Сервис автоматического построения навигационных маршрутов для морских судов на базе данных исторических маршрутов и методов глубокого обучения (Autorouting Service for Maritime Vessels based on Historical Routes Data and Deep Learning Techniques)

Разработан Сервис для автоматизированного построения и оптимизации навигационных маршрутов морских судов. В основе Комплекса лежит применение методов глубокого обучения и эволюционных вычислений для анализа больших массивов исторических данных о движении судов (АИС) и построения на их основе глобальной модели морского трафика. Ключевые технологические и функциональные характеристики: 1. Два вычислительных ядра. Комплекс включает два альтернативных подхода к решению задачи маршрутизации: 1.1. На основе генетических алгоритмов (ГА), обеспечивающих поиск оптимальных решений в широком пространстве вариантов. 1.2. На основе графовых нейронных сетей (ГНС), использующих построенный глобальный граф морских путей для быстрого и эффективного расчета маршрутов. 2. Многокритериальная оптимизация. Алгоритмы обеспечивают расчет маршрута с одновременным учетом следующих критериев: соблюдение заданного времени отправления (ETD) и прибытия (ETA), актуальный гидрометеорологический прогноз, минимизация расхода топлива и обеспечение навигационной безопасности путем учета зон с высокой плотностью трафика. Обучаемая модель на основе исторических данных. Комплекс содержит модули для обработки и анализа исторических АИС данных (более 1 года, свыше 100 000 судов), на основе которых автоматически строятся глобальные тепловые карты плотности трафика и граф морских маршрутов. Это позволяет системе адаптироваться и использовать коллективный опыт мореплавания. Совместимость со стандартным навигационным оборудованием. Реализована функция конвертации рассчитанного маршрута в общепринятый отраслевой формат RTZ (Route Plan Exchange Format), что обеспечивает прямую интеграцию и использование маршрутов в бортовых электронно-картографических навигационно-информационных системах (ЭКНИС). Научно-техническая ценность и значимость: Ценность результата заключается в создании интеллектуального инструмента, способного автоматически генерировать навигационные маршруты, превосходящие по качеству стандартные решения. Новизна состоит в синергии двух современных подходов (ГА и ГНС) и их применении к анализу глобальных исторических данных для решения прикладной навигационной задачи.