[發明專利]云環境下船舶航行數據的高效可視分析方法

有效

• 申請號: 201710072718.5
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN106875320B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 高曙;曹秀峰;劉甜甜;陸叢;魏萬淇
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06Q50/30
• 分類號: G06Q50/30;G06Q10/08;G06Q10/06
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;李滿

本發明涉及一種云環境下船舶航行數據的高效可視分析方法，包括如下步驟：1、設計面向HBase云存儲模式；2、建立船舶交通可視分析本體，設計基于HBase的OWL本體存儲模式；3、設計面向船舶航行可視分析特征的云服務描述模型；4、描述用戶可視分析功能需求和QoS需求；5、選擇與用戶功能需求和QoS需求相符的可視分析云服務；設計云服務內與云服務間映射函數，動態構建可視分析云服務優化組合模型；6、建立船舶航行可視分析全局流程模型和局部流程模型，實現流程的靜態優化分割；7、構建多目標優化模型，完成局部流程的動態調整，實現船舶航行數據的可視分析。本發明有效地提高了面向船舶航行數據的可視分析流程執行效率。

技術領域

本發明涉及船舶航行數據分析技術領域，具體涉及一種云環境下船舶航行數據的可視分析方法。

背景技術

目前，水上交通日益繁忙，交通流密度加大，船舶作為水上交通的行為主體，隨著其大型化、專業化和高速化的發展，通航環境更加復雜化，影響船舶航行安全的因素正在不斷增多，安全隱患和交通事故發生的可能性也在加大，對國民經濟和人民財產構成嚴重威脅，因此，為船舶安全航行，規避風險，對船舶航行數據進行分析，有助于水上交通安全管理。

隨著互聯網、物聯網技術的飛速發展，數據采集更為便捷，僅一艘營運中的船舶，24小時內通常可獲取高達20GB的相關航行數據信息，這些信息內容繁多，涉及船舶位置、速度、航向等，海量的船舶航行數據已經形成。然而，這些數據的海量性和復雜度帶來了對傳統數據存儲方式、分析、理解和呈現的巨大挑戰，需要新處理模式才能從其中獲得更強的決策力、洞察力與發現力。

可視分析作為科學可視化與信息可視化的自然延伸，將數據挖掘、計算機圖形學與人機交互相結合，在海量數據分析中，顯示了無與倫比的優勢：通過交互式視覺表現方式，更直接地揭示隱藏在數據內部的規律，不僅對數據的認知、推理和決策提供更加有效支持，而且可驅動復雜數據分析。然而，面對海量數據規模效應，可視分析存在高效實現與靈活構建問題。

云計算無疑提供了解決方案：作為一種新興共享基礎架構方法，它以云服務方式將各種計算資源變成可供使用的動態、易擴展和可伸縮虛擬資源，從而提供超級計算和存儲能力；而可視分析流程相對固定，可統一于可視化管道，方便利用云服務組合技術處理，以滿足不同用戶的可視化任務需求。目前已有一些基于工作流的可視化系統，但都沒有考慮船舶交通領域中數據可視化多樣性的特點，同時，也沒有效利用云服務進行靈活的組合與分布運行，在處理海量的船舶航行數據時，嚴重影響可視分析的效率、交互性與實時性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種云環境下船舶航行數據的可視分析方法，本方法以可視分析的高效性為目標，利用面向列的開源數據庫進行海量船舶航行數據的高效存儲，通過船舶交通可視分析本體靈活實現云服務的選擇與匹配，基于船舶航行數據特征，運用云服務間調用關系圖建立可視分析組合優化模型，并對可視分析流程進行靜態分割與動態調整，以提高船舶航行數據可視分析的效率。

為解決上述技術問題，本發明公開的一種云環境下船舶航行數據的高效可視分析方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：將實時采集的船舶航行數據，利用逆序的船舶MMSI(Maritime MobileService Identify，水上移動通信業務標識碼)與時間戳做數據表的主鍵，設計面向列的開源數據庫HBase(Hadoop Database，Hadoop數據庫)云存儲模式；

步驟2：使用OWL-DL(Web Ontology Language-Description Logic，網絡本體語言-描述邏輯)描述語言建立船舶交通可視分析本體，并設計基于HBase的OWL本體存儲模式；

步驟3：利用描述邏輯，設計面向船舶航行可視分析特征的云服務描述模型，所述面向船舶航行可視分析特征的云服務描述模型包括可視化功能屬性模型和QoS(Qualityof Service，服務質量)屬性模型；