Em resumo. Comparamos nosso roteamento com os programas usados pelos velejadores e seus roteadores. O método é o mesmo, o das isócronas, mas três defeitos nos separavam deles. A seleção dos pontos do cálculo perdia precisão ao se afastar da largada, a ponto de alguns barcos não chegarem mais à linha dentro da previsão. A polar ignorava a força do vento. E a rota trocava de bordo com frequência demais. Os três foram corrigidos juntos. Refeita sobre cinco dias de regata, a nova versão aproxima a rota calculada da posição real dos barcos: o desvio mediano cai de 89 para 83 milhas em 24 horas, e de 55 para 49 milhas em 12 horas. O ganho é real, mas modesto, e o horário de chegada calculado quase não muda. Veja o que mudou, o que medimos e o que deixamos de lado.
Nosso roteamento diante do dos profissionais
Os programas de roteamento reconhecidos, qtVlm, Expedition, Adrena ou o módulo de roteamento do OpenCPN, se baseiam todos no método das isócronas, como o nosso. Eles não se distinguem pelo algoritmo, mas por tudo o que colocam em volta: a precisão do cálculo, polares de verdade, o custo das manobras, vários modelos de vento, as correntes.
Em um ponto já estávamos à frente: nenhum desses programas mostra uma medida da própria precisão. Cabe ao navegador julgar. O nosso guarda cada rota calculada e a compara, hora após hora, com a posição real do barco. Foi essa medida que nos mostrou onde procurar. O vento tinha pouco a ver: com o vento realmente medido na área, o desvio não diminuía. Dois terços vinham da velocidade atribuída aos barcos, o último terço das escolhas de rota dos skippers.
1. Setores de largura constante em milhas
Um roteador por isócronas testa rumos a partir de cada ponto alcançado e depois só guarda os melhores pontos para a etapa seguinte. Sem essa seleção, o número de pontos explodiria. O nosso dividia o horizonte, visto do ponto de largada, em setores de 1°, e em cada um só guardava o ponto mais distante da largada.
O defeito é geométrico. Um grau visto da largada mede 9 milhas de largura a 500 milhas, mas 35 milhas a 2.000 milhas. Longe da largada, um único ponto sobrevive numa faixa de 35 milhas. Quando a rota faz uma curva, por exemplo para contornar o anticiclone dos Açores, o ponto mais distante da largada não é necessariamente o mais bem posicionado para o que vem depois. A seleção descartava pontos promissores.
A correção é a dos programas profissionais: setores com largura constante de 10 milhas na frente, qualquer que seja a distância da largada. Os setores ficam, portanto, mais finos à medida que o barco se afasta.
O efeito aparece sobretudo nas rotas longas. Na manhã de 6 de novembro, com os setores antigos, 5 Ocean Fifty de 8 não chegavam à linha dentro dos cinco dias de previsão. O fim da rota era então extrapolado, e mal: Basile Bourgnon aparecia a 160 horas da chegada, quando sua velocidade recente dava cerca de 69. Com setores de 10 milhas, os oito barcos chegam, entre 84 e 114 horas. Num vento sintético que reproduz um anticiclone em movimento, a rota do Ultim também ganha 7,6 % sobre a antiga.
Esse ajuste não torna o cálculo perfeito. Com um passo de 30 minutos em vez de uma hora, o roteador ainda encontra rotas um pouco mais lentas, quando um cálculo mais fino deveria se sair pelo menos tão bem. A causa é a própria regra de seleção: guardar o ponto mais distante da largada descarta pontos mais bem posicionados quando a rota faz uma curva, e quanto mais passos houver, mais essas seleções se acumulam. O site calcula com passo de uma hora, aquele em que o ajuste foi medido, mas esse limite ainda precisa ser superado.
