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Polish system guides ships at sea

The risk of two ships or yachts colliding at sea is significant, especially near busy ports. Scientists from the Maritime University of Szczecin have developed an innovative intelligent system that helps navigators, and prevents such accidents from happening.

“Most collisions at sea are due to human error. To prevent them, we’ve come up with a system that supports emergency decision-making by suggesting a safe course to large cargo ships and non-commercial yachts alike,”

Dr Piotr Borkowski from the Maritime University of Szczecin tells Polska.pl.

There are about 80,000 large commercial vessels in the world. The number of small private craft is even higher. About 15,000 seagoing ships are registered in Poland alone. With traffic at sea being so heavy, it is very easy to be on a collision course with another vessel.

Conceived by a group of Maritime University of Szczecin scientists, NAVDEC is an intelligent system operating on multiple levels. First, it monitors developments on the surrounding sea. To do so, it sources coordinates and course of nearby craft from the available navigation devices. If a course intersects ours, the system will consult the International Regulations for Preventing Collisions at Sea to check who has right of way. If it is us who have to make way, NAVDEC will suggest a course to prevent collision with other vessels in the vicinity.

The on-board computer displays all data on a digital map. The navigator can see a range of safe routes suggested by the system. The system tells the navigator which one is best and involves the least manoeuvring.

“Our greatest achievement was to turn International Regulations for Preventing Collisions at Sea into algorithms. This allowed us to develop the world’s first system that supports navigators’ decisions,”

says Dr Borkowski.

NAVDEC is already operational on 20 Polish and German ships. Now its creators are preparing to steer into deeper waters, and want to make other international ship-owners keen for their product, too.

Work on the system went into full swing in 2007, after the Maritime University of Szczecin received a grant from the Ministry of Science and Higher Education to develop a solution that would reduce the risk of collisions at sea. While designing their cutting-edge software, scientists drew on results of their previous research. Dr Zbigniew Pietrzykowski was in charge of supporting the navigator’s decisions, and project management. Dr Piotr Wołejsza, Master Mariner, helped the team with his navigation expertise. Dr Piotr Borkowski used the tools of artificial intelligence and computational mathematics to tackle the algorithm part of the project. Besides them, there were eight additional people working on the project. In 2013, they all established Sup4Nav, a spin-out of the Maritime University.

A few months later, the first ship equipped with the new system, Unity Line’s ferry Wolin, was put to sea.

text by Aleksandra Stanisławska/Polska.pl

Le risque de collision entre deux navires ou yachts en mer est important, surtout à proximité des ports très fréquentés. Les scientifiques de l’Université maritime de Szczecin ont mis au point un système intelligent innovant qui aide les navigateurs et évite que de tels accidents ne se produisent.

“La plupart des collisions en mer sont dues à l’erreur humaine. Pour les prévenir, nous avons mis au point un système qui facilite la prise de décision en cas d’urgence en suggérant une route sûre aux grands cargos et aux yachts non commerciaux”, explique à Polska.pl le Dr Piotr Borkowski de l’Université maritime de Szczecin.

Il existe environ 80 000 grands navires commerciaux dans le monde. Le nombre de petits bateaux privés est encore plus élevé. Rien qu’en Pologne, environ 15 000 navires de mer sont enregistrés. Avec un trafic maritime aussi intense, il est très facile de se retrouver sur une trajectoire de collision avec un autre navire.

Conçu par un groupe de scientifiques de l’Université maritime de Szczecin, le NAVDEC est un système intelligent fonctionnant à plusieurs niveaux. Tout d’abord, il surveille les évolutions de la mer environnante. Pour ce faire, il obtient les coordonnées et le cap des navires proches à partir des appareils de navigation disponibles. Si une route croise la nôtre, le système consulte le Règlement International pour Prévenir les Collisions en mer afin de vérifier qui a la priorité. Si c’est nous qui devons faire de la place, le NAVDEC proposera une route pour éviter les collisions avec d’autres navires à proximité.

L’ordinateur de bord affiche toutes les données sur une carte numérique. Le navigateur peut voir une série d’itinéraires sûrs suggérés par le système. Le système indique au navigateur lequel est le meilleur et celui qui implique le moins de manœuvres. “Notre plus grande réussite a été de transformer le Règlement international pour prévenir les collisions en mer en algorithmes. Cela nous a permis de développer le premier système au monde qui aide les navigateurs à prendre leurs décisions”, explique le Dr Borkowski.

Le NAVDEC est déjà opérationnel sur 20 navires polonais et allemands. Ses créateurs se préparent maintenant à naviguer en eaux plus profondes et veulent faire en sorte que d’autres armateurs internationaux adoptent eux aussi leur produit.

Les travaux sur le système ont démarré en 2007, après que l’Université maritime de Szczecin a reçu une subvention du ministère des sciences et de l’enseignement supérieur pour développer une solution qui réduirait le risque de collision en mer. Lors de la conception de leur logiciel de pointe, les scientifiques se sont inspirés des résultats de leurs recherches précédentes. Le Dr Zbigniew Pietrzykowski était chargé de soutenir les décisions du navigateur et de gérer le projet. Le Dr Piotr Wołejsza, capitaine au long cours, a aidé l’équipe grâce à son expertise en matière de navigation. Le Dr Piotr Borkowski a utilisé les outils de l’intelligence artificielle et des mathématiques informatiques pour aborder la partie algorithmique du projet. En plus de ces personnes, huit autres personnes travaillaient sur le projet. En 2013, ils ont tous créé Sup4Nav, une spin-out de l’Université maritime. Quelques mois plus tard, le premier navire équipé du nouveau système, le ferry Wolin de la compagnie Unity Line, a été mis à la mer.

par Aleksandra Stanisławska/Polska.pl