Koncepcja systemu wspomagania decyzji nawigatora statku opartego na ewolucyjnym planowaniu manewrów antykolizyjnych

Szłapczyński, R.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Koncepcja systemu wspomagania decyzji nawigatora statku opartego na ewolucyjnym planowaniu manewrów antykolizyjnych

Autorzy

Szłapczyński R.

Identyfikatory

Warianty tytułu

A concept of a ship decision support system based on evolutionary planning of collision avoidance manoeuvres

Języki publikacji

Abstrakty

Artykuł przedstawia koncepcję systemu wspomagania decyzji nawigatora statku opartego na wątkach badań prowadzonych wcześniej przez autora. System będzie rozszerzał funkcjonalność systemów dotychczasowych o możliwość szczegółowego planowania bezpiecznej trajektorii statku na wodach zamkniętych, z dużą liczbą statków obcych i ograniczeniami toru wodnego. Artykuł zawiera dyskusję możliwych podejść do planowania manewrów, optymalizacji trajektorii i zakresu ingerencji użytkownika. W wyniku tej dyskusji stwierdzono, że system będzie z wyprzedzeniem uwzględniał przepisowe manewry statków obcych i stosował algorytmy ewolucyjne jako podstawowe narzędzie optymalizacji, a uczenie się ze wzmocnieniem jako narzędzie wspomagające, umożliwiające kalibrację metody. Będzie on również pozwalał użytkownikowi na ręczne uzupełnianie lub korektę wyznaczanych automatycznie parametrów i pozyskiwanych danych.

The paper presents the concept of a ship decision support system based on the author’s past research. The system will extend the functionality of present systems by detailed planning of safe trajectories on restricted waters with multiple targets and stationary constraints. The paper discusses possible approaches to planning collision avoidance manoeuvres and optimising the own ship’s trajectory as well as approaches to the user’s input. It has been decided that the system will take into account other ships’ manoeuvres in advance and that evolutionary algorithms will be used as main optimisation tool with reinforcement learning as a supporting tool for calibration of the method. The system will allow its users to supplement or modify the automatically determined parameters and other data.

Słowa kluczowe

nawigator statku trajektoria statku

ship's navigation ship’s trajectory

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny

Czasopismo

Logistyka

Rocznik

2014

Tom

nr 6

Strony

10385--10392

Opis fizyczny

Bibliogr. 20 poz., rys., pełny tekst na CD 3

Twórcy

autor

Szłapczyński R.

rafal@pg.gda.pl

Politechnika Gdańska, Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa, Katedra Mechatroniki Morskiej

Bibliografia

1. Chang K. Y., Jan G.E, Parberry I. A Method for Searching Optimal Routes with Collision Avoidance on Raster Charts. The Journal of Navigation, vol. 56. str. 371-384. 2003.
2. Cheng X., Liu Z., Trajectory Optimization for Ship Navigation Safety Using Genetic Annealing Algorithm. Proceedings of ICNC 2007 Third International Conference on Natural Computation, 4, str. 385 – 392, 2007.
3. Cockcroft A.N., Lameijer J.N.F., A Guide to Collision Avoidance Rules. ButterworthHeinemann, 2011.
4. Coldwell T.G., Marine Traffic Behaviour in Restricted Waters. The Journal of Navigation, vol. 36, str. 431-444, Cambridge University Press, 1983.
5. COLREGS - Convention on the International Regulations for Preventing Collisions at Sea. International Maritime Organization, London, 1972 [z poprawkami z 2009 r.].
6. Ito M., Feifei Z., Yoshida N., Collision avoidance control of ship with genetic algorithm. Proceedings of the 1999 IEEE International Conference on Control Applications, vol. 2, str, 1791 – 1796, 1999.
7. Lisowski J., The Dynamic Game Models of Safe Navigation. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Vol. 1, No. 1, str. 11-18, 2007.
8. Lisowski J., The Sensitivity of Safe Ship Control in Restricted Visibility at Sea. TransNav, the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Vol. 6, No. 1, str. 35-45, 2012.
9. Michalewicz Z., Fogel D.B., How To Solve It: Modern Heuristics. Springer-Verlag, 2004.
10. Pietrzykowski Z., Borkowski P., Wołejsza P., Marine Integrated Navigational Decision Support System. Telematics in the Transport Environment, Communications in Computer and Information Science, Volume 329, str. 284-292, 2012.
11. Smierzchalski R., Michalewicz Z., Modelling of a Ship Trajectory in Collision Situations at Sea by Evolutionary Algorithm. IEEE Transactions on Evolutionary Computation, No. 3 Vol. 4, str. 227-241. 2000.
12. Statheros T., Howells G., McDonald Maier K., Autonomous Ship Collision Avoidance Navigation Concepts, Technologies and Techniques. The Journal of Navigation, 61(01), str. 129142, Cambridge University Press, 2008.
13. Szlapczynska J., Multi-objective Weather Routing with Customised Criteria and Constraints. The Journal of Navigation, w druku, Cambridge University Press, 2014.
14. Szlapczynski R., A unified measure of collision risk derived from the concept of a ship domain, The Journal of Navigation, vol. 59, str. 477-490, Cambridge University Press, 2006.
15. Szlapczynski R., Szlapczynska J., On Evolutionary Computing in Multi-Ship Trajectory Planning. Applied Intelligence, Springer Netherlands, 2012, opublikowane w wersji elektronicznej X.2011, Doi: 10.1007/s10489-011-0319-7, http://www.springerlink.com/content/j40qp07031634568 (otwarty dostęp),.
16. Tam C., Bucknall, R., Path-planning algorithm for ships in close-range encounters. Journal of Marine Science and Technology, vol. 15, Issue 4, str.395-407, Springer, 2010.
17. Tsou M. C., Hsueh C. K., The study of ship collision avoidance route planning by ant colony algorithm. Journal of Marine Science and Technology, 18(5), str. 746–756, Springer, 2010.
18. Tsou M. C., Kao S.-L., Su C.-M., Decision Support from Genetic Algorithms for Ship Collision Avoidance Route Planning and Alerts. The Journal of Navigation, vol. 63, str. 167–182, Cambridge University Press, 2010.
19. Yang L.L., Cao S.- H., Li B.Z., A Summary of Studies on the Automation of Ship Collision Avoidance Intelligence. Journal of Jimei University (Natural Science), vol. 2, 2006.
20. Zeng X., Evolution of the safe path for ship navigation. Applied Artificial Intelligence. 17, str. 87–104, Taylor & Francis, 2003.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-b6d0be67-34b4-4e88-b08a-6bb23a657db6