[发明专利]一种风电场水域船舶交通流分析的方法、装置和存储介质

权利要求书

1.一种风电场水域船舶交通流分析的方法，用于分析风电场水域的船舶交通流特征，其特征在于，包括：

S1，获取所述风电场水域预设范围内选定船舶的历史AIS数据；

S2，根据所述船舶的历史AIS数据获得所述选定船舶的轨迹；

S3，对所述船舶的轨迹中每条轨迹的所有船位点，使用二叉空间分割算法计算当所述船舶在所述船位点时与所述风电场的最小通过距离，并将计算出的最小通过距离中的最小值作为对应轨迹与所述风电场的最小通过距离，由此获得每条轨迹的最小通过距离；

其中，所述步骤S3中，使用二叉空间分割算法计算当所述船舶在所述船位点时与所述风电场的最小通过距离包括：

S31，获得由所述风电场靠船舶一侧水域边界上包含的u个风机q组成的集合Q，即Q＝{q₁，q₂，…，q_u}，Q中所含风机按照空间分布由左向右或由上向下排列，u为正整数；

S32，对集合Q进行任意分割，将集合Q分为子集合Q¹＝{q₁，q₂，…，q_v}与子集合Q²＝{q_v+1，q_v+2，…，q_u}，其中，v为分割位置，满足v＜u且v≠0；

S33，设已知任意风机经纬度坐标分别为Lon._q和Lat._q，计算船舶与所述集合内所包含的各风机的距离pd，并计算两子集合内包含pd之和和

S34，判断最近距离风机q_min隶属的子集合Q^min：

S35，对Q^min继续进行分割，并重复步骤S33～S34，直至集合Q^min内仅存在唯一元素q_min，所述唯一元素q_min对应的风机即为当所述船舶在所述船位点时离所述船舶最近的风机；

S36，根据船舶的位置、离船舶最近的风机的位置和风电场一侧风机集合Q确定风电场的边界，并根据所述边界确定出船舶在所述船位点时与所述风电场的最小通过距离MPD。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S36还包括：

设A和B是所述风电场边界的两个角点，点P是船舶通过水域时与风电场最近距离所在位置，点C为最近通过距离点P在风电场边界AB上的投影，根据点C在边界AB的分布情况得到船舶和风电场的最小通过距离MPD为：

其中，参数K为判定系数，为点C相对于点A的向量，为点B相对于点A的向量，为向量的长度，为向量的长度，为向量的长度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：对所述船舶的轨迹进行聚类以获得所述风电场水域的航路信息的步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述船舶的轨迹进行聚类以获得所述风电场水域的航路信息的步骤包括：

根据所述船舶的轨迹中包括的所述轨迹的起点、终点和轨迹特征点，将所述轨迹特征点的所有船位信息按其时序特征进行排列并依次连接以获得所述轨迹的子轨迹；

删除异常船位特征点并对所述轨迹进行平滑处理，将所述船舶的轨迹切分成一个或多个子轨迹段；

采用基于动态时间规整的空间聚类算法计算所述平滑处理后的船舶的轨迹的相似度指标，采用DBSCAN算法对所述相似度指标进行轨迹聚类，得到所述风电场水域的航路信息。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

根据向量运算规则，使用如下公式计算

使用如下公式计算所述K：