Operation of Maritime Transport Operation of Maritime Transport Эксплуатация морского транспорта 1992-8181 64383 10.34046/aumsuomt106/15 РАЗДЕЛ 1 ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА, СУДОВОЖДЕНИЕ, ВОДНЫЕ ПУТИ СООБЩЕНИЯ И ГИДРОГРАФИЯ OPERATION OF WATER TRANSPORT, NAVIGATION WATERWAYS AND HYDROGRAPHY РАЗДЕЛ 1 ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА, СУДОВОЖДЕНИЕ, ВОДНЫЕ ПУТИ СООБЩЕНИЯ И ГИДРОГРАФИЯ SAILING ROUTE IN AREAS WITH RESTRICTED FACTORS: GRAPH-NEURONET APPLICATION МАРШРУТИЗАЦИЯ ПЛАВАНИЯ В РАЙОНАХ С ОГРАНИЧЕВАЮЩИМИ ФАКТОРАМИ: ГРАФО-НЕЙРОСЕТЕВОЙ МЕТОД Бородин Евгений Львович L Borodin E L elb999@mail.ru Биденко С. И. Bidenko S. I. Бенгерт А. А. Bengert A. A. Мучкаева И. С. Muchkaeva I. S. Кириленко А Д Kirilenko A D kir-aiid@vandex.ni Храмов И. С. Hramov I. S. Ярисов В. В. Yarisov V. V. ФГБОУ ВО «Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова» ru ФГБОУ ВО «Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова» ru ФГБОУ ВО «ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова» ru ФГБОУ ВО «ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова» ru 31 03 2023 31 03 2023 89 101 31 03 2023 31 03 2023 https://aumsu.editorum.ru/en/nauka/article/64383/view

Сформулированы подходы к построению оптимальных маршрутов перехода в районах со сложными навигационными условиями, такими как лед, мелководье, осадки, ветер и т.д. Показана необходимость оперативной обработки большого количества априорной и измеряемой навигационно-гидрографиче-ской и гидрометеорологической информации при плавании в районах с опасными ограничивающими факторами. Указана возможность использования для этого аппарата нейронных сетей (НС). Обоснован набор параметров, необходимых для достижения заданной точности при анализе ситуации. Сформулированы требования к обучающей поверхности нейросети. Отмечена значительная избыточ-ность процедур прямого нейросетевого анализа всего анализируемого района плавания. Показана необходимость предварительной локализации области возможного нахождения оптималь-ного маршрута для уменьшения количества аналитических нейросетевых процедур. Для этого предло-жена методика локализации области нахождения оптимального маршрута с помощью графов

Application for creating optimum passage routes in areas with difficult navigational conditions such as: ice, shallow waters, precipitations, wind etc. has been pointed out. The necessity of urgent processing large volume of preliminary and measured navigational, hydrographic and hydrometeorological information while sailing in restricted areas has been shown. The possibility of using neuronets has been also indicated. The quantity of parameters, required for achievement of fixed accuracy when analyzing situation has been determined. The article discusses requirements for neuronet surface training. The necessity of preliminary location of existing optimumroute for reducing quantity of analytical neuronet procedures has been shown. The method of locating the region of existing optimum route by means of graphs has been suggested

 маршрут экстремальная навигация ограничивающие факторы обстановка нейросеть морская территориальная активность искусственные нейронные сети модель обстановки графовые модели route extreme navigation restricted factors situation neuronet maritime territorial activity arti-ficial neuronet graph models

