[发明专利]一种基于AIS的船舶危险预警系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于AIS的船舶危险预警系统及方法，该系统包括：外部信息监控设备，用于监测采集AIS船舶数据以及温湿度、风向、风力大小信息；船舶航迹预测模块，以历史数据为基础，利用船舶位置的变化规律对船舶航迹进行首次预测，并基于采集信息，利用船舶的运动规律对航迹进行预测，融合两个预测结果得到综合的航迹预测值；船舶实时航行风险指标计算模块，根据预测得到的本船与目标碍航物的预测航迹，利用插值法得到对应时间的船舶位置，以对本船与目标碍航物的AIS船位进行同步，并快速计算出DCPA及TCPA；船舶危险预警模块，根据获得的DCPA与TCPA对船舶航行的碰撞风险进行量化评价，并以此作为预警判断的依据。

技术领域

本发明涉及船舶预警技术领域，特别是涉及一种基于AIS(AutomaticIdentification System，船舶自动识别系统)的船舶危险预警系统及方法。

背景技术

AIS(Automatic Identification System，船舶自动识别系统)系统，是指一种应用于船和岸、船和船之间的海事安全与通信的新型助航系统，能自动交换船位、航速、航向、船名、呼号等重要信息。装在船上的AIS系统在向外发送这些信息的同时，同样接收VHF(Very high frequency，甚高频)覆盖范围内的其他船舶的信息，从而实现了自动应答。

在现有技术中，如图1所示，各船只的的船舶危险预警方法一般如下：各船只通过AIS系统接收周围船只AIS系统广播得到的数据，解析后显示出当前周围船只与本船只的简要信息，例如航向、航速、船只大小等，然后通过值班人员的经验判断当前船只与周围船只之间的距离是否安全，以及遇到危险时的紧急程度，从而作出是否改变当前航线的决定。

但是，以上现有技术存在如下缺点：

1、现有技术的船舶预警技术不够智能化，需要值班人员人为去判断是否真实存在危险情况。

2、现有的技术无法识别船舶以外的障碍物，对船舶以外的危险同样需要人为依靠目视方式发现，无法做到很好的预警功能。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之一目的在于提供一种基于AIS的船舶危险预警系统及方法，基于可采集的AIS系统、温湿度、风向、风力大小等信息，对船舶的航迹进行预测，通过计算动态会遇距离（DCPA）和最近会遇时间（TCPA）得到航行空间危险度和时间危险度，进而得到船舶实时航行风险指标，最终实现船舶的实施安全预警。

为达上述及其它目的，本发明提出一种基于AIS的船舶危险预警系统，包括：

外部信息监控设备，用于监测采集AIS船舶数据以及温湿度、风向、风力大小信息；

船舶航迹预测模块，用于以历史数据为基础，利用船舶位置的变化规律对船舶航迹进行首次预测，并基于船舶速度、航向、风速、风向、流速流向等信息，利用船舶的运动规律对航迹进行预测，最后融合两个预测结果，得到综合的航迹预测值；

船舶实时航行风险指标计算模块，用于根据预测得到的本船与目标碍航物的预测航迹，利用插值法得到对应时间的船舶位置，以对本船与目标碍航物的AIS船位进行同步，并快速计算出DCPA及TCPA；

船舶危险预警模块，用于根据获得的DCPA与TCPA对船舶航行的碰撞风险进行量化评价，并以此作为预警判断的依据。

优选地，所述船舶航迹预测模块进一步包括：

首次航迹预测单元，用于以历史数据为基础，利用船舶位置的变化规律对船舶航迹进行首次预测，得到首次航迹预测值，所述历史数据指上一时刻船舶位置或上一次预测航迹位置；

航迹预测值计算单元，用于基于船舶速度、航向、风速、风向、流速流向信息，利用船舶的运动规律对航迹进行预测，得到计算的航迹预测值；

融合单元，用于将首次航迹预测值与计算航迹预测值多次融合后得到综合的航迹预测值。

优选地，所述航迹预测值计算单元具体用于：