Wyszukiwarka
dr hab. inż. Rafał Szłapczyński
Publikacje
Filtry
wszystkich: 67
Katalog Publikacji
Rok 2005
-
A new method for searching optimal path on a raster plane including cost of direction changes
PublikacjaArtykuł przedstawia nowy algorytm znajdowania optymalnych tras na siatkach rastrowych. Szczegółowo opisano zastosowane struktury danych, dzięki który algorytm ma liniową złoŻoność obliczeniową. Zamieszczono również propozycje możliwych zastosowań.
-
An adaptive approach to the problem of collision avoiding at sea
PublikacjaW referacie przedstawiono koncepcję podejścia adaptacyjnego do unikania kolizji na morzu. Omawiany problem został sklasyfikowany jako problem uczenia się ze wzmocnieniem. Zamieszczono opis podstawowych technik uczenia się ze wzmocnieniem, ich ograniczeń i sposobu w jaki można zapewnić efektywne uczenie się, mimo wspomnianych ograniczeń. Zaprezentowana metoda została zilustrowana przykładowym procesem konstrukcji modelu i algorytmami...
-
Miara ryzyka kolizji statków oparta na koncepcji domeny statku
PublikacjaW referacie zaprezentowano nową miarę ryzyka kolizji dwóch statków wywiedzioną z koncepcji domeny statku. Jej prostota oraz fakt, że uwzględnia ona kursy obydwu statków czynią ją dobrą alternatywą dla często stosowanego pojęcia odległości największego zbliżenia. Miara ta jest elastyczna, tzn. można korzystać z niej w powiązaniu z dowolnie zadaną domeną statku. Szczegółowo przedstawiono wyprowadzenia wszystkich niezbędnych wzorów...
-
Podejście adaptacyjne do problemu unikania kolizji na morzu
PublikacjaW referacie przedstawiono koncepcję podejścia adaptacyjnego do problemu unikania kolizji na morzu. Omawiany problem został zidentyfikowany jako należący do klasy problemów uczenia się ze wzmocnieniem. Zamieszczono opis podstawowych technik uczenia się ze wzmocnieniem, ich ograniczeń w omawianym zastosowaniu i sposobu w jaki można zapewnić efektywne uczenie się mimo wspomnianych ograniczeń. Zaprezentowana metoda została zilustrowana...
Rok 2006
-
A new method of ship routing on raster grids, with turn penalties and collision avoidance
PublikacjaArtykuł przedstawia nowy algorytm znajdowania optymalnych tras na siatkach rastrowych. Szczegółowo opisano zastosowane struktury danych, dzięki którym algorytm ma liniową złożoność obliczeniową. Na podstawie algorytmu opracowano metodę wyznaczania tras dla statków, uwzględniającą kwestie unikania kolizji z innymi statkami i przeszkodami nawigacyjnymi.Przedstawiono dwa warianty metody, dedykowane odpowiednio systemom pokładowym...
-
A unified measure of collision risk derived from the concept of a ship domain
PublikacjaW artykule zaprezentowano nową miarę ryzyka kolizji dwóch statków, wywiedzioną z koncepcji domeny statku. Jej prostota oraz fakt, że uwzględnia ona kursy obydwu statków czynią ją dobrą alternatywą dla często stosowanego pojęcia odległości największego zbliżenia. Miara ta jest elastyczna, tzn. można korzystać z niej w powiązaniu z dowolną, zadaną domeną statku. Szczegółowo przedstawiono wyprowadzenia wszystkich niezbędnych wzorów...
Rok 2007
-
A new deterministic method of finding safe ship trajectory for any convex domain
PublikacjaW artykule wprowadzono nową deterministyczną metodę wyznaczania bezpiecznej trajektorii statku dla sytuacji spotkania z wieloma obiektami obcymi i dla dowolnej zadanej domeny. Jej prostota i fakt, że minimalizuje ona liczbę manewrów czynią ją dobrą alternatywą dla obecnie stosowanych metod. Metoda jest przedstawiona tak, aby mogła być bezpośrednio zastosowana w pokładowych systemach antykolizyjnych lub w systemach VTS.