Агафонов А.А., Максимов А.И., Бородинов А.А. Исследование эффективности вычисления надежного кратчайшего пути с использованием GPU // VI Междунар. конф. и молодёжная школа «Информационные технологии и нано-технологии» (ИТНТ-2020). - 2020. - С. 1-7. Agafonov A.A., Maksimov A.I., Borodinov A.A. Issledovanie effektivnosti vychisleniya nadezhnogo kratchayshego puti s ispol'zovaniem GPU // VI Mezhdunar. konf. i molodezhnaya shkola «Informacionnye tehnologii i nano-tehnologii» (ITNT-2020). - 2020. - S. 1-7. Агафонов А. А., Мясников В. В. Метод опреде-ления надежного кратчайшего пути в стохасти-ческой сети с использованием параметрически заданных устойчивых распределений вероятно-стей // СПИИРАН. - 2020. Т. 3. - Вып. 18. - С. 558-582. Agafonov A. A., Myasnikov V. V. Metod oprede-leniya nadezhnogo kratchayshego puti v stohasti-cheskoy seti s ispol'zovaniem parametricheski zadannyh ustoychivyh raspredeleniy veroyatno-stey // SPIIRAN. - 2020. T. 3. - Vyp. 18. - S. 558-582. Бекасов Д.Е. Применение аппарата нечеткой ло-гики при решении задачи поиска пути в неиз-вестном окружении // Молодежный науч.-техн. вестник. МГТУ им.Н.Э. Баумана: электрон. журн. - 2012. - №. 5. - С. 40. Bekasov D.E. Primenenie apparata nechetkoy lo-giki pri reshenii zadachi poiska puti v neiz-vestnom okruzhenii // Molodezhnyy nauch.-tehn. vestnik. MGTU im.N.E. Baumana: elektron. zhurn. - 2012. - №. 5. - S. 40. Бородин Е.Л., Биденко С.И., Храмов И.С. и др. Геоинформационная поддержка управления морской транспортной активностью: методиче-ский аспект // Эксплуатация морского транс-порта. - 2018 .- № 2. - С. 80 - 85. Borodin E.L., Bidenko S.I., Hramov I.S. i dr. Geoinformacionnaya podderzhka upravleniya morskoy transportnoy aktivnost'yu: metodiche-skiy aspekt // Ekspluataciya morskogo trans-porta. - 2018 .- № 2. - S. 80 - 85. Бородин Е.Л., Биденко С.И., Храмов И.С. Оценка обстановки в ближней морской зоне с использованием искусственных нейронных се-тей // Эксплуатация морского транспорта. - 2018. - № 4. - С. 82 - 90. Borodin E.L., Bidenko S.I., Hramov I.S. Ocenka obstanovki v blizhney morskoy zone s ispol'zovaniem iskusstvennyh neyronnyh se-tey // Ekspluataciya morskogo transporta. - 2018. - № 4. - S. 82 - 90. Гилимьянов Р.Ф., Рапопорт Л.Б. Метод дефор-мации пути в задачах планирования движения роботов при наличии препятствий // Проблемы управления. - 2012. - № 1. - С. 70-76 Gilim'yanov R.F., Rapoport L.B. Metod defor-macii puti v zadachah planirovaniya dvizheniya robotov pri nalichii prepyatstviy // Problemy upravleniya. - 2012. - № 1. - S. 70-76 Емельченков Е. П., Мунерман В. И., Мунерман Д. В., Самойлова Т. А. Один метод построения циклов в графе // Современные информацион-ные технологии и ИТ-образование [Электрон-ный ресурс]. - 2021. - Т. 17. - № 4. URL: http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/773 (дата обращения: 08.07.2022). Emel'chenkov E. P., Munerman V. I., Munerman D. V., Samoylova T. A. Odin metod postroeniya ciklov v grafe // Sovremennye informacion-nye tehnologii i IT-obrazovanie [Elektron-nyy resurs]. - 2021. - T. 17. - № 4. URL: http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/773 (data obrascheniya: 08.07.2022). Иванов С. В., Белоножко Д. Г., Петрова О. В., Стадник А. Н., Лозовский В. В. Методика опти-мального поиска неравноценных объектов про-тивника на основе решения задачи коммивоя-жера // Стратегическая стабильность. - 2020. - № 4 (93). - С. 46-54. Ivanov S. V., Belonozhko D. G., Petrova O. V., Stadnik A. N., Lozovskiy V. V. Metodika opti-mal'nogo poiska neravnocennyh ob'ektov pro-tivnika na osnove resheniya zadachi kommivoya-zhera // Strategicheskaya stabil'nost'. - 2020. - № 4 (93). - S. 46-54. Козлов С. В. Интеллектуальная система под-держки принятия решений «Advanced Tester» // Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии: сб. материалов X Всерос. конф. (Оренбург,18-19 нояб. 2021). Оренбург: Оренбургский гос. ун-т. - 2021. - С. 127-131. Kozlov S. V. Intellektual'naya sistema pod-derzhki prinyatiya resheniy «Advanced Tester» // Komp'yuternaya integraciya proizvodstva i IPI-tehnologii: sb. materialov X Vseros. konf. (Orenburg,18-19 noyab. 