КООПЕРАТИВНОЕ МАНЕВРИРОВАНИЕ БЕЗЭКИПАЖНЫХ СУДОВ ДЛЯ БЕЗОПАСНОГО РАСХОЖДЕНИЯ В МОРЕ
Аннотация
В статье рассматривается проблема безопасного расхождения группы судов в море. Для ее решения необходимо обеспечить кооперативное маневрирование нескольких судов из этой группы. Рассматривается ситуация безэкипажных судов, когда каждым судном управляет автоматический агент. Использование безэкипажных технологий позволяет исключить влияние человеческого фактора на безопасность мореплавания. Для этого необходимо разработать надежные алгоритмы управления судами в автоматическом режиме. Предложен алгоритм решения данной задачи. Для этого во множестве судов в заданной акватории выделяются подмножества опасно идущих судов, привилегированных судов, судов, обязанных маневрировать, судов, представляющих ограничения для решения. Описан метод построения указанных подмножеств. Подмножество опасно идущих судов строится путем попарной оценки опасности сближения каждого судна с остальными судами из группы. Для этого необходимо синтезировать прогнозы траекторий движения всех судов в акватории. Предложена шкала риска и алгоритм оценки опасности сближения судов. Множество опасно идущих судов делится на два подмножества: привилегированные суда и суда, обязанные маневрировать. Безопасное расхождение необходимо обеспечить маневрированием этих судов. Остальные суда в акватории являются ограничениями при поиске решения. В случае отсутствия решения предлагается процедура смягчения ограничений за счет перемещения судов из одного множества в другое и повторного поиска решений. Полученное решение является набором измененных маршрутов для судов, обязанных маневрировать. Для проведения кооперативных действий необходимо обеспечить обмен информацией между автоматическими агентами. Этот вопрос также затронут в статье.
Ключевые слова
безэкипажное судно, кооперативное маневрирование, предупреждение столкновений, МППСС-72, COLREG-72
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Международные правила предупреждения столкновений судов в море 1972 г. (МППСС-72). - 5-е изд. - М.: Моркнига, 2011. - 142 с.
Васильев С. Н. Интеллектуальное управление динамическими системами / С. Н. Васильев [и др.]. - М.: Физматлит, 2000. - 352 с.
Johansen T. A. Ship collision avoidance and COLREGS compliance using simulation-based control behavior selection with predictive hazard assessment / T. A. Johansen, T. Perez, A. Cristofaro // IEEE transactions on intelligent transportation systems. - 2016. - Vol. 17. - Is. 12. - Pp. 3407-3422. DOI: 10.1109/TITS.2016.2551780.
Woerner K. L. Collision avoidance road test for colregs-constrained autonomous vehicles / K. L. Woerner, R. Benjamin, M. Novitzky, J. J. Leonard // OCEANS 2016 MTS/IEEE Monterey. - IEEE, 2016. - Pp. 1-6. DOI: 10.1109/OCEANS.2016.7761413.
Цымбал Н. Н. Формализация МППСС-72 в части координации взаимодействия судов при расхождении / Н. Н. Цымбал, Р. Ю. Бужбецкий // Судовождение. - 2006. - № 12. - С. 124-129.
Вагущенко Л. Л. Поддержка решений по расхождению с судами / Л. Л. Вагущенко, А. Л. Вагущенко. - Одесса: Феникс, 2010. - 229 с.
Вагущенко Л. Л. Мультиагентный подход к решению задач расхождения судов / Л. Л. Вагущенко, А. Л. Вагущенко // Судовождение. - 2008. - № 15. - С. 35-43.
Dmitriev S. P. Safety Measures for a Ships Passing Track in the Multiagent Framework / S. P. Dmitriev, V. Kolesov, A. V. Osipov // IFAC Proceedings Volumes. - 2000. - Vol. 33. - Is. 21. - Pp. 373-377. DOI: 10.1016/S1474-6670(17)37103-3.
Дмитриев С.П. Автоматический синтез траекторий движения как средство интеллектуальной поддержки судоводителя / С. П. Дмитриев и [др.] // Гироскопия и навигация. - 2001. - № 3 (34). - С. 19-31.
Дмитриев С. П. Система интеллектуальной поддержки судоводителя при расхождении судов / С. П. Дмитриев, Н. В. Колесов, А. В. Осипов, Г. Н. Романычева // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. - 2003. - № 2. - С. 98-105.
Смоленцев С. В. Формализация задачи расхождения судов в море на основе теории мультиагентной системы / С. В. Смоленцев // Эксплуатация морского транспорта. - 2011. - № 2. - C. 19-24.
Смоленцев С. В. Концепция автоматизированной интеллектуальной системы расхождения судов / С. В. Смоленцев [и др.] // Эксплуатация морского транспорта. - 2012. - № 4 (70). - C. 11-14.
Смоленцев С. В. Проблема оценки навигационной ситуации в море / С. В Смоленцев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2015. - № 6 (34). - С. 23-28. DOI: 10.21821/2309-5180-2015-7-6-23-28.
Смоленцев С. В. Автоматический синтез решений по расхождению судов в море / С. В. Смоленцев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2016. - № 2 (36). - С. 7-16. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-8-2-7-16.
Об авторах
Смоленцев Сергей Викторович - доктор технических наук, профессор
sswasily@mail.ru. SmolencevSV@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Сазонов Анатолий Ефимович - доктор технических наук, профессор
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Искандеров Юрий Марсович - доктор технических наук, профессор
Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации Российской академии наук
