科研進(jìn)展
北極東北航道航線(xiàn)智能規劃研究獲新進(jìn)展
在全球氣候變化導致北極快速變暖的背景下，東北航道的通航潛力顯著(zhù)增強，然而極地復雜多變的環(huán)境條件仍對船舶冰區航行安全構成嚴峻挑戰?，F有北極航線(xiàn)規劃模型普遍存在對局部海域環(huán)境動(dòng)態(tài)變化響應不足的缺陷，難以實(shí)現復雜極地條件下的實(shí)時(shí)航線(xiàn)優(yōu)化與調整。針對這一科學(xué)問(wèn)題，中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)與凍土工程全國重點(diǎn)實(shí)驗室研究人員研發(fā)了第二代航線(xiàn)規劃系統RouteView 2.0。
新系統RouteView 2.0從三個(gè)方面提升了極地船舶航行服務(wù)的智能化水平。在船舶航行前方獨立浮冰實(shí)時(shí)監測方面，該系統突破了傳統千米級冰情數據的粗分辨率限制，構建了次公里級獨立浮冰在線(xiàn)計算框架，實(shí)現了東北航道浮冰分布的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)解析，顯著(zhù)提升了浮冰信息提取的時(shí)效性與靈活性（250米分辨率）。在船舶航行前方海霧模擬預警體系方面，該系統基于Polar WRF數值模型，實(shí)現了對船舶航行前方海霧的精準反演（6小時(shí)間隔、5千米分辨率），為低能見(jiàn)度航行提供了實(shí)時(shí)預警支持。在數字孿生驅動(dòng)的智能決策方面，該系統構建了北極航道船舶及航行環(huán)境的三維實(shí)景模型，實(shí)時(shí)接入浮冰、海霧等模型計算數據，實(shí)現了東北航道局部海域船舶航行的沉浸式展示，形成一種新的航線(xiàn)規劃可視化手段。
實(shí)驗驗證表明，新系統RouteView 2.0創(chuàng )新性地集成了多源環(huán)境要素實(shí)時(shí)監測技術(shù)，可精準識別船舶前方500公里范圍內的獨立浮冰分布、海霧能見(jiàn)度及海浪飛沫結冰等風(fēng)險因子，并通過(guò)動(dòng)態(tài)路徑優(yōu)化算法實(shí)現航線(xiàn)的自適應規劃與實(shí)時(shí)調整，顯著(zhù)提升了船舶航行安全與決策效率及極地航行決策的時(shí)效性和可靠性，為北極復雜環(huán)境下的航線(xiàn)規劃提供了可靠的技術(shù)支撐和科學(xué)依據。
該研究成果以RouteView 2.0: A Real-time Operational Planning System for Vessels on the Arctic Northeast Passage為題發(fā)表在Environmental Modelling & Software期刊上。西北研究院高級工程師吳阿丹為論文第一作者，車(chē)濤研究員為論文通訊作者。該研究獲國家自然科學(xué)基金、甘肅省科技重大專(zhuān)項和冰凍圈科學(xué)與凍土工程全國重點(diǎn)實(shí)驗室自主部署項目的資助。
該團隊研發(fā)的航線(xiàn)規劃系統RouteView 1.0于2023年正式發(fā)布，成果分別以A ship navigation information service system for the Arctic Northeast Passage using 3D GIS based on big Earth data和RouteView: An Intelligent Route Planning System for Ships Sailing Through Arctic Ice Zones Based on Big Earth Data為題先后發(fā)表在Big Earth Data和International Journal of Digital Earth期刊。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2025.106464
航線(xiàn)實(shí)時(shí)規劃系統界面（基于實(shí)時(shí)提取的浮冰、海霧及船舶結冰分布，評估船舶通航風(fēng)險，實(shí)現船舶航行前方航線(xiàn)的精準規劃與優(yōu)化調整）
航行場(chǎng)景實(shí)時(shí)模擬
