Расширенный поиск
Применение оптимизационных алгоритмов для решения задач планирования морских сейсморазведочных работ с донными станциями в условиях Арктического шельфа
1 Московский физико-технический институт, г. Долгопрудный, Россия
2 ООО “Инжиниринговый центр МФТИ по полезным ископаемым”, г. Долгопрудный, Россия
3 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
4 АО “МАГЭ”, г. Москва, Россия
2 ООО “Инжиниринговый центр МФТИ по полезным ископаемым”, г. Долгопрудный, Россия
3 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
4 АО “МАГЭ”, г. Москва, Россия
Журнал: Геофизические исследования
Том: 23
Номер: 2
Год: 2022
Страницы: 55-72
УДК: 550.8.024, 51-73
DOI: 10.21455/gr2022.2-4
Показать библиографическую ссылку
Зайцев С.В., Тихоцкий С.А., Силаев А.В., Ананьев А.А., Ужегов Д.В., Кудряшов И.Ю., Васекин Б.В., Кондрашенко С.И., Хлюпин А.Н., Кулыгин Д.А., Базилевич С.О. Применение оптимизационных алгоритмов для решения задач планирования морских сейсморазведочных работ с донными станциями в условиях Арктического шельфа // Геофизические исследования. 2022. Т. 23. № 2. С. 55-72. DOI: 10.21455/gr2022.2-4
@article{ЗайцевПрименение2022,
author = "Зайцев, С. В. and Тихоцкий, С. А. and Силаев, А. В. and Ананьев, А. А. and Ужегов, Д. В. and Кудряшов, И. Ю. and Васекин, Б. В. and Кондрашенко, С. И. and Хлюпин, А. Н. and Кулыгин, Д. А. and Базилевич, С. О.",
title = "Применение оптимизационных алгоритмов для решения задач планирования морских сейсморазведочных работ с донными станциями в условиях Арктического шельфа",
journal = "Геофизические исследования",
year = 2022,
volume = "23",
number = "2",
pages = "55-72",
doi = "10.21455/gr2022.2-4",
language = "Russian"
}
Скопировать ссылку в формате ГОСТ
Скопировать ссылку BibTex
Файлы:
Ключевые слова: морская сейсморазведка, планирование сейсмических исследований, транзитная зона, оптимальное планирование, искусственный интеллект, алгоритмы оптимизации, путь Дубинса, задача коммивояжёра
Аннотация: Представлен алгоритм оптимизации траекторий и последовательности движения флота морских сейсморазведочных судов при решении задачи морской сейсморазведки с использованием донных станций, основанный на решении задачи коммивояжёра со смешанной доставкой и сбором товара, известной в литературе как TSPDC (Traveling Salesman Problem with mixed Delivery and Collections). Приведено описание расширения алгоритма на задачу, принимающую во внимание статические закрытые зоны, которые моделируют ледовую и метеорологическую обстановку, непригодную для движения судна. Алгоритм с применением путей Дубинса обеспечивает близкий к минимальному путь, учёт реальных характеристик движения судов и их скорости при выполнении различных типов работ (укладка донных станций, сбор станций, маневрирование и т.д.).
Научная новизна исследования заключается в применении решения задачи TSPDC к задачам морской геофизики с условием наличия закрытых зон и разработке алгоритма оптимизации работ сейсмических судов с использованием донных станций, что актуально в условиях арктического шельфа в период ограниченной навигации. Описанный в статье алгоритм позволяет учитывать возврат судна для сбора оборудования при работе с донными станциями в транзитной зоне. Разработанный алгоритм планирования проведения морских сейсморазведочных работ лёг в основу прикладного программного обеспечения. Приводится формализация задачи, результаты работы алгоритма и примеры планирования на тестовых данных. Затронуты вопросы о допустимых ограничениях для предложенного алгоритма. Полученные результаты применимы для дальнейшего использования при реализации задач по оптимизации плана работ сейсморазведочной морской съёмки с несколькими судами как при планировании сейсморазведочных работ, так и при корректировке планов непосредственно на судне. Применение также оправдано в случае необходимости повторного захода на профиль (например, при повторной отработке бракованного участка работ).
Список литературы: Зайцев С.В., Васекин Б.В., Тихоцкий С.А., Силаев С.В., Ананьев А.А., Орлов Р.В., Ужегов Д.Н., Кудряшев И.Ю., Кондрашенко С.И., Базилевич С.О. Использование алгоритмов искусственного интеллекта для оптимального планирования морских сейсмических работ // Доклады РАН. Науки о Земле. 2021а. Т. 501, No 2. С.210–218.
