Vessel route optimization based on weather conditions
Βελτιστοποίηση διαδρομής πλοίων με βάση τις καιρικές συνθήκες
Λέξεις-κλειδιά
Vessel route optimization ; A* algorithm ; Weather data integration ; Fuel consumption ; Sea currents ; Dynamic grid ; Static grid ; Route planning ; Pathfinding ; Real-time environmental data ; Maritime safety ; Optimal route selection ; Environmental impacts ; Fuel efficiency ; Great circle route ; Computational efficiency ; Cost function ; Speed over ground ; Heuristic function ; Maritime transport ; Route adjustment ; Meteorological data ; Adverse currents ; Favorable currents ; Grid resolution ; Navigation efficiency ; Real-time monitoring ; Weather forecast uncertainties ; Vessel performance ; Maritime navigation ; Βελτιστοποίηση διαδρομής ; Αλγόριθμοι αναζήτησης Α* ; Ναυτιλιακή πλοήγηση ; Μετεωρολογικά δεδομένα ; Θαλάσσιες μεταφορέςΠερίληψη
Vessel route optimization based on weather conditions presents a novel approach to enhancing maritime transportation efficiency and safety. This thesis explores the integration of weather forecasting data with route planning algorithms, specifically the A* search algorithm, to determine the optimal route for a vessel considering prevailing weather conditions. By factoring in elements like current direction and current speed, the optimized route aims to minimize travel time, fuel consumption, and operational stress on the vessel. This research focuses on evaluating the suitability of the A* search algorithm and other optimization techniques for weather-dependent route planning. Beyond selecting the optimal algorithm, the thesis investigates the challenges posed by weather forecast uncertainties and their impact on the optimal route selection process. In this context, various weather scenarios and their effects on vessel routes are analyzed, providing valuable insights for the maritime industry. The combined use of weather
forecasting technologies and advanced route planning algorithms highlights the potential for optimizing maritime transportation, offering a new tool for enhancing the efficiency and safety of shipping operations. The thesis concludes that integrating weather data into route planning can provide significant benefits, despite the challenges arising from the uncertainties in weather forecasts.
Περίληψη
Η βελτιστοποίηση της διαδρομής των πλοίων με βάση τις καιρικές συνθήκες αποτελεί μια νέα προσέγγιση για την ενίσχυση της αποτελεσματικότητας και της ασφάλειας των θαλάσσιων μεταφορών. Η παρούσα πτυχιακή διερευνά την ενσωμάτωση δεδομένων πρόβλεψης καιρού με αλγορίθμους σχεδιασμού διαδρομής, συγκεκριμένα τον αλγόριθμο αναζήτησης Α*, για τον προσδιορισμό της βέλτιστης διαδρομής για ένα πλοίο λαμβάνοντας υπόψη τις επικρατούσες καιρικές συνθήκες. Συνυπολογίζοντας στοιχεία όπως η τρέχουσα κατεύθυνση και η τρέχουσα ταχύτητα, η βελτιστοποιημένη διαδρομή στοχεύει στην ελαχιστοποίηση του χρόνου ταξιδιού,
της κατανάλωσης καυσίμων και της λειτουργικής καταπόνησης του πλοίου. Η παρούσα έρευνα επικεντρώνεται στην αξιολόγηση της καταλληλότητας του αλγορίθμου αναζήτησης Α* και άλλων τεχνικών βελτιστοποίησης για τον σχεδιασμό διαδρομών που εξαρτώνται από τις καιρικές συνθήκες. Πέρα από την επιλογή του βέλτιστου αλγορίθμου, η πτυχιακή διερευνά τις προκλήσεις που θέτουν οι αβεβαιότητες των μετεωρολογικών προβλέψεων και τις επιπτώσεις τους στη διαδικασία επιλογής της βέλτιστης διαδρομής. Στο πλαίσιο αυτό, αναλύονται διάφορα σενάρια καιρού και οι επιπτώσεις τους στις διαδρομές των πλοίων, παρέχοντας πολύτιμες πληροφορίες για τη ναυτιλιακή βιομηχανία. Η συνδυασμένη χρήση τεχνολογιών πρόβλεψης καιρού και προηγμένων αλγορίθμων σχεδιασμού δρομολογίων αναδεικνύει τις δυνατότητες βελτιστοποίησης των θαλάσσιων μεταφορών, προσφέροντας ένα νέο εργαλείο για την ενίσχυση της αποτελεσματικότητας και της ασφάλειας των ναυτιλιακών εργασιών. Η πτυχιακή καταλήγει
στο συμπέρασμα ότι η ενσωμάτωση των μετεωρολογικών δεδομένων στο σχεδιασμό δρομολογίων μπορεί να προσφέρει σημαντικά οφέλη, παρά τις προκλήσεις που προκύπτουν από τις αβεβαιότητες των μετεωρολογικών προβλέψεων.