Метод задания графа дискретной пространственно-временной модели оптимизации маршрута судна в дрейфующих льдах

Навигация в условиях динамической ледовой обстановки предъявляет повышенные требования к моделям и методам, применяемым для вычисления оптимального маршрута. В отличие от оптимизации пути в статических условиях, сложность аналогичной задачи при учете дрейфа ледовых объектов существенно возрастает. Классическим подходом к решению задач погодной маршрутной оптимизации считается метод изохрон. Однако его итеративная реализация имеет недостатки по отношению к поиску пути во льдах, например, попадание в ловушки лабиринтов, к которым часто можно отнести и ледовую обстановку. Для решения задачи поиска оптимального маршрута в условиях дрейфующих льдов в настоящей работе предложено использовать модель ориентированного ациклического графа в пространстве-времени. Геометрия ячеек графа в этой модели определяется ледовым сопротивлением судна. Разработанный метод сращивания узлов обеспечивает возможность оказаться в одном и том же месте и в одно и то же время разными маршрутами, что открывает возможности для двухкритериальной оптимизации. Сложность метода относительно невысока, что позволяет применять его для практических расчетов на современных персональных компьютерах. В работе приведен пример использования метода для ледовой обстановки южной части моря Баффина (Арктика). Navigation in dynamic ice conditions places high demands on models and methods used for optimal routing. Unlike route optimization in static conditions, the complexity of the problem increases significantly when ice drift is considered. A classic approach to weather routing problem is the isochrone method. However, its iterative implementation to ice routing demonstrates unwanted issues, such as falling into traps when traversing an ice conditions labyrinth environment. To solve the problem of finding the optimal route in drifting ice, this paper proposes a space-time directed acyclic graph (DAG) model. The geometry of the graph cells in this model is determined by the vessel's ice resistance. The developed node-merging method allows us to reach the same location at the same time via different routes in the DAG model, opening opportunities for two-criteria optimization. The method's relatively low complexity allows it to be used for practical calculations on modern personal computers. The paper provides an example of using the method for the ice conditions of the southern part of the Baffin Bay (the Arctic).