-
Determining the optimal course alteration maneouvre in a multi-target encounter situation for a given ship domain model
PublikacjaW artykulee przedstawiono nową deterministyczną metodę wyznaczania niezbędnego manewru kursem dla sytuacji spotkania z wieloma obiektami obcymi i dla dowolnej zadanej domeny. Jej prostota i niska złożoność obliczeniowa czynią ją dobrą alternatywą dla obecnie stosowanych metod. Główny algorytm został przedstawiony wprost, tak aby mógł być bezpośrednio zastosowany w pokładowych systemach antykolizyjnych lub w systemach VTS.
-
Fuzzy Collision Threat Parameters Area (FCTPA) - a new display proposal
PublikacjaW rozdziale przedstawiono nową metodę wizualizacji umożliwiającą nawigatorom oszacowanie sytuacji zbliżenia dwóch statków i w razie konieczności - wybór manewru antykolizyjnego. Metoda ta jest oparta na metodzie CTPA i oferuje następujące, nowe w stosunku do CTPA elementy: rozmyte sektory zabronionych prędkości i kursów oraz możliwość zastosowania dowolnej domeny statku. Metoda jest wystarczająco szybka do zastosowania w dowolnym...
-
Numerical algorithms of planning safe ship trajectories for ARPA systems
PublikacjaTeza rozprawy: ''Połączenie odpowiedniej miary ryzyka kolizji obiektów i metody unikania kolizji za pomocą manewru niezbędnego pozwala na opracowanie szybkiej, efektywnej i prostej w implementacji metody planowania bezpiecznych trajektorii statków dla systemów ARPA, uwzględniającej dowolną zadaną domenę obiektu. Dobór kształtu domeny obiektu ma znaczny wpływ na zgodność wynikowej trajektorii z regułami MPDM. Minimalizacja liczby...
Rok 2008
-
Evolutionary approach to solving multi-ship encounter situations
PublikacjaW artykule wprowadzono nowe podejście do rozwiązywania sytuacji spotkań wielu statków poprzez połączenie założeń teorii gier z programowaniem ewolucyjnym. Spotkanie wielu statków jest zamodelowane jako gra rozgrywana przez ''myślących graczy'' - statki o różnych, potencjalnie zmiennych strategiach. Rozwiązanie - zbiór kooperujących (niekolidujących) trajektorii jest znajdowane za pomocą algorytmu ewolucyjnego.
Rok 2009
-
Evolutionary sets of cooperating ship trajectories: open waters and restricted waters = Ewolucyjne zbiory współpracujących trajektorii statków: wody otwarte i wody ograniczone
PublikacjaW artykule przedstawiono nową metodę rozwiązywania sytuacji spotkań wielu statków na wodach otwartych i wodach ograniczonych. Metoda łączy niektóre z elementów podejścia opartego na teorii gier z programowaniem ewolucyjnym i szuka optymalnego zbioru bezpiecznych trajektorii wszystkich statków zaangażowanych w potencjalną sytuację kolizyjną. Pozwala ona nawigatorowi przewidzieć najbardziej prawdopodobne zachowanie statków obcych...
-
Evolutionary Sets of Cooperating Trajectories in Multi-Ship Encounter Situations - use cases
PublikacjaPrzedstawiono tu zalety nowego, proponowanego przez autora podejścia do sytuacji spotkań wielu statków na morzu. Podejście to polega na zastąpieniu ewolucyjnej trajektorii własnej ewolucyjnym zbiorem trajektorii wszystkich obiektów. Umożliwia to predykcję manewrowania obiektów obcych przy jednoczesnym zachowaniu efektywności algorytmów ewolucyjnych. Zaprezentowano kilka sytuacji nawigacyjnych należących do różnych kategorii spotkań...
-
Numerical Algorithms of Planning Safe Ship Trajectories for ARPA Systems
PublikacjaGłównym celem pracy było zaprojektowanie metody znajdowania bezpiecznych trajektorii statków, która byłaby prosta w implementacji, szybka (niska złożoność obliczeniowa)i deterministyczna, elastyczna (umożliwiałaby zastosowanie dowolnej domeny). Aby zrealizować cel należało zbadać bieżący stan wiedzy w dziedzinie,zaprojektować nową metodę, zaimplementować metodę (wraz ze wszystkimi niezbędnymi algorytmami) w środowisku programistycznym...
