PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Ocean Engineering· 2026Q1

Ortam Akıntılarında Gemi Manevralarının Kısa Süreli Tahmini İçin Kinematik Kısıtlı Hankel Dinamik Mod Ayrıştırması

A kinematically-constrained Hankel dynamic mode decomposition for short-term prediction of ship manoeuvring in ambient currents

Hui Liang, Kudupudi Ravindra Babu, Ching Eng Tan

Kısa özet

Yeni geliştirilen kinematik kısıtlı Hankel dinamik mod ayrıştırması (Hankel-DMD) yöntemi, sakin suda %71, takip eden akıntılarda ise %60 oranında Kök Ortalama Kare Hata (RMSE) azaltarak gemi yörünge tahminini iyileştirir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Gemi manevra tahmini için kinematik kısıtlı bir Hankel-DMD yöntemi geliştirilmiştir.
  • Yöntem, gemi hareketini pozisyon ve hız durumları kullanarak modeller ve yeniden yapılandırma sonrası kinematik bir kısıt ekler.
  • Sakin suda yörünge RMSE'si %71, takip eden akıntılarda ise %60 oranında azaltılmıştır.
  • Kinematik kısıtın faydası senaryoya bağlıdır; çapraz akıntı koşullarında daha az iyileşme gözlemlenmiştir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

The accurate prediction of vessel manoeuvring dynamics is essential for ensuring navigational safety in the transition toward maritime autonomy. In this study, a kinematically-constrained Hankel dynamic mode decomposition (Hankel-DMD) approach is developed to model and predict vessel manoeuvring dynamics. The vessel motion is represented using a state formulation consisting of position and resultant speed, and the Hankel-DMD method, together with a component-wise normalisation of the position states, is used to extract the modes governing the system dynamics. To improve the physical consistency of the prediction, a kinematic constraint linking vessel position and speed is incorporated as a post-processing reconstruction step. The developed approach is examined using the data generated from a physics-based Maneuvering Modelling Group (MMG) manoeuvring model for an azimuth thruster-equipped tug. Three cases are considered, including manoeuvring in calm water, in the presence of ambient current along the X -direction (following), and current along the Y -direction (cross). Quantitative error metrics show that the kinematically-constrained reconstruction reduces the trajectory RMSE by 71% in calm water (from 1.09 m to 0.31 m) and by 60% for the following current (from 7.31 m to 2.90 m). For the cross current, however, the XY-normalised pure Hankel-DMD prediction achieves the slightly lower RMSE (1.34 m versus 2.80 m for the constrained reconstruction), indicating that the benefit of the kinematic constraint is scenario-dependent. These findings demonstrate that incorporating a kinematic constraint can improve the robustness of data-driven vessel trajectory prediction, although its benefit is case-dependent under environmental disturbances.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Ocean Engineering, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Deniz (Okyanus) Mühendisliği

Ocean EngineeringEngineering