Зайцев С.В., Васекин Б.В., Филиппов Д.Д., Ерофеев А.А., Тихоцкий С.А. Экспертная система для поддержки принятия оперативных решений при проведении морских сейсмических съёмок / Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ No 2021666605, выдано 18.10.2021б.
Марков А.В., Симаньков В.И. Методика расчета траекторий полета беспилотных летательных аппаратов для наблюдения за местностью // Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. 2019. No 4 (122). C.57–63.
Baldacci R., Hadjiconstantinou E., Mingozzi A. An Exact Algorithm for the Traveling Salesman Problem with Deliveries and Collections // Networks. 2003. N 42. P.26–41.
Caillau J.B., Maslovskaya S., Mensch T., Moulinier T. Zermelo–Markov–Dubins problem and extensions in marine navigation // 2019 IEEE 58th Conference on Decision and Control (CDC). 2019. P.517–522.
Dokht R., Hamidreza R., Talebi M. Optimizing 3-D seismic survey design parameters using genetic algorithm – a case study in southwest of Iran // Arabian Journal of Geosciences. 2013. N 6. P.1965–1975.
Dubins L.E. On Curves of Minimal Length with a Constraint on Average Curvature, and with Prescribed Initial and Terminal Positions and Tangents // American Journal of Mathematics. 1957. V. 79, N 3. P.497–516.
Gutin G., Jakubowicz H., Ronen S., Zverovitch A. Seismic vessel problem // Communications in DQM. 2003. V. 8. 9 p.
Lugo-Cárdenas I., Flores G., Salaza S., Lozano R. Dubins path generation for a fixed wing UAV // 2014 International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS). 2014. P.339–346. DOI: 10.1109/ICUAS.2014.6842272
Saunders J., Brandon C., Curtis A., Beard R., McLain T. Static and Dynamic Obstacle Avoidance in Miniature Air Vehicles // American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). 2005. N 1526. 14 p. DOI: 10.2514/6.2005-6950
Vermeer G. Acquisition/Processing – 3D seismic survey design optimization // The Leading Edge. 2003. V. 22, N 10. 9 p.
Зайцев С.В., Васекин Б.В., Филиппов Д.Д., Ерофеев А.А., Тихоцкий С.А. Экспертная система для поддержки принятия оперативных решений при проведении морских сейсмических съёмок / Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ No 2021666605, выдано 18.10.2021б.
Марков А.В., Симаньков В.И. Методика расчета траекторий полета беспилотных летательных аппаратов для наблюдения за местностью // Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. 2019. No 4 (122). C.57–63.
Baldacci R., Hadjiconstantinou E., Mingozzi A. An Exact Algorithm for the Traveling Salesman Problem with Deliveries and Collections // Networks. 2003. N 42. P.26–41.
Caillau J.B., Maslovskaya S., Mensch T., Moulinier T. Zermelo–Markov–Dubins problem and extensions in marine navigation // 2019 IEEE 58th Conference on Decision and Control (CDC). 2019. P.517–522.
Dokht R., Hamidreza R., Talebi M. Optimizing 3-D seismic survey design parameters using genetic algorithm – a case study in southwest of Iran // Arabian Journal of Geosciences. 2013. N 6. P.1965–1975.
Dubins L.E. On Curves of Minimal Length with a Constraint on Average Curvature, and with Prescribed Initial and Terminal Positions and Tangents // American Journal of Mathematics. 1957. V. 79, N 3. P.497–516.
Gutin G., Jakubowicz H., Ronen S., Zverovitch A. Seismic vessel problem // Communications in DQM. 2003. V. 8. 9 p.
Lugo-Cárdenas I., Flores G., Salaza S., Lozano R. Dubins path generation for a fixed wing UAV // 2014 International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS). 2014. P.339–346. DOI: 10.1109/ICUAS.2014.6842272
Saunders J., Brandon C., Curtis A., Beard R., McLain T. Static and Dynamic Obstacle Avoidance in Miniature Air Vehicles // American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). 2005. N 1526. 14 p. DOI: 10.2514/6.2005-6950
Vermeer G. Acquisition/Processing – 3D seismic survey design optimization // The Leading Edge. 2003. V. 22, N 10. 9 p.