2. Uma polar que depende da força do vento
A polar dá a velocidade de um barco conforme o vento. A nossa se resumia a dois números por classe e a uma forma comum para cada família de cascos, e depois um único fator a recalibrava pela velocidade dos barcos da frente. Esse fator único não conseguia corrigir tudo. Com vento de través, entre 60 e 90° do vento, a polar era 10 a 25 % rápida demais. Com vento fraco, abaixo de 10 nós, era 30 a 70 % lenta demais. Um mesmo coeficiente não compensa dois erros em sentidos opostos.
A forma da polar agora é aprendida durante a regata, casa por casa. Para cada classe, dividimos a força do vento em seis faixas (limites em 8, 12, 16, 20 e 25 nós) e o ângulo do vento em sete, e em cada casa comparamos a velocidade real dos barcos com a que a polar de partida dava. As medidas recentes contam mais: uma medida de três dias atrás pesa metade de uma recente.
Duas salvaguardas evitam seguir o ruído. Uma casa com menos de 12 medidas continua puxada para a polar de partida: sem dados, não se corrige. E nenhuma correção passa de 40 % para um lado ou para o outro. O nível geral continua sendo recalibrado a cada cálculo pela velocidade dos barcos da frente da classe.
3. Uma cambada ou um jibe custam tempo
Sem penalidade, a rota recomendada trocava de bordo assim que um rumo fazia ganhar alguns décimos de nó. No nosso vento sintético, a rota de um IMOCA podia cambar ou dar jibe 25 vezes durante a travessia. Nenhum skipper em solitário navega assim: num barco de 12 a 32 metros, um jibe leva tempo, exige força e faz perder velocidade.
O roteador agora conta 15 minutos perdidos a cada troca de bordo, para todas as classes. Trocar de bordo só vale a pena se o ganho justificar. Nas rotas refeitas da regata, o número mediano de trocas de bordo em 80 horas passa de 3 para 2, e de 6 para 4 nos Ultim. O horário de chegada quase não se mexe: é sobretudo a linha traçada no mapa que fica crível.
Aproveitamos para fechar o leque de rumos testados, de 110° para 90° de cada lado da direção da meta. Os rumos mais abertos quase nunca eram usados. Mesmo com setores mais finos, cada rota exige assim cerca de 35 % menos cálculo.
O que medimos
A bancada de testes refaz o código real do site a partir de posições reais da regata, com o run do GFS que o site tinha naquele momento, recuperado dos arquivos públicos da NOAA. Ela cobre os 5 primeiros das 6 classes, a partir de 17 momentos distribuídos entre 2 e 6 de novembro, e acompanha cada rota por 80 horas. Compara a posição calculada com a posição real do barco, e a chegada calculada com o tempo realmente gasto.
Essa bancada é mais ampla do que nosso primeiro teste, que só cobria os três primeiros de cada classe no dia 5 de novembro e dava 20, 40 e 67 milhas. Seus desvios são maiores, porque nem os barcos nem os dias são os mesmos. O que importa é a comparação entre as duas versões, a partir dos mesmos momentos.
| Desvio mediano de posição | Versão anterior | Nova versão |
|---|---|---|
| em 6 h | 31 milhas | 28 milhas |
| em 12 h | 55 milhas | 49 milhas |
| em 24 h | 89 milhas | 83 milhas |
O desvio cai de 7 a 11 % conforme o horizonte. É a polar aprendida que traz a maior parte do ganho nessas 80 horas: os setores em milhas quase não mudam nada em prazo tão curto, e seu efeito aparece nas rotas completas, como as dos Ocean Fifty.
Já o horário de chegada calculado quase não muda. O roteador continua um pouco otimista: na mediana, os barcos levam 6 % mais tempo do que o previsto em 24 horas, e de 11 a 13 % mais em 48 horas. A regra das nossas chegadas estimadas, que fica com o mais tardio entre a velocidade recente e a chegada calculada, também não se mexe: 14 % de desvio em 24 horas e 10 % em 48 horas, antes e depois.
Esses números têm limites. Os cinco dias refeitos tiveram uma só situação meteorológica, e os barcos de uma mesma classe enfrentaram o mesmo vento: as comparações não são independentes. As casas da polar com poucas medidas, como vento forte na orça, continuam perto da polar de partida.
