Ships route planning with respect of sea wave properties

Abstract

Морской государственный университет им. адм. Г.И. Невельского Владивосток, Россия Планирование маршрута перехода морского судна с учетом параметров волнения Статья посвящена проблеме обеспечения безопасного движения судов на морских акваториях. Особое место в рамках этой проблемы занимает задача планирования пути: траектории движения судна на локальной акватории и маршрута перехода от порта отправления к порту назначения. Целью планирования траектории судна на локальной акватории является обеспечение навигационной безопасности в условиях коллективного движения и географических особенностей акватории. Основная задача планирования маршрута перехода-оптимизация движения с различными критериями: кратчайший путь, кратчайшее время, минимальный расход топлива и т.п. В предлагаемой статье рассматривается задача планирования маршрута перехода с учётом опасности, которую представляет морское волнение при его воздействии на суда основных классов. В основу математической модели задачи положена интегральная оценка степени воздействия морского волнения на судно по пути следования судна к месту назначения. Ставится задача минимизации этого воздействия. При этом метрикой, характеризующей степень опасности морского волнения, выступают известные отраслевые представления, описываемые диаграммой штормования судна на попутном волнении.

Validation and Refinement of a Ship Route During the Voyage

“…The common approach to ensure ship optimality amid external effects is to define a measure of these effects and plan a route that minimizes negative effects and maximizes positive effects. Paper [13] introduces a measure for wave effects on the ship, and the route is optimized against this criterion to ensure voyage safety. Papers [14] and [15] represent route planning as an optimization task that consists in minimization of a "route cost".…”

“…If an obstacle blocks the best route, then the actual route is not a straight line. In general, ship routing requires to find the shortest route [13]. According to [13,16], the distance coefficient measures to what extent the route is close to the best one in terms of distance.…”

“…In general, ship routing requires to find the shortest route [13]. According to [13,16], the distance coefficient measures to what extent the route is close to the best one in terms of distance. This coefficient can be defined as where l e is the length of the best route (the length of the line segment between start and destination points) and l r is the length of the route being examined.…”

“…The less time it takes to travel by a route, the better the route is [13,14]; for example, shorter travel time can in some cases reduce voyage costs [3]. Therefore, we can say that the best possible route makes the ship travel by a straight line with the optimal speed, which means that this route is optimal in terms of time [13].…”

“…The less time it takes to travel by a route, the better the route is [13,14]; for example, shorter travel time can in some cases reduce voyage costs [3]. Therefore, we can say that the best possible route makes the ship travel by a straight line with the optimal speed, which means that this route is optimal in terms of time [13]. Therefore, the time coefficient can be defined as where t e is the time needed to follow the best possible route, t r is the time needed to travel by the route under consideration, l e is the length of the best possible route, v max is the maximum possible speed of the ship in calm waters, l (i) r is the length of the ith edge of the route r, v (i) r is the prescribed speed for the ith edge of the route r, t (i) r,dep is the prescribed departure time (ETD) for the ith waypoint of the route r and t (i) r,arr is the prescribed arrival time (ETA) for the ith waypoint of the route r. However, a ship can move faster than in calm waters in case of co-directed streams.…”