[發明專利]一種基于ECDIS的航線自動設計系統及其構建方法

有效

• 申請號: 201710982479.7
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107798185B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 郭紹義;張樹豪
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于ECDIS的航線自動設計系統的構建方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、采用空間數據庫管理系統建立推薦航線及航線信息數據庫；

S11、將《世界大洋航路》、《航路指南》及航線設計圖中的推薦航線進行量化，建立推薦航線數據庫；

所述步驟S11中具體通過以下方式對推薦航線進行量化：

選取航線與航線的交點作為節點，通過節點把推薦航線分為若干段航線，包括出發港到節點、節點到節點以及節點到目的港，計算出各分段航線的航程，并建立節點位置表、分段航線表、分段航程表；

S12、將航線上不同時期的影響航行安全及經濟因素進行量化，建立航線信息數據庫；

S2、數學模型及算法的建立；

S21、根據推薦航線數據庫構建航路網絡模型，結合實際選取優化指標給網路圖中的每條邊賦權值，優化為加權網絡圖；

S22、根據船舶參數、氣候情況以及氣象情況，從數據庫中找出相關的因素集，利用Dijkstra算法對可選航線進行篩選以及權值計算，找出一條最佳路徑作為船舶的計劃航線；

所述步驟S22具體包括如下步驟：

S221、設出發港為A、目的港為B；調用航線數據庫中的節點表選取從出發港到目的港所經海域相關的所有節點；

S222、調用航線數據庫中的航程表，按照本船條件及航行時間選取所有相關節點間航線的航程，構成從出發港到上述所選節點的航程鄰接矩陣；

S223、對上述鄰接矩陣施行Dijkstra算法，得到從出發港到目的港的最短航程及航線；

S224、調用航線數據庫中的航線表，把包括各轉向點的航線A-C與包括各轉向點的航線C-B連接起來，即得到包括各轉向點的從出發港到目的港的航線；

S23、運用Matlab進行建模仿真，編制仿真程序，實現Dijkstra算法求解最優航線，對不同船舶進行航線優選仿真實驗。

2.如權利要求1所述的一種基于ECDIS的航線自動設計系統的構建方法，其特征在于，所述航線信息數據庫內至少包括船舶類型、助航標志、礙航物、注意事項、特殊水域有關規定及風、浪、流、冰況的信息。

3.一種基于ECDIS的航線自動設計系統，其特征在于，包括：

推薦航線數據庫，用于儲存量化的《世界大洋航路》、《航路指南》及航路設計圖中的推薦航線；

通過以下方式對推薦航線進行量化：

選取航線與航線的交點作為節點，通過節點把推薦航線分為若干段航線，包括出發港到節點、節點到節點以及節點到目的港，計算出各分段航線的航程，并建立節點位置表、分段航線表、分段航程表；

航線信息數據庫，用于儲存量化的航線上的不同時期的影響航行安全及經濟因素數據；

加權航路網絡圖構建模塊，用于根據推薦航線數據庫構建航路網絡模型，結合實際選取的優化指標給網路圖中的每條邊賦權值，優化為加權網絡圖；

最優航線生成模塊，用于根據船舶參數、氣候情況以及氣象情況，從數據庫中找出相關的因素集，利用Dijkstra算法對可選航線進行篩選以及權值計算找出一條最佳路徑作為船舶的計劃航線；具體包括如下步驟：

設出發港為A、目的港為B；調用航線數據庫中的節點表選取從出發港到目的港所經海域相關的所有節點；

調用航線數據庫中的航程表，按照本船條件及航行時間選取所有相關節點間航線的航程，構成從出發港到上述所選節點的航程鄰接矩陣；

對上述鄰接矩陣施行Dijkstra算法，得到從出發港到目的港的最短航程及航線；

調用航線數據庫中的航線表，把包括各轉向點的航線A-C與包括各轉向點的航線C-B連接起來，即得到包括各轉向點的從出發港到目的港的航線；

仿真模型構建模塊，用于通過運用Matlab進行建模仿真，編制仿真程序，實現Dijkstra算法求解最優航線，對不同船舶進行航線優選仿真實驗。