Статья: Определение долготы места судна по глубинам при помощи нейронной сети (2025)

Читать онлайн

Предложен метод определения долготы места судна по рельефу дна с использованием нейронной сети, в качестве входного сигнала которой выступает вектор, содержащий значения глубины, измеренные с определенным пространственным шагом при помощи эхолота. Выходом сети служит значение долготы, соответствующее месту последнего измерения глубины. Сеть имеет несколько скрытых слоев, количество которых варьируется от одного до десяти. Скрытые нейроны обладают функциями активации в виде гиперболического тангенса. Единственный нейрон выходного слоя имеет линейную функцию активации. Определены алгоритмы формирования набора учебных данных, настройки и тестирования нейронной сети, формирующие технологию создания нейросетевой системы прогноза долготы места судна по глубинам и реализованные на языке программирования Python. Для работы с нейронными сетями используется библиотека TensorFlow. В качестве источника данных о глубинах выбирается официальная электронная навигационная карта. На основе извлеченного из нее слоя глубин формируется регулярная сетка, значения в узлах которой определяются линейной интерполяцией. Процедура формирования набора учебных и тестовых данных предполагает псевдослучайные изменения уровня моря, которые могут быть вызваны как реальными колебаниями, так и погрешностями измерений. На тестовой выборке сеть показывает приемлемую для навигации точность, причем результаты зависят от количества скрытых слоев. Лучшая точность в виде наибольшего значения модуля ошибки прогноза долготы достигается для сети с наибольшим количеством скрытых слоев. Отмечается также необходимость тестирования разработанной нейросетевой системы на основе моделирования движения судна.

Ключевые фразы: судно, ДОЛГОТА, глубина, нейронная сеть, глубокое обучение, автономный режим, РЕЛЬЕФ ДНА, АЛГОРИТМ РАСЧЕТА, электронная карта, навигация
Автор (ы): ДЕРЯБИН ВИКТОР ВЛАДИМИРОВИЧ
Журнал: ВЕСТНИК ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМ. АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

SCI
Коммуникации
УДК
004.032.26. Нейронные сети
656.61. Морское судоходство
Префикс DOI
10.21821/2309-5180-2025-17-4-481-492
Для цитирования:
ДЕРЯБИН В. В. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЛГОТЫ МЕСТА СУДНА ПО ГЛУБИНАМ ПРИ ПОМОЩИ НЕЙРОННОЙ СЕТИ // ВЕСТНИК ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМ. АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА. 2025. Т. 17 №4
Текстовый фрагмент статьи