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PRESEA - Des prévisions de trafic assistées par l'IA pour renforcer la sécurité maritime

Table des matières

Contexte du projet

Contrairement aux considérations rétrospectives, il n'est pas encore possible de prévoir le trafic maritime dans certaines zones maritimes ou certains ports. Outre les aspects économiques, la prévision du trafic maritime est importante en termes de sécurité et de politique environnementale. En cas d'accidents ou de sauvetages qui bloquent ou rétrécissent les voies de navigation (par exemple EVER GIVEN dans le canal de Suez), une prévision de trafic facilite la gestion du futur trafic maritime dans la région. Le projet fournit un nouveau service à l'industrie maritime et permet des modèles commerciaux innovants. L'application est utile pour les entreprises de logistique maritime qui bénéficient de prévisions portuaires et d'horaires d'arrivée améliorés, ainsi que pour les autorités chargées de la sécurité maritime qui, pour la première fois, peuvent obtenir à l'avance des informations détaillées sur le volume de trafic prévu en mer du Nord et en mer Baltique. L'application web de prévision du trafic maritime développée dans le cadre de PRESEA est utilisée par les compagnies maritimes, les exploitants de canaux et les centres de contrôle du trafic pour accroître la sécurité maritime.

Objectif du projet

L'objectif de PRESEA est le développement d'une application logicielle en temps réel soutenue par l'IA, qui prévoit le trafic maritime réel dans une certaine zone de la mer du Nord et de la mer Baltique jusqu'à 14 jours à l'avance et l'affiche de manière conviviale. Le logiciel est basé sur les données AIS (Automatic Identification System), les horaires des services réguliers, des ferries et des bateaux de croisière ainsi que sur les données relatives aux marées et à la météo. 

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Révision des codes de localisation des Nations Unies

Une étape essentielle dans la prédiction du trafic maritime est l'interprétation de la destination dans l'AIS. Très souvent, les navires utilisent le UNLoCode à cette fin. Afin de vérifier si le JCS a enregistré tous les LoCodes d'un port, ceux-ci ont été comparés aux plus de 4500 zones portuaires du site FleetMon . Au cours de cette enquête, plusieurs erreurs ont été trouvées dans les bases de données de l'ONU et cela a été transmis aux autorités.

Identifier les prochains ports du voyage

Dans une procédure complexe, le port suivant est déterminé sur la base de la chaîne de destination contenue dans l'AIS. Plus de 300 000 orthographes et interprétations alternatives des noms de port sont utilisées à cette fin. En tenant compte de la dernière escale, le port suivant est déterminé en même temps que l'UNLoCode.

Dans l'exemple ci-contre, l'Atlantic Clover a été identifié comme le prochain port de Hon Gai au Vietnam. Ce navire est maintenant guidé vers sa destination à l'aide d'un algorithme de routage.

L'étape cruciale suivante consiste à déterminer les escales prévues. À cette fin, les escales des années 2010 à 2020 ont été utilisées, ainsi que les escales de chaque navire (AIS A-Class). En se référant à l'état actuel et au gestionnaire et propriétaire actuel du navire, les 5 prochains ports sont prédits. Des centaines de millions d'escales ont été examinées pour ce processus et mises en relation les unes avec les autres comme décrit.
Un examen permanent des résultats a été effectué. Pour ce processus, un saut a été effectué à n'importe quel moment dans le passé et les résultats ont été vérifiés par rapport au passé ultérieur.
L'évaluation a donné lieu à un très bon taux de réussite, ce qui signifie que JCS sera en mesure de prédire les prochaines escales de presque tous les navires décrits commercialement.

Mise en œuvre

Avec l'aide du projet commun MERMAID (Maritime Routing Maps based on AIS Data), les informations sont reliées entre elles pour le trafic maritime mondial et ses algorithmes, ainsi que l'application des processus de base de l'intelligence artificielle (IA). L'objectif de l'IA est de prédire les prochains ports aussi précisément que possible, en tenant compte des escales précédentes dans les ports, du type de navire et de la longueur du navire. Une innovation particulière de PRESEA consiste à doter le réseau de routage, qui tient déjà compte des conditions environnementales statiques telles que les hauts-fonds et les détroits, d'une dynamique automatisée qui modifie le guidage en temps réel en cas de phénomènes météorologiques, sur la base de calculs complexes dépendant du type de navire.

Résultats

Une étape importante du projet est la détection fiable du prochain port de destination (AIS Destination Interpreter) avec une probabilité de plus de 90%. Lors de la saisie manuelle de la destination ou du port de destination dans l'AIS à bord, des erreurs de frappe et des abréviations ambiguës se produisent souvent. Un algorithme d'auto-apprentissage développé par FleetMon compare la saisie manuelle avec le port de destination réel et permet d'interpréter clairement les informations portuaires. Une autre étape importante est l'amélioration de l'heure d'arrivée prévue (ETA) d'un navire dans le port. Les retards dus aux temps de chargement des marchandises ou aux événements météorologiques tels que les tempêtes sont corrélés dans le cadre de PreSEA avec l'heure d'arrivée initiale, ce qui permet de déterminer plus précisément la durée du voyage. Après la fin du projet le 30 novembre 2021, JAKOTA Cruise Systems continuera à développer le démonstrateur pour en faire un produit commercialisable pour la prévision du trafic maritime mondial.