-
Planning emergency manoeuvres
PublikacjaW artykule poruszono problem planowania manewrów ostatniej szansy i zmian planowanej trajektorii statku w przypadku nieoczekiwanych zachowań obiektów obcych. Wprowadzono dwie metody. Pierwsza z nich jest odpowiedzialna za monitorowanie parametrów obiektów obcych, szacowanie prawdopodobieństwa nieprzepisowego zachowania i aktualizację trajektorii statku własnego. Druga to narzędzie wizualizacyjne umożliwiające nawigatorowi szybki...
-
Solving Multi-Ship Encounter Situations by Evolutionary Sets of Cooperating Trajectories
PublikacjaAutor zaproponował nowe podejście do sytuacji kolizyjnych na morzu. Polega ono na zastąpieniu ewolucyjnej trajektorii własnej ewolucyjnym zbiorem trajektorii wszystkich obiektów. Podejście to umożliwia predykcję manewrowania obiektów obcych przy jednoczesnym zachowaniu efektywności algorytmów ewolucyjnych. Dodatkowo, opracowany już wstępnie przez autorów zbiór kryteriów, ograniczeń i operatorów specjalizowanych powinien zapewnić...
-
Supporting Navigator's Decisions By Visualizing Ship Collision Risk
PublikacjaW artykule wprowadzono metodę wizualizacji, która umożliwia nawigatorowi oszacowanie ryzyka kolizji i (w razie konieczności) wybór manewru antykolizyjnego. Metoda jest oparta na wcześniejszej metodzie CTPA, uwzględnia dowolną zadaną domenę statku i jest wystarczająco szybka do zastosowania w okrętowych systemach wspierania decyzji nawigatora.
Rok 2010
-
Evolutionary Sets of Cooperating Ship Trajectories: COLREGS Compliance
PublikacjaThe paper presents a newly designed improvement to the method of solving multi-ship encounter situations. In general, the method combines some of the assumptions of game theory with evolutionary programming and aims to find optimal set of cooperating trajectories of all ships involved in an encounter situation. The improvement presented here is a new way of modelling some of the COLREGS rules. Due to this change, the method is...
-
Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories: development of the method
PublikacjaThe Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories is a method solving ship encounter situations. The method combines evolutionary approach to planning ship trajectory with some of the assumption of game theory. For given positions and motion parameters the method finds a near optimal set of safe trajectories of all ships involved in an encounter. The version presented here is an updated one and its authors have tested extensively...
-
Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories: simulation results
PublikacjaThe Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories is a method solving multi-ship encounter situations. For given positions and motion parameters the method finds a near optimal set of safe trajectories of all ships involved in an encounter. The paper briefly presents foundations of the method and focuses on simulation results for selected test cases based on the Baltic Basin. The computer simulations cover both open waters and restricted...
Rok 2011
-
COLREGS compliance in Evolutionary Sets of Cooperating Ship Trajectories
PublikacjaIn general, Evolutionary Sets of Cooperating Ship Trajectories combine some of the assumptions of game theory with evolutionary programming and aim to find optimal set of cooperating trajectoriesof all ships involved in an encounter situation. In a two-ship encounter situation the method enables the operator of an on-board collision-avoidance system to predict the most probable behaviour of atarget and to plan the own manoeuvres...
-
Evolutionary Sets Of Safe Ship Trajectories: A New Approach To Collision Avoidance
PublikacjaThe paper introduces a new method of solving multi-ship encounter situations for both open waters and restricted water regions. The method, called evolutionary sets of safe trajectories combines some of the assumptions of game theory with evolutionary programming and aims to find optimal set of safe trajectories of all ships involved in an encounter situation. In a two-ship encounter situation it enables the operator of an on-board...
-
Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories: Evaluation of Individuals
PublikacjaThe paper presents a description of the evaluation phase of the Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories method. In general, the Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories method combines some of the assumptions of game theory with evolutionary programming and finds an optimal set of cooperating trajectories of all ships involved in an encounter situation. While developing a new version of this method, the au-thors decided...
-
Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories: improving the method by adjusting evolutionary techniques and parameters
PublikacjaThe paper presents some of the evolutionary techniques used by the evolutionary sets of safe ship trajectories method. In general, this method utilizes a customized evolutionary algorithm to solve a constrained optimization problem. This problem is defined as finding a set of cooperating trajectories (here the set is an evolutionary individual) of all the ships involved in the encounter situation. The resulting trajectories are...
-
Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories: problem dedicated operators
PublikacjaThe paper presents the optimization process of the evolutionary sets of safe ship trajectories method, with a focus on its problem-dedicated operators. The method utilizes a customized evolutionary algorithm to solve a constrained optimization problem. This problem is defined as finding a set of cooperating trajectories (a set is an evolutionary individual) of all the ships involved in the encounter situation. The resulting trajectories...
-
Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories: the Method's Development and Selected Reaserch Results
PublikacjaThe Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories is a method solving ship encounter situations. The method combines evolutionary approach to planning ship trajectory with some of the assumption of game theory. For given positions and motion parameters the method finds a near optimal set of safe trajectories of all ships involved in an encounter. This paper presents framework of the method and its development. Additionally, selected...
Rok 2012
-
Customized crossover in evolutionary sets of safe ship trajectories
PublikacjaThe paper presents selected aspects of evolutionary sets of safe ship trajectories-a method which applies evolutionary algorithms and some of the assumptions of game theory to solving ship encounter situations. For given positions and motion parameters of the ships, the method finds a near optimal set of safe trajectories of all ships involved in an encounter. The method works in real time and the solutions must be returned within...
-
Evolutionary approach to ship's trajectory planning within Traffic Separation Schemes
PublikacjaThe paper presents the continuation of the author's research on evolutionary approach to ship trajectory planning. While the general problem of the evolutionary trajectory planning has already been solved, no one has yet touched one of its specific aspects: evolutionary trajectory planning within Traffic Separation Schemes. Traffic Separation Scheme (TSS) is a traffic-management route-system complying with rules of the International...
-
Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories: Evaluation of Individuals
PublikacjaThe paper presents a description of the evaluation phase of the Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories method. In general, the Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories method combines some of the assumptions of game theory with evolutionary programming and finds an optimal set of cooperating trajectories of all ships involved in an encounter situation. While developing a new version of this method, the authors decided to...
-
Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories Within Traffic Separation Schemes
PublikacjaThe paper presents the continuation of the author's research on Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories (ESoSST) methodology. In an earlier paper (Szlapczynski, 2011) the author described the foundations of this methodology, which used Evolutionary Algorithms (EA) to search for an optimal set of safe trajectories for all the ships involved in an encounter. The methodology was originally designed for open waters or restricted...
-
On evolutionary computing in multi-ship trajectory planning, Applied Intelligence
PublikacjaThe paper presents the updated version of Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories: a method which applies evolutionary algorithms and some of the assumptions of game theory to solving ship encounter situations. For given positions and motion parameters of the ships,the method finds a near optimal set of safe trajectories of all ships involved in an encounter. The method works in real time and the solutions must be returned...
Rok 2013
-
Evolutionary Ship Track Planning within Traffic Separation Schemes – Evaluation of Individuals
PublikacjaThe paper presents an extended version of the author’s Evolutionary Sets of Safe Ship Trajectories method. The method plans safe tracks of all ships involved in an encounter including speed reduction manoeuvres, if necessary, and taking into account Rule 10 of COLREGS, which specifies ships’ behaviour within Traffic Separation Schemes governed by IMO. The paper focuses on the evaluation phase of the evolutionary process and shows...
Rok 2014
-
Evolutionary sets of safe ship trajectories with speed reduction manoeuvres within traffic separation schemes
PublikacjaIn the previous paper the author presented the evolutionary ship trajectory planning method designed to support Traffic Separation Schemes (TSS). This time the extensions of this method are described which allow to combine evolutionary trajectory planning with speed reduction manoeuvres. On TSS regions with higher than usual density of traffic and smaller distances between ships, the course alterations alone are not always sufficient...
-
Ewolucyjne planowanie bezpiecznych trajektorii statków oparte na zmodyfikowanym diagramie Cockcrofta.
PublikacjaArtykuł przedstawia kontynuację badań autora nad planowaniem bezpiecznych trajektorii statków za pomocą algorytmów ewolucyjnych. Prezentowana metoda poszukuje optymalnego zbioru bezpiecznych trajektorii wszystkich statków biorących udział w spotkaniu. Bieżąca wersja metody zakłada ograniczoną widoczność i obowiązywanie Prawidła 19 Międzynarodowych Przepisów o Zapobieganiu Zderzeniom na Morzu (MPZZM) zamiast Prawideł 11 – 18. Artykuł...
-
Koncepcja systemu wspomagania decyzji nawigatora statku opartego na ewolucyjnym planowaniu manewrów antykolizyjnych
PublikacjaArtykuł przedstawia koncepcję systemu wspomagania decyzji nawigatora statku opartego na wątkach badań prowadzonych wcześniej przez autora. System będzie rozszerzał funkcjonalność systemów dotychczasowych o możliwość szczegółowego planowania bezpiecznej trajektorii statku na wodach zamkniętych, z dużą liczbą statków obcych i ograniczeniami toru wodnego. Artykuł zawiera dyskusję możliwych podejść do planowania manewrów, optymalizacji...
Rok 2015
-
A Simulative Comparison of Ship Domains and Their Polygonal Approximations
PublikacjaThe paper investigates the impact of a precise ship domain shape on the size of collision avoidance manoeuvres. The considered collision avoidance manoeuvres include both course and speed alterations. Various ship domains are compared with their polygonal approximations, which vary in the number of points of a domain contour and placement of these points. The best of all considered approximations is determined in the course of...
-
A Target Information Display for Visualising Collision Avoidance Manoeuvres in Various Visibility Conditions
PublikacjaThe paper introduces a new approach to displaying information on targets. The proposed display visualises three types of information: targets’ motion parameters (typical for target tracking), combinations of own course and speed which collide with those targets (typical for Collision Threat Parameters Area display by Lenart (1983)) and combinations of own course and speed which are not compliant with COLREGS in this case (based...
-
Evolutionary Planning of Safe Ship Tracks in Restricted Visibility
PublikacjaThe paper presents the continuation of the author's research on ship track planning by means of Evolutionary Algorithms (EA). The presented method uses EA to search for an optimal set of safe tracks for all ships involved in an encounter. Until now the method assumed good visibility – compliance with standard rules of the Convention on the International Regulations for Preventing Collisions at Sea (COLREGS, 1972). However, in restricted...
-
PLANOWANIE I WIZUALIZACJA BEZPIECZNYCH MANEWRÓW STATKÓW OPARTE NA ZMODYFIKOWANYM DIAGRAMIE COCKCROFTA
PublikacjaArtykuł przedstawia kontynuację badań autora nad planowaniem bezpiecznych trajektorii statków za pomocą algorytmów ewolucyjnych. Prezentowana metoda poszukuje optymalnego zbioru bezpiecznych trajektorii wszystkich statków biorących udział w spotkaniu. Bieżąca wersja metody zakłada ograniczoną widzialność i obowiązywanie Prawidła 19 Międzynarodowych Przepisów o Zapobieganiu Zderzeniom na Morzu (MPZZM) zamiast Prawideł 11 – 18. Uzupełnieniem...
Rok 2016
-
An analysis of domain-based ship collision risk parameters
PublikacjaAccording to a lot of contemporary research on ship collision avoidance the classic approach parameters – distance at closest point of approach (DCPA) and time to the closest point of approach (TCPA) – are not sufficient for estimating ship collision risk and for planning evasive manoeuvres. Consequently new measures are introduced, often utilizing the concept of a ship domain. Their drawback, up to this point, was the lack of...
Rok 2017
-
A Framework of a Ship Domain-based Collision Alert System
PublikacjaThe paper presents a framework of a planned ship collision alert system. The envisaged system is compliant with IMO Resolution MSC.252 (83) “Adoption of the revised performance standards for Integrated Navigation Systems (INS)”. It is based on a ship domain-oriented approach to collision risk and introduces a policy of alerts on dangerous situations. The alerts will include cautions, warnings and alarms, which will be triggered...
-
A method of determining and visualizing safe motion parameters of a ship navigating in restricted waters
PublikacjaThe paper presents a method of displaying ship collision avoidance information which is based on an unconventional Collision Threat Parameters Area (CTPA) technique. The solution presented here extends CTPA's functionality from past works by supporting navigation in restricted waters and handling ship domains analytically instead of numerically. It visualizes potential navigational threats as well as possible collision avoidance...
-
Heuristic Method of Safe Manoeuvre Selection Based on Collision Threat Parameters Areas
PublikacjaThis paper is a continuation of papers dedicated to a radar-based CTPA (Collision Threat Parameters Area) display designed to support safe manoeuvre selection. The display visualizes all the ships in an encounter and presents situational overview from the own ship’s point of view. It calculates and displays information on unsafe or unrealistic own ship’s course & speed allowing a user to select a safe manoeuvre. So far only the...
-
Multi-objective weather routing of sailing vessels
PublikacjaThe paper presents a multi-objective deterministic method of weather routing for sailing vessels. Depending on a particular purpose of sailboat weather routing, the presented method makes it possible to customize the criteria and constraints so as to fit a particular user’s needs. Apart from a typical shortest time criterion, safety and comfort can also be taken into account. Additionally, the method supports dynamic weather data:...
-
Review of ship safety domains: Models and applications
PublikacjaShip safety domain is a term which is widely used in research on collision avoidance and traffic engineering among others. Classic ship domains have been compared in multiple reports. However, up till now there has been no work summing up contemporary research in this field. The paper offers a systematic and critical review of the newer ship domain models and related research. It discusses multiple differences in approach to ship...
Rok 2018
-
A Framework of A Ship Domain-Based Near-Miss Detection Method Using Mamdani Neuro-Fuzzy Classification
PublikacjaSafety analysis of navigation over a given area may cover application of various risk measures for ship collisions. One of them is percentage of the so called near- miss situations (potential collision situations). In this article a method of automatic detection of such situations based on the data from Automatic Identification System (AIS), is proposed. The method utilizes input parameters such as: collision risk measure based...
-
A Ship Domain-Based Method of Determining Action Distances for Evasive Manoeuvres in Stand-On Situations
PublikacjaA ship encounter can be considered safe if neither of ships’ domains (defined areas around ships) is intruded by other ships. Published research on this includes optimising collision avoidancemanoeuvres fulfilling domain-based safety conditions.However, until recently there was no method, using ship’s domain to determine exact moment when a particular collision avoidance manoeuvre can still be successfully performed. The authors...
-
Determining and visualizing safe motion parameters of a ship navigating in severe weather conditions
PublikacjaThe paper presents a method of determining, organizing and displaying ship collision avoidance information, which is based on the Collision Threat Parameters Area (CTPA) technique. The method makes it possible to visualize navigational threats as well as possible collision avoidance manoeuvres. The solution is focused on supporting navigation in severe weather conditions. Normally collision avoidance decisions are made taking into...
-
Multi-objective weather routing of sailboats considering wave resistance
PublikacjaThe article presents a method to determine the route of a sailing vessel with the aid of deterministic algorithms. The method assumes that the area in which the route is to be determined is limited and the basic input data comprise the wind vector and the speed characteristic of the vessel. Compared to previous works of the authors, the present article additionally takes into account the effect of sea waves with the resultant resistance...
-
Ship domain applied to determining distances for collision avoidance manoeuvres in give-way situations
PublikacjaShip domain is often used in marine navigation and marine traffic engineering as a safety condition. The basic idea behind those applications is that an encounter of two or more ships can be considered safe if neither of ship domains is intruded by other ships. Research utilising this approach has been documented in numerous works, including publications on optimising collision avoidance manoeuvres performed to fulfil domain-based...
wyświetlono 1929 razy