 ETB prédit pour le navire, i.e. une heure d’arrivée à un quai du port, prédite pour le navire. Un tel récepteur reçoit l’ETB et l’affiche pour le pilote aux commandes, soit l’envoie sur un pilote automatique du navire. Pour un pilote automatique utilisant une valeur d’ETB pour régler la vitesse, il sera possible de saisir l’ETB reçu dans la balise AIS, comme ETAais ou ETA émis par le navire. Une telle émission via AIS (ou de façon équivalente via tout réseau à disposition du navire pour émettre), d’un ETB au lieu ou en remplacement d’un ETA, permet à un port qui calcule l’ETB 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 ETB de façon fiable. La méthode de calcul de l’ETB 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 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 d’attente du navire en zone portuaire et au moyen de nombreuses positions présentes et passées de navires dans cette zone portuaire. Puis, une fois l’heure de transit connue ainsi que le quai d’arrivée, il sera possible de calculer au moyen de nombreuses durées de transit présentes et passées entre la position du navire en zone d’attente et le quai, l’heure d’arrivée du navire au quai du port, avec une fiabilité améliorée par rapport à l’art antérieur. Enfin, en communiquant l’ETB au navire, il sera aussi possible d’une part de permettre au navire de naviguer en adaptant sa vitesse pour respecter l’ETB reçu par le navire et d’autre part en réémettant cet ETB 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’ETB de vérifier que le navire a bien reçu l’ETB du port, l’ETA remplacé et réémis jouant le rôle ou exerçant la nouvelle fonction, d’un accusé de réception de l’ETB transmis au navire. Toutes les méthodes disponibles dans l’art antérieur pour prédire 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 pourra ainsi être évaluée à partir d’une heure d’arrivée en zone d’attente ou ETA prédit, à laquelle on ajoutera une durée d’immobilisation prédite. Toute méthode disponible dans l’art antérieur, pour prédire une durée de transit vers un quai du port pourra être utilisée. L’heure d’arrivée à un quai et le numéro de ce quai pourront ainsi être prédits, en fonction de données d’ETA , d’immobilisation et de transit plus fiables et dépendantes l’une de l’autre, ce qui améliore la fiabilité de la prédiction de l’ETB final. Cette propriété pourra inciter les navires à prendre en compte l’ETB transmis 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 faire tendre l’ETB vers l’ATA (heure réelle d’arrivée du navire à un quai du port). Un avantage de la méthode selon la présente demande, qui s’étend à tous ses modes de réalisation, est de pouvoir prédire aussi de façon plus fiable un numéro de quai du port auquel le navire sera amarré et devra être déchargé, ce qui ouvre la possibilité de synchroniser des moyens de déchargement d’un navire à ce quai d’arrivée (grues, etc…) en adaptant leur vitesse de déchargement ou des moyens de transport terrestre (camions, trains, …) aptes au déchargment du navire, pour adapter leur vitesse ou leur trajectoire vers le quai d’arrivée effectif du navire, en les connectant tous à un réseau de télécommunications disponible à quai dans le port ou disponible dans les moyens de transport terrestre, comme, de façon préférée, un réseau de téléphonie mobile. Un autre avantage de ce mode de réalisation, comme dans tous les smodes de la présente demande, est que son application ne nécessite aucun 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 ETB dans l’art antérieur. La transmission de l’ETB 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 ETB 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 bateaux ou navires en route vers un même port. On constate dans ce cas que leurs ETB se rapprochent de la même façon de leur ATA qu’avec un seul navire 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 transit des navires à leur arrivée en zone d’attente, jusqu’à un quai, de façon fluidifiée. Un port peut tout particulièrement de ce point de vue influer sur la fluidité du trafic maritime vers la zone d’attente de ce port, puis jusqu’au quai 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 donc de favoriser la qualité des données utilisées pour entraîner des algorithmes d’intelligence artificielle sur de grands ensembles de données de bonne qualité. Dans tous ses modes de réalisation, l’invention permet ainsi de s’approcher d’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 ETB fiabilisés et donc plus représentatifs d’ATA pour améliorer la logistique des marchandises concernées, obtenant aussi de