Многомерный кластерный анализ данных трафика морской акватории для планирования маршрутов судов
Работая с сайтом, я даю свое согласие на использование файлов cookie. Это необходимо для нормального функционирования сайта, показа целевой рекламы и анализа трафика. Статистика использования сайта обрабатывается системой Яндекс.Метрика
Научный журнал Моделирование, оптимизация и информационные технологииThe scientific journal Modeling, Optimization and Information Technology
cетевое издание
issn 2310-6018

Многомерный кластерный анализ данных трафика морской акватории для планирования маршрутов судов

idГриняк В.М., Артемьев А.В.,  Девятисильный А.С.,  Дудко Д.О.,  Сазонтова М.Д. 

УДК 004.8
DOI: 10.26102/2310-6018/2024.45.2.044

  • Аннотация
  • Список литературы
  • Об авторах

Работа посвящена проблеме планирования маршрутов судов на акваториях с интенсивным движением. В условиях насыщенного трафика навигационная безопасность может быть обеспечена только при координации движения судов и реализации ими определенной схемы движения. В статье рассматривается задача планирования маршрута таким образом, чтобы он соответствовал практике судоходства, сложившейся в конкретном районе. Предлагаемый в работе метод планирования маршрутов основан на кластеризации данных о движении судов. Выделенные кластеры представляют собой области в трех- или четырехмерном фазовом пространстве с близкими значениями скоростей и курсов судов, на основе которых формируется граф возможных маршрутов. Особенностью подхода к построению графа является уменьшение числа вершин и ребер за счет моделирования выделенных кластеров охватывающими многоугольниками. В работе показано, что во многих случаях могут использоваться не только вогнутые, но и выпуклые многоугольники, что может дополнительно уменьшить мощность графа. В статье дается метрика расстояния между точками в фазовом пространстве, по которой ведется кластеризация данных, обсуждаются проблемы выбора параметров метрики и алгоритма кластеризации. Отмечается перспективность использования алгоритма DBSCAN. Работа сопровождается расчетами планируемых маршрутов судов на данных реальной акватории (Сангарский пролив). Приводятся результаты кластеризации данных о движении, выделения местоположения кластеров путем построения охватывающих многоугольников, вычисления маршрута судна. Отмечается, что рассматриваемая задача может быть актуальна в контексте перспективного развития автономного судовождения. В этом случае рассчитанный маршрут судна будет соответствовать движению других судов, находившихся на акватории ранее. Это позволит снизить вероятность возникновения опасных ситуаций при движении автономного судна в общем судопотоке.

Ключевые слова: безопасность судоходства, управление движением судов, система установления путей движения, интенсивное движение, планирование маршрутов, кластеризация, алгоритмы на графах

Для цитирования: Гриняк В.М., Артемьев А.В., Девятисильный А.С., Дудко Д.О., Сазонтова М.Д. Многомерный кластерный анализ данных трафика морской акватории для планирования маршрутов судов. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2024;12(2). URL: https://moitvivt.ru/ru/journal/pdf?id=1591 DOI: 10.26102/2310-6018/2024.45.2.044

274

Полный текст статьи в PDF

Поступила в редакцию 30.05.2024

Поступила после рецензирования 14.06.2024

Принята к публикации 21.06.2024

Опубликована 30.06.2024