[发明专利]航道船舶流量监测方法、系统及计算机可读存储介质

说明书

一种航道船舶流量监测方法、系统和存储介质，方法包括：AIS数据处理：接收AIS数据；获取船舶坐标、处理航域的航道中心线坐标和航道中心点坐标；航道网络预处理：对处理航域划分网格，计算网格复杂度、网格斜率算法参数；船舶航道匹配：将船舶位置c匹配到所在其坐标所在网格的航道上获得匹配点e：匹配点e到航道起始点的距离lsubgt;e/subgt;并关联船舶序号、航道序号；航道交通流特征计算：根据船舶序号、航道序号、所述lsubgt;e/subgt;，计算航道密度和航道平均速度。一种航道船舶流量监测系统，所述系统使用上述的方法。一种计算机可读存储介质，存储实现上述的方法的程序。本发明用于航道流量实时监测，可以提供实时、准确的航道流量监测结果。

技术领域

本发明涉及航道智能管理领域，具体涉及一种航道船舶流量监测方法、系统及计算机可读存储介质。

背景技术

AIS系统，即船舶自动识别系统（Automatic Identification System），是国际海事组织、国际航标协会、国际电信联盟于2000年推出的一个具有船舶自动识别、通信和导航功能的新型助行电子系统。目前，内河航道船舶均安装AIS定位设备并向管理部门发送AIS信息，通过对AIS数据的分析和统计可以精确掌握辖区内航道利用情况和拥堵情况。相关技术中，利用AIS数据分析统计航道利用情况和拥堵情况时，由于航域内航道、船舶数量多，实时数据量大，分析计算往往有一定滞后性，不利于对航道流量的实时判断。

发明内容

本发明的发明人经过大量研究发现，相关技术中航道船舶流量监测方法在将船舶匹配到航道时，方法多采用与公路道路匹配类似的航道中心线逐点匹配算法，根据船舶AIS定位与航道中心线点位逐点计算距离，选择最近的点位作为船舶与航道匹配的点位，其计算复杂度较高，计算量较大，在大范围海量数据的计算场景下耗费时间长，是导致计算结果滞后，不能精确进行实时判断流量的主要原因。

本发明要解决相关技术中航道船舶流量监测方法计算滞后不能精确实时进行流量判断的问题。

针对上述存在的局限性，本发明提出了一种航道船舶流量监测方法及系统。

一种航道船舶流量监测方法，包括：

AIS数据处理：接收AIS数据；获取船舶坐标、处理航域的航道中心线坐标和航道中心点坐标；

航道网络预处理：对处理航域划分网格，根据网格内航道中心点坐标，计算网格复杂度，根据所述网格复杂度，计算网格斜率算法参数；

船舶航道匹配：将船舶位置c匹配到所在其坐标所在网格的航道上获得匹配点e：当所述网格复杂度小于等于预设阈值时，将船舶位置c向所在网格的航道中心线的近似直线上垂直投影，获得匹配点e；当所述网格复杂度大于预设阈值时，依次计算所述船舶位置c与所在网格的所有航道中心点的距离，使得所述距离最小的航道中心点作为匹配点e；计算匹配点e到航道起始点的距离l_e并关联船舶序号、航道序号；

航道交通流特征计算：根据所述船舶序号、所述航道序号、所述l_e，计算处理航域内所有航道的航道密度和航道平均速度；

所述网格复杂度的计算公式为：

，

所述、为网格包含的所述航道中心点的坐标，所述、为所述坐标、按照编号顺序的下一个坐标，所述、为所述坐标、按照编号顺序的下一个坐标；所述航道中心点有n个，n为自然数，所述编号顺序为所述网格内的航道中心点，沿从所述航道起始点至所述匹配点e的方向，依次按照位置排列顺序从1至n进行编号。

进一步地：所述AIS数据处理包括：

获取AIS数据：使用KAFKA消息队列接收AIS数据并存储；

获取船舶坐标：获取处理航域内AIS数据中的船舶定位，进行大地经纬度坐标向球面XY坐标系坐标的坐标变换，获取船舶坐标；