[發明專利]一種基于海上交通流量的動態分區處理方法

有效

• 申請號: 201711290530.4
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108038000B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 丁振平;張由余;王森林
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華;于瀚文

1.一種基于交通流量的動態分區處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：任務單元初始化：將待處理的港口監視區域平均分為n個子區域，每個子區域為一個任務單元的處理范圍，則共有n個任務單元，每個任務單元的處理范圍為一個處理區域，第i個任務單元記為A_i，i＝1,2,...,n；

步驟2：進行處理任務的分配：為每個任務單元A_n分配獨立的航跡數據處理進程P_n，根據接收的實時海情信息，對目標當前所處子區域位置進行判斷，將隸屬于任務單元A_i的目標數據，流轉分配到相對應的航跡數據處理進程P_i；

步驟3：各任務單元交通流量預測：基于狀態空間模型對各個任務單元的交通流量進行預測；

步驟4：根據交通流量對任務單元的處理范圍進行調整；

步驟5：對目標標識進行同步處理；

步驟1包括如下步驟：

步驟1-1：確定任務單元個數：假設處理指標要求為N批實時目標每分鐘，單個處理進程的處理能力為N₀批實時目標每分鐘，則任務單元的個數至少為n＝N/N₀；

步驟1-2：劃分任務單元范圍：以緯度為分界線，將待處理的港口監視區域平均劃分為n個互不重疊的子區域，子區域與子區域之間無縫連接，每個子區域為一個任務單元的處理范圍，則共有n個任務單元，第i個任務單元記為A_i，i＝1,2,...,n，第i個任務單元包含的處理區域為從緯度B_i-1到B_i，B_i、B_i-1分別為第i個任務單元處理邊界的緯度的上限和下限；

步驟2中，判斷目標所屬子區域位置的方法為：目標當前緯度B_T滿足B_i-1＜B_T≤B_i，則將目標流轉到第i個處理進程P_i處理；

步驟3包括如下步驟：

步驟3-1：建立多維自回歸模型：假設在t時刻n個航跡數據處理進程的交通流量為{q_it,i＝1,2,...,n}，將其組成n維時間序列Q_t＝(q_1t,q_2t,...,q_nt)，q_it表示t時刻第i個航跡數據處理進程的交通流量，根據時間序列Q_t建立多維自回歸模型，確定回溯系數p 后，得到：

Q_t＝C₁Q_t-1+C₂Q_t-2+...+C_pQ_t-p+W_t (1)

其中，C₁～C_p為n×n維系數矩陣，Q_t-p為t-p時刻n個處理區域的交通流量組成的時間序列，W_t為高斯白噪聲序列；

步驟3-2：建立狀態空間模型：令X_t＝(Q_t Q_t-1 ... Q_t-p+1)^T表示t時刻的狀態向量，X_t-1＝(Q_t-1 Q_t-2 ... Q_t-p)^T表示t-1時刻的狀態向量，Y_t＝Q_t表示觀測向量，則式(1)表示的時間序列模型轉化為如下狀態空間模型：

Y_t＝[I₂ 0,...,0]X_t+V_t (3)

式(2)、(3)分別表示狀態方程和量測方程，對應的狀態轉移矩陣F_t和觀測矩陣H_t分別如下：

H_t＝[I₂ 0,...,0] (5)

其中，U_t為狀態白噪聲，V_t為觀測白噪聲，I₁為n(p-1)維單位矩陣，I₂為n維單位矩陣；

步驟3-3：卡爾曼濾波預測：應用標準卡爾曼濾波公式對式(2)、(3)進行濾波估計，得到n個任務單元的交通流量分別為{q_i,i＝1,2,...,n}，q_i表示第i個任務單元的交通流量；

步驟4包括如下步驟：

步驟4-1，以1整分的緯度為1個網格單元，則第i個任務單元的處理范圍表示為ΔB_i：

ΔB_i＝B_i-B_i-1 (6)；

步驟4-2，假設各個子區域內對應任務單元的交通流量分布均勻，則第i個子區域內每個網格單元的交通流量為q_i/ΔB_i；

步驟4-3，從第1個任務單元A₁開始考慮，如果q₁＞N₀，則調整后的第1個任務單元處理范圍ΔB₁'為：

ΔB₁'＝[N₀×ΔB₁/q₁] (7)

其中，[x]表示不大于x的最大整數，如果q₁≤N₀且q₁+q₂＞N₀，則需要將第2個處理區域的部分范圍補充到第1個處理區域中，調整后的第1個任務單元處理范圍ΔB₁'為：

ΔB₁'＝ΔB₁+[(N₀-q₁)×ΔB₂/q₂] (8)

直到調整后的處理范圍ΔB₁'內的交通流量q₁'滿足q₁'≤N₀，且(ΔB₁'+1)范圍對應的交通流量大于N₀；

步驟4-4，從(B₀+ΔB₁')開始考慮第2個處理區域的調整，方法同步驟4-3，直到所有的交通流量平均分配到各個任務單元的處理范圍；

步驟4-5，如果當前所有的交通流量未達到系統指標，即且：

則順序激活m個航跡數據處理進程，其中m為不小于的最小整數，剩余的(n-m)個處理進程處掛起狀態。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟5包括如下步驟：

步驟5-1，為各個航跡數據處理進程分配不重疊的目標批號標識段，當第i個航跡數據處理進程出現新目標時，在對應的批號段尋找未使用的目標批號P_T對目標進行編批，并置上批號占用標記；

步驟5-2，當步驟5-1中所述新目標運動到第i+1個任務單元的處理范圍時，第i+1個航跡數據處理進程通過訪問TimesTen內存數據庫獲取該目標已有綜合批號P_T時，不再進行編批處理，而是沿用P_T，保證目標標識的唯一性；當目標在所