Автоматизація планування координат рейсового циклу автономного судна
Authors: Муравйов Гліб 
Published: October 2024

Метою даної роботи являється розробка алгоритмів і розрахункових схем для автоматизації планування координат шляху автономного судна в рейсовому циклі. Однією з головних цілей є розробка способів підвищення точності планування координат шляху та удосконалення методів ефективного маневрування для організації безпечного плавання по ним. Традиційно координаційне планування виконується вручну, що являється трудомістким процесом і часто призводить до помилок або недоліків. Завдяки автоматизації судноводій приймає більш швидкі та точні рішення, що значно знижає ризик навігаційних та кібернетичних аварій. Автоматизація також може допомогти судну оптимізувати маршрут переходу на основі врахування зовнішніх та внутрішніх факторів, які впливають на його рух. Крім того необхідно враховувати вірогідність появи техногенних ризиків та відповідним чином оперативно коригувати свій маршрут, щоб уникнути небезпечних аварійних ситуацій. Він також може прискорити планування шляху та оптимізувати маршрут для скорочення споживання палива, підготувати вантаж до безпечного перевезення в складних умовах плавання та інших факторів, що призводить до економії коштів і покращення екологічної стійкості рейсового циклу. Ще одна ключова перевага автоматизації в координаційному плануванні полягає в тому, що вона може допомогти судну працювати ефективніше в перевантажених зонах, таких як порти або судноплавні шляхи з інтенсивним рухом. Автономні судна, оснащені вдосконаленими датчиками параметрів маневрування та використовують сучасні технології автоматизації виробничих процесів, які дозволяють оперативно управляти судном в складних зовнішніх умовах більш надійно, ніж ручне управління оператором. Автоматизуючи цей важливий аспект рейсового циклу, судноплавні компанії можуть знизити витрати, підвищити стійкість і забезпечити безпечну та ефективну роботу своїх суден. Штучний інтелект (AI) і машинне навчання (ML) можна використовувати для аналізу даних від датчиків і прийняття рішень від імені судна. Ці алгоритми також можна використовувати для оптимізації маршруту судна на основі різноманітних факторів. Алгоритм швидкого дослідження випадкового дерева (RRT*) контрольних параметрів маневрування використовується для управління рухом по плановому маршруту, без зіткнень для судна. Він створює перелік можливих безпечних шляхів і вибирає найкращий на основі, аналізу параметрів відстані до навігаційних перешкод і безпечного розходження з другими суднами. Автоматизація координатного планування в рейсовому циклі автономного судна є важливою галуззю судноплавних технологій, яка швидко розвивається. Використовуючи вдосконалені датчики, алгоритми AI/ML та інші технології, автономні судна можуть оптимізувати планування маршруту, підвищити навігаційну безпеку, та зменшити експлуатаційні витрати. Використання ефективних алгоритмів, таких як швидке дослідження випадкового дерева параметрів стану системи (RRT*) і визначений простір їх зміни, допомагає організувати безпечне та ефективне управління роботою судна, а зв’язок з іншими суднами та портами може надати цінні дані в реальному часі для оптимізації рейсу. Оскільки ця технологія продовжує розвиватися, ми можемо очікувати все більшої кількості автономних суден, які вимагають мінімального втручання оператора судна в цикл його експлуатації. Це не тільки підвищить ефективність і безпеку, але й призведе до зниження витрат. Тому автоматизація планування координат у рейсовому циклі автономного судна та організація маневрування по ним, є вирішальним кроком до повністю автономного судноплавства. Він має потенціал революціонізувати судноплавну галузь, дозволяючи суднам працювати ефективніше та безпечніше зменшуючи потребу в людському втручанні.