2021). Orenburg: Orenburgskiy gos. un-t. - 2021. - S. 127-131. Морозов С. А., Мунерман В. И., Симаков В. А. Экспериментальный анализ многомерно-мат-ричного подхода к построению маршрутов в графе // Изв. вузов. Электроника. - 2022. - Т. 27. - № 5. - С. 676-686. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2022-27-5-676-686 Morozov S. A., Munerman V. I., Simakov V. A. Eksperimental'nyy analiz mnogomerno-mat-richnogo podhoda k postroeniyu marshrutov v grafe // Izv. vuzov. Elektronika. - 2022. - T. 27. - № 5. - S. 676-686. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2022-27-5-676-686 Мунерман В. И., Мунерман Д. В. О соответ-ствии моделей данных и моделей вычислений // Системы компьютерной математики и их при-ложения. - 2021. - № 22. - С. 146-152. Munerman V. I., Munerman D. V. O sootvet-stvii modeley dannyh i modeley vychisleniy // Sistemy komp'yuternoy matematiki i ih pri-lozheniya. - 2021. - № 22. - S. 146-152. Осипов Г.С., Уманский А.С. Решение задачи Коммивояжера с помощью нейронной сети Хопфилда // Постулат. - 2016. - № 8. - С. 1-4. Osipov G.S., Umanskiy A.S. Reshenie zadachi Kommivoyazhera s pomosch'yu neyronnoy seti Hopfilda // Postulat. - 2016. - № 8. - S. 1-4. Павленко М.А., Романюк А.А., Яковлев В.Ю. Решение задачи маршрутизации на основе ис-пользования нейронной сети Хопфилда с разра-боткой функции Ляпунова с заданными свой-ствами // Проблемы телекоммуникаций. - 2012. - № 2 (7). - С. 43-57 Pavlenko M.A., Romanyuk A.A., Yakovlev V.Yu. Reshenie zadachi marshrutizacii na osnove is-pol'zovaniya neyronnoy seti Hopfilda s razra-botkoy funkcii Lyapunova s zadannymi svoy-stvami // Problemy telekommunikaciy. - 2012. - № 2 (7). - S. 43-57 Семенов С. С., Педан А. В, Воловиков В. С., Климов И. С. Анализ трудоемкости различных алгоритмических подходов для решения задачи коммивояжера // Системы управления, связи и безопасности. - 2017. - № 1. - С. 116-131. Semenov S. S., Pedan A. V, Volovikov V. S., Klimov I. S. Analiz trudoemkosti razlichnyh algoritmicheskih podhodov dlya resheniya zadachi kommivoyazhera // Sistemy upravleniya, svyazi i bezopasnosti. - 2017. - № 1. - S. 116-131. Стыценко Ф. В., Сайгин И. А., Барталев С. А. Исследование возможностей многолетнего мо-ниторинга состояния поврежденных пожарами лесов на основе спутниковых данных // Инфор-мационные технологии в дистанционном зонди-ровании Земли - RORSE. 2018. ИКИ РАН. - 2019. - С. 185-190. Doi: 10.21046/rorse2018.185. Stycenko F. V., Saygin I. A., Bartalev S. A. Issledovanie vozmozhnostey mnogoletnego mo-nitoringa sostoyaniya povrezhdennyh pozharami lesov na osnove sputnikovyh dannyh // Infor-macionnye tehnologii v distancionnom zondi-rovanii Zemli - RORSE. 2018. IKI RAN. - 2019. - S. 185-190. Doi: 10.21046/rorse2018.185. Федоров А. А., Сошилов И. В., Логинов В. Н. Эвристические алгоритмы поиска маршрутов передачи данных в спутниковых системах и их валидация // ТРУДЫ МФТИ. - 2020. - Т. 12. - № 3. - С. 1-9. Fedorov A. A., Soshilov I. V., Loginov V. N. Evristicheskie algoritmy poiska marshrutov peredachi dannyh v sputnikovyh sistemah i ih validaciya // TRUDY MFTI. - 2020. - T. 12. - № 3. - S. 1-9. Bidenko S.; Chernyi S.; Nikolashin Y.; Borodin E.; Milyakov D. Topologisation of the situation geo-graphical image in the aspect of control of local transport and economic activity. Int. J. Computa-tional Science and Engineering. - 2022. - Vol. 25. No. 2. - Pp.108-115. DOI: 10.1504/IJCSE.2022.10046246 Bidenko S.; Chernyi S.; Nikolashin Y.; Borodin E.; Milyakov D. Topologisation of the situation geo-graphical image in the aspect of control of local transport and economic activity. Int. J. Computa-tional Science and Engineering. - 2022. - Vol. 25. No. 2. - Pp.108-115. DOI: 10.1504/IJCSE.2022.10046246 De Filippis L., Guglieri G., Quagliotti F. Path plan-ning strategies for UAVs in 3D environments // J. of Intelligent and Robotic Systems. 