[发明专利]一种基于AIS数据的船舶位置预测系统和方法

权利要求书

1.一种基于AIS数据的船舶位置预测系统，其特征在于，包括中央处理器模块、航线聚类模块和航线对比模块：

所述中央处理器模块包括AIS数据采集模块、历史航线记录模块、相似性分析模块和航线预测模块；

所述航线对比模块与所述历史航线记录模块电性连接；

所述AIS数据采集模块用于采集目标水域船舶的数据；

所述航线聚类模块用于将所述目标水域船舶的数据经过若干次聚类，并将目标水域相识度高的同一起点和终点的航线归为一类，得到目标水域的航线集合；

所述历史航线记录模块用于记录所述目标水域的航线集合；

所述航线对比模块用于计算得到目标水域轨迹片段与目标水域航线的第一转移概率；

所述相似性分析模块用于将目标船舶的轨迹片段序列与目标水域的轨迹片段集合进行相识度分析，得到与目标船舶最接近的第一轨迹片段集合；

所述航线预测模块用于根据所述第一转移概率计算得到所述第一轨迹片段集合中的每一个片段与航线集合中各航线的第二转移概率，根据所述第二转移概率得到目标船舶轨迹属于所述航线集合的概率，选择概率的航线作为目标船舶的航线。

2.根据权利要求所述的一种基于AIS数据的船舶位置预测系统，其特征在于，还包括AIS数据预处理模块，所述中央处理器模块还包括航线轨迹显示模块和外部实时反馈模块。

3.根据权利要求所述的一种基于AIS数据的船舶位置预测系统，其特征在于，所述AIS数据采集模块内包括有船舶静态数据采集模块、船舶动态数据采集模块和船舶航程数据采集模块，

所述船舶航程数据采集模块与所述AIS数据采集模块串联，所述船舶航程数据采集模块与船舶发动机电性连接。

4.根据权利要求所述的一种基于AIS数据的船舶位置预测系统，其特征在于，所述航线聚类模块包括航线轨迹分段模块和海域栅格划分模块。

5.根据权利要求所述的一种基于AIS数据的船舶位置预测系统，其特征在于，所述船舶静态数据采集模块采集的数据包括船舶名、船舶呼号、MMSI、船舶类型、船舶长度、船舶宽度。

6.根据权利要求所述的一种基于AIS数据的船舶位置预测系统，其特征在于，所述船舶动态数据采集模块采集的数据包括船舶所在位置的经纬度、船舶偏向角、船舶航速和船舶航迹。

7.根据权利要求所述的一种基于AIS数据的船舶位置预测系统，其特征在于，所述船舶航程数据采集模块采集的数据包括船舶状态、船舶吃水深度和船舶开往的目的地。

8.根据权利要求所述的一种基于AIS数据的船舶位置预测系统，其特征在于，所述的航线轨迹分段模块具体用于：

当船舶轨迹当前点的对地航向与前一个点的对地航向差值的绝对值不小于预设值时，则在所述当前点进行分割，否则不进行分割。

9.根据权利要求所述的一种基于AIS数据的船舶位置预测系统，其特征在于，所述航线聚类模块具体用于：

对目标水域航行的区域进行栅格化划分得到目标水域航线的轨迹序列；

根据目标水域航线的轨迹序列生成对应的目标水域航线航行区域序列；

根据目标水域航线航行区域序列的相似性对航线进行k-means聚类得到第一航线集合；

基于所述第一航线集合根据目标水域航线航行区域序列对航线进行DBSCAN聚类，得到聚类后的第二航线集合。

10.一种基于AIS数据的船舶位置预测方法，其特征在于，包括：

获取目标水域船舶的数据；

所述船舶的数据经过若干次聚类，将目标水域相识度高的同一起点和终点的航线归为一类，并得到目标水域的航线集合；

计算得到目标水域轨迹片段与目标水域航线的第一转移概率；

将目标船舶的轨迹片段序列与目标水域的轨迹片段集合进行相识度分析，得到与目标船舶最接近的第一轨迹片段集合；

根据所述第一转移概率计算得到所述第一轨迹片段集合中的每一个片段与航线集合中各航线的第二转移概率，根据所述第二转移概率得到目标船舶轨迹属于所述航线集合的概率，选择概率的航线作为目标船舶的航线。