O que testamos e depois deixamos de lado
- Recalibrar a velocidade pelo avanço das últimas 24 horas, em vez da velocidade instantânea dos melhores. A ideia era levar em conta o descanso e as manobras de um velejador em solitário. O ritmo recalculado continuamente para cada classe se sai pior.
- Um coeficiente fixo, em torno de 0,9, sobre a velocidade. Ele quase elimina o otimismo do roteador e aproxima a posição em 1 milha em 24 horas. Mas piora nossas chegadas estimadas em 48 horas, de 10,4 para 11,5 % de desvio. Deixamos de lado.
- Os setores em milhas sozinhos, sem a polar aprendida, não mudam nada em 80 horas. Os dois andam juntos.
O que muda no mapa
A forma de mostrar o roteamento não muda. O botão Roteamento do mapa ao vivo continua mostrando a rota tracejada, suas marcas diárias, seu corredor e a chegada calculada. Mas a rota chega mais vezes até a linha, faz menos zigue-zagues e se apoia numa velocidade aprendida na regata.
O corredor e o bloco Precisão constatada da legenda são calculados a partir dos desvios medidos durante a regata. Para não misturar as duas versões do roteador, essas medidas recomeçam do zero com a nova versão. Enquanto não houver medidas suficientes, a legenda mostra os números da bancada de testes.
O que ainda falta fazer
Há outros caminhos que ainda não iniciamos. As zonas proibidas da regata ainda não são levadas em conta. Além de cinco dias, a rota é extrapolada em vez de seguir a previsão longa do modelo GFS. As previsões por conjunto, cerca de vinte variantes do mesmo modelo, mostrariam as verdadeiras opções estratégicas, como a escolha entre passar ao norte ou ao sul do anticiclone. As correntes e o estado do mar pesariam um pouco para os barcos mais lentos.
Outros foram descartados. Trocar de modelo de vento traria pouco, já que o vento não explica nossos desvios. Uma polar própria para cada barco foi testada duas vezes e sempre se sai pior: algumas horas de medidas dizem pouco sobre um barco.
O roteamento continua indicativo. Os skippers têm suas polares reais, outros modelos de vento e o que veem na água. Mas agora ele está mais perto do que fazem os programas profissionais, e continuamos publicando sua precisão, seja ela boa ou não.
Perguntas frequentes
O que mudou no roteamento da Offshore Races?
Três coisas, colocadas no ar juntas. O cálculo seleciona seus pontos em setores de 10 milhas de largura, em vez de 1° visto da largada. A forma da polar é aprendida durante a regata, conforme a força e o ângulo do vento. E cada cambada ou jibe custa 15 minutos, o que limita os zigue-zagues.
Por que setores de 1° são um problema?
Para limitar o cálculo, um roteador por isócronas guarda só um ponto por setor a cada etapa. Se os setores são ângulos vistos da largada, eles se alargam com a distância: a 2.000 milhas, um setor de 1° tem 35 milhas de largura. A seleção então descarta pontos bem posicionados, e a rota encontrada é mais lenta do que deveria.
O que é uma penalidade de cambada?
É o tempo que um roteador considera perdido a cada troca de bordo, seja cambada ou jibe. Sem ela, o cálculo troca de bordo sempre que isso faz ganhar um pouco de velocidade, o que nenhum skipper faz. Os programas de roteamento profissionais a expressam em minutos por manobra; nós contamos 15 minutos.
O roteamento está mais preciso agora?
Um pouco. Em cinco dias de regata refeitos, o desvio mediano entre a rota calculada e a posição real cai de 89 para 83 milhas em 24 horas, e de 31 para 28 milhas em 6 horas. O horário de chegada calculado não é mais preciso do que antes.
O roteamento mostra a rota que o skipper vai seguir?
Não. Nossa rota é a que um roteador encontraria com polares aproximadas e o vento do modelo GFS. O corredor mostra o desvio constatado: o barco passa por ele três vezes em cada quatro.