2012. Vol. 65. No.1-4. Pp. 247-264.DOI: 10.1007/s10846-011-9568-2 De Filippis L., Guglieri G., Quagliotti F. Path plan-ning strategies for UAVs in 3D environments // J. of Intelligent and Robotic Systems. 2012. Vol. 65. No.1-4. Pp. 247-264.DOI: 10.1007/s10846-011-9568-2 Dubins L.E. On curves of minimal length with a constraint on average curvature, and with pre-scribed initial and terminal positions and tangents // Amer. J. of Mathematics. - 1957. -Vol. 79. - No. 3. - Pp. 497-516. DOI: 10.2307/2372560 Dubins L.E. On curves of minimal length with a constraint on average curvature, and with pre-scribed initial and terminal positions and tangents // Amer. J. of Mathematics. - 1957. -Vol. 79. - No. 3. - Pp. 497-516. DOI: 10.2307/2372560 Jiang, M. Mobile robot path planning based on dy-namic movement primitives / M. Jiang, Y. Chen, W. Zheng, H. Wu and other. // Proceedings of the IEEE International Conference on Information and Automation. - Ningbo, China: - 2017. - С. 980-985. Jiang, M. Mobile robot path planning based on dy-namic movement primitives / M. Jiang, Y. Chen, W. Zheng, H. Wu and other. // Proceedings of the IEEE International Conference on Information and Automation. - Ningbo, China: - 2017. - S. 980-985. Miller J. A., Ramaswamy L., Kochut K. J., Fard A. Research directions for big data graph analytics // 2015 IEEE International Congress on Big Data. New York: IEEE, 2015. P. 785-794. https://doi.org/10.1109/BigDataCongress. - 2015. - Р. 132 Miller J. A., Ramaswamy L., Kochut K. J., Fard A. Research directions for big data graph analytics // 2015 IEEE International Congress on Big Data. New York: IEEE, 2015. P. 785-794. https://doi.org/10.1109/BigDataCongress. - 2015. - R. 132 Saha, O. Real-time robot path planning around complex obstacle patterns through learning and transferring options / O. Saha, P. Dasgupta. // Pro-ceedings of the IEEE International Conference on Autonomous Robot Systems and Competitions (IC-ARSC). - Coimbra, Portugal: - 2017. - С. 278-283. Saha, O. Real-time robot path planning around complex obstacle patterns through learning and transferring options / O. Saha, P. Dasgupta. // Pro-ceedings of the IEEE International Conference on Autonomous Robot Systems and Competitions (IC-ARSC). - Coimbra, Portugal: - 2017. - S. 278-283. Wallgrun J. O. Voronoi graph matching for robot localization and mapping // Transactions on com-putational science IX. B.: Springer. - 2010. Pp. 76-108. DOI: 10.1007/978-3-642-16007-3_4 Wallgrun J. O. Voronoi graph matching for robot localization and mapping // Transactions on com-putational science IX. B.: Springer. - 2010. Pp. 76-108. DOI: 10.1007/978-3-642-16007-3_4 Zeyad, A. A. A Comprehensive Study on Pathfind-ing Techniques for Robotics and Video Games / A. A. Zeyad, S. Shahrizal, K. Hoshang. // International Journal of Computer Games Technology. - 2015. - Article ID 736138. - 11 р. Zeyad, A. A. A Comprehensive Study on Pathfind-ing Techniques for Robotics and Video Games / A. A. Zeyad, S. Shahrizal, K. Hoshang. // International Journal of Computer Games Technology. - 2015. - Article ID 736138. - 11 r.