façon précoce un numéro de quai associé au navire pour son déchargement dans le port. L’absence d’obligation d’installer un autre réseau que le réseau AIS pour recevoir les ETB 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 ETB, 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 ETB 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 du quai 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’ETB 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 ETB prédit, proche d’un ATA 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, s’il est disponible sur un porte-conteneurs est dans l’enseignement de l’invention. Le calcul d’ETB 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. Pour valider une prédiction d’ETB, on pourra la comparer rétrospectivement sur une période avant l’arrivée, à la valeur d’ATA 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 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 ». 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 (changement de vitesse proprement dite) ou de direction de ce vecteur (changement de trajectoire). Dans tous les modes de réalisation de la présente demande, à nouveau, il sera possible avec l’invention d’obtenir une adaptation d’une vitesse de moyens de déchargement (grue…), i.e. de la vitesse de déchargement d’un navire sur le quai d’arrivée du navire ou de la vitesse de flux de transport terrestre (camions, trains…), i.e. de la vitesse de déplacement de ces flux, vers les bons quais d’un port pour avoir dans tous les cas, suffisament de moyens de déchargement à un bon horaire (asservissement de la vitesse et de la trajectoire de ces moyens) sur ces quais. On communiquera à cette fin l’heure d’arrivée du navire au bon quai sur tout type réseau de télécommunications auquel ont accès les moyens de déchargement et on adaptera la vitesse des moyens de déchargement pour converger à l’heure d’arrivée du navire vers ce bon quai. Tout particulièrement, un type de réseau de télécommunications adapté à tous les modes de l’invention et comprenant la synchronisation, via l’adaptation de leur vitesse, des moyens de déchargement, dans leur fonction décrite ci-dessus, sera un réseau de téléphonie mobile. La présente demande est adaptée à l’utilisation « juste à temps » ou cohérente de moyens de déchargement (comme des grues) d’une cargaison d’un navire (comme des conteneurs) sur un quai d’accostage du navire et à l’utilisation « juste à temps » de moyens de chargement de la cargaison depuis le quai dans des moyens de prise en charge terrestre de la cargaison vers une aute destination (comme des camions). L’enseignement de la présente demande permet donc aux moyens de déchargement ou de prise en charge terrestre d’arriver juste à temps au quai, en nombre suffisant et de bonne catégorie de dimensionnement (comme un type et un nombre de grues ou un type et un nombre de camions). L’enseignement de la présente demande permet aussi une utilisation optimale des moyens de déchargement des différents quais d’un port. Procédé pour la prédiction d'une heure d'arrivée à quai d'un navire caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - collecter des informations de position émises par un navire en route vers un port, 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 le port, une heure d’arrivée du navire en zone d’attente portuaire, par des moyens de calcul disposés en dehors du navire ; - prédire sur le réseau, à partir de nombreuses positions présentes et passées de navires, en zone d’attente portuaire, une heure de début d’un transit du navire vers le port, depuis la zone d’attente portuaire, par des moyens de calcul disposés en dehors du navire ; - prédire sur le réseau, à partir de nombreux temps de transit présents et passés de navires entre la zone d'attente portuaire et des quais du port, une heure d'arrivée du navire à un quai du port, par des moyens de calcul disposés en dehors du navire ; - communiquer l’heure d'arrivée du navire au quai du port, à des moyens de prise en charge d’une cargaison du navire, via le réseau de télécommunications; - mobiliser les moyens de prise en charge de la cargaison du navire, à l’heure d'arrivée du navire au quai du port. 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 un autre navire que ledit navire. Procédé selon la revendication 1 dans lequel les moyens de calcul sont disposés sur une plateforme terrestre. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la communication aux moyens de déchargement du navire, de l’heure d’arrivée du navire au quai du port, est faite via un réseau de téléphonie mobile.