[发明专利]一种沿海水上交通安全风险监测与预警系统及方法

说明书

本发明提供一种沿海水上交通安全风险监测与预警系统及方法，以对海事网格化管理水域的静态风险因素信息、动态风险因素信息进行处理，从而实现海事网格化水域交通安全风险测度。通过实时阈值预警模型实现对各风险因素和各海事网格交通安全风险的实时阈值预警，通过动态规则推理预警模型实现对各风险因素和各海事网格交通安全风险的动态推理预警。通过开发沿海水上交通安全风险监测与预警系统实现对不同风险等级网格的动态视觉预警。

技术领域

本发明涉及水上交通领域、安全科学与工程领域和人工智能领域，特别涉及一种沿海水上交通安全风险监测与预警系统。

背景技术

沿海水域船舶交通密度大，船舶活动频繁，航道水深条件有限，沉船、暗礁等潜在风险因素较多，跨海(江)大桥、架空电缆的出现限制了通航船舶的高度，水上交通事故时有发生。随着船舶的大型化和高速化发展，单起事故带来的生命和财产损失明显加大。同时，沿海水域自然环境、交通环境、海事管理与救助力量等时刻在变化着，如风、流、波浪、潮汐、能见度等自然环境因素，交通流密度、船型分布、船舶尺寸分布等交通环境因素、移动执法力量和搜救力量等。采集动态风险因素信息，并进行实时风险测度和动态预警具有重要的意义。

近年来，水上交通信息化建设成效明显，开发和建设了各类航海保障和海事管理方面的信息化设施和信息系统。AIS、VTS、CCTV等系统和各类气象水文检测系统为海事管理机构提供了水上交通监测的基础信息。对沿海水域交通安全进行实时监测并进行高风险前的预警已具有可行性，也是水上交通管理的发展趋势。

发明内容

本发明的目的是针对沿海水上交通事故多发问题，引入人工智能理论，构建沿海水上交通安全风险监测和预警模型，设计和开发一种沿海水上交通安全风险监测与预警系统及方法，实现对沿海水上交通安全风险的全过程、全方位、全天候的精准监管，有效减少水上交通事故的发生，切实维护水上交通安全。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种沿海水上交通安全风险监测与预警方法，将沿海水上交通安全风险进行动、静态风险因素分离式建模，再融合处理静态风险和动态风险，实现对沿海交通安全风险监测模型构建：

第一步，确定网格静态风险监测指标体系结构

确定网格静态风险因素系统，包含常规要素子系统、碍航要素子系统、执法与应急要素子系统；

设影响测度结果的指标共有m个，则指标集X＝{X₁,X₂,…,X_m}，其中，X_i为第1层的第i个要素；X_i又由第2层的n个指标决定，即指标子集X_i＝{X_i1,X_i2,…,X_in}，X_ij为第2层中影响X_i的第j个指标；

第二步，确定网格静态风险监测指标权重

根据每一层次中各指标的重要程度，分别给予相应的权数K；设第2层指标的权重向量K_i＝(K_i1,…,K_in)，其中K_ij为第2层指标中决定X_i的第j个指标X_ij的权数，

第三步，构建网格静态风险多层次多属性静态风险监测模型

一级指标的风险测度结果为

对测度指标体系中的一级指标的风险评价结果按式(2)合成，得到网格静态风险；

R＝5×X₁×(1+X₂)×(1-X₃) (2)

网格静态风险综合考虑了以下要素的影响：