Details

Title: Разработка морской навигационной системы с учетом динамических погодных ограничений: выпускная квалификационная работа магистра: направление 01.04.02 «Прикладная математика и информатика» ; образовательная программа 01.04.02_02 «Математические методы анализа и визуализации данных»
Creators: Сергеев Георгий Константинович
Scientific adviser: Новиков Федор Александрович
Other creators: Степанов Е.О.
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Физико-механический институт
Imprint: Санкт-Петербург, 2022
Collection: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Subjects: морская навигация; OpenCPN; краткосрочный прогноз погоды; дискретная оптимизация; визуализация; marine navigation; short-term weather forecast; discrete optimization; visualization
Document type: Master graduation qualification work
File type: PDF
Language: Russian
Level of education: Master
Speciality code (FGOS): 01.04.02
Speciality group (FGOS): 010000 - Математика и механика
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2022/vr/vr22-3926
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)
Additionally: New arrival
Record key: ru\spstu\vkr\18205

Allowed Actions:

Action 'Read' will be available if you login or access site from another network Action 'Download' will be available if you login or access site from another network

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

Тема выпускной квалификационной работы: «Разработка морской навигационной системы с учетом динамических ограничений». Данная работа посвящена разработке морской навигационной системы для судов ограниченного района плавания, учитывающей статические и динамические ограничения при построении маршрутов. Динамические ограничения, рассматриваемые в работе, представляют из себя прогнозные погодные данные российской системы ЕСИМО. Актуальность данной задачи заключается в том, что за последние 20 лет существенно увеличилась точность прогнозных моделей, что позволяет использовать краткосрочные прогнозы погоды и морского волнения в навигации малых судов. В работе рассматриваются решения для работы с погодными данными и решения для навигации судов ограниченного и неограниченного районов плавания. Проводится сравнительный анализ аналогов разрабатываемой системы с точки зрения функциональности построения и проверки маршрутов судов. В работе описывается разработка алгоритма проверки корректности маршрутов, построенных в навигационной системе OpenCPN, с точки зрения статических и динамических ограничений. В работе описывается разработка алгоритма дискретной оптимизации для построения маршрутов, оптимальных по времени и затратам топлива, учитывающих статические и динамические ограничения. Также рассматривается создание модуля работы с местами убежища: функциональность построения маршрута в безопасное место из зоны опасности используется в алгоритмах построения и проверки маршрутов. В работе исследуются возможности для оптимизации алгоритмов с целью повышения производительности построенной системы. В заключение работы было проведено исследование возможностей для создания автономного плагина для навигационной системы OpenCPN. Были найдены пути решения некоторых проблем и предложены варианты возможного продолжения работы.

The subject of the graduate qualification work is “Development of a marine navigation system with dynamic constraints.”The given work is devoted to the development of a marine navigation system for limited navigation area vessels, which takes into account both static and dynamic restrictions when building routes. The paper considers weather forecast data from the Russian ESIMO system as dynamic restrictions. The relevance of this problem is that over the past 20 years the accuracy of forecast models has significantly increased, which makes it possible to use short-term forecasts of weather and sea waves in the navigation of small vessels.The paper considers solutions for weather data processing and navigation of limited and unlimited navigation areas vessels. A comparative analysis of analogues of the developed system is carried out in terms of the functionality of building and checking ship routes. The paper describes the development of an algorithm for checking the correctness of routes built in the OpenCPN navigation system in terms of static and dynamic constraints. The paper describes the development of a discrete optimization algorithm for constructing routes that are optimal in terms of time and fuel costs, taking into account static and dynamic constraints. The creation of a module for working with harbors is also considered: the functionality of building a route to a safe place from the danger zone is used in the algorithms for route building and checking. The paper explores the possibilities for optimizing algorithms in order to improve the performance of the constructed system.The paper ends with a study of the possibilities for creating a stand-alone plug-in for the OpenCPN navigation system. The study describes solutions for some problems of application development and proposes possible ways for the continuation of this work.

Document access rights

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All Read Print Download
External organizations N2 All Read
External organizations N1 All
Internet Authorized users SPbPU Read Print Download
Internet Authorized users (not from SPbPU, N2) Read
Internet Authorized users (not from SPbPU, N1)
-> Internet Anonymous

Usage statistics

stat Access count: 1
Last 30 days: 1
Detailed usage statistics