Visualiser les résultats

Poster 1 : Système d'identification automatique (AIS) Afin d'améliorer la sécurité du trafic maritime et de mieux contrôler la navigation, l'AIS est devenu une obligation d'équipement pour une grande variété de navires. Les navires concernés, l'installation du système, son fonctionnement et d'autres informations sur l'AIS ont été rassemblés et présentés dans un poster clair et informatif.

Poster 2 : Ports maritimes du même nom dans le monde Pour qu'un navire puisse indiquer clairement sa destination et l'afficher correctement dans l'AIS, il existe un LOCODE pour chaque port. Néanmoins, il peut arriver que l'équipage entre le nom complet du port respectif dans l'AIS. Cela peut conduire à des ambiguïtés dans certains cas, car il existe plusieurs ports du même nom dans le monde. Les plus importants sont illustrés graphiquement dans ce poster.

Poster 3 : UN/LOCODE L'une des principales tâches du sous-projet est le développement d'algorithmes significatifs pour l'attribution des ports de destination. Ceux-ci sont généralement saisis sous la forme d'un LOCODE dans l'AIS. Cela a conduit à diverses questions, par exemple, selon la base juridique du LOCODE et comment et par qui il est attribué et documenté. Pour une illustration claire, un poster a été créé avec les informations les plus importantes sur le sujet.

Achèvement du projet

Après l'achèvement du projet au printemps 2022, les étapes suivantes peuvent être résumées. Les ports à venir seront reconnus de manière fiable avec une probabilité de plus de 90%. Grâce à un algorithme d'auto-apprentissage, les fautes d'orthographe et les abréviations ambiguës dans la saisie manuelle du port de destination peuvent être comparées au port de destination réel et interprétées sans ambiguïté. Par conséquent, l'heure d'arrivée d'un navire dans les ports futurs (ETA = Estimated Time of Arrival) est déterminée avec encore plus de précision. Des extraits et les résultats du projet seront présentés lors de l'événement de clôture en ligne. D'autres recherches et développements de produits liés à l'intelligence artificielle, à la sécurité des navires et aux émissions sont considérés comme presque certains. Dans l'industrie, les résultats du projet seront utilisés par plusieurs grandes entreprises à partir de la mi-2022 dans le cadre d'études internes, puis mis à profit dans les services logistiques.

Événement de clôture au Maritime Cluster Northern Germany
L'événement final du projet PreSEA aura lieu numériquement le 16 mai 2022, de 13h00 à 15h30, sous la devise "Increasing the resilience of maritime supply chains through AI-supported maritime traffic forecasting | PRESEA". Les organisateurs sont FleetMon et le groupe de spécialistes de la sécurité maritime du Cluster maritime de l'Allemagne du Nord.

Événements

Quand : 24 septembre 2020

Le projet PRESEA a été présenté lors de la conférence. Le titre de la présentation était "Projet PRESEA - Avantages de la prévision du trafic maritime en cas d'urgence".

Blog et publications

La révolution des données dans le transport maritime

FleetMon travaille sur une approche évolutive basée sur l'IA pour prédire les prochaines destinations portuaires des navires sur la base des données historiques AIS. La méthode respective est principalement destinée à être utilisée dans les cas où l'entrée de la destination AIS d'un navire n'est pas interprétable. Nous avons réussi à trouver une solution d'IA stable et efficace dans la base de données, basée sur des modèles de Markov et adaptée aux tâches de prédiction massivement parallèles avec une grande précision. Cette recherche fait partie d'un projet financé appelé PRESEA ("Real-time based maritime traffic forecast").

Comment une prévision du trafic maritime en temps réel permet d'organiser et d'optimiser le flux des marchandises maritimes

Dans le cadre du projet de recherche PRESEA, qui a débuté à l'été 2019, une application de prévision du trafic maritime en temps réel doit être développée. Contrairement aux systèmes existants qui affichent la position des navires au moment de la requête, le nouveau prototype de logiciel calcule et affiche le nombre prévu de navires dans les jours à venir pour n'importe quelle zone maritime dans le monde.

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Table des matières

Coordinateur de projet

JAKOTA Cruise Systems GmbH

FleetMon | Suivre les sept mers

Partenaire du projet

Partenaires associés

Reederei F. Laeisz, Daimler AG, Synfioo, DNV

Ministère fédéral de l'économie et de l'énergie (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie)
Fondée par

BMWI - Ministère fédéral de l'économie et de l'énergie

Cadre du projet

Technologies en temps réel pour la sécurité maritime

Responsable de projet à Jülich
Promoteur

Responsable de projet à Jülich

Durée du projet

Jun 2019 - Nov 2021

Volume de financement

750 000 euros

Contact

Logo du projet (.png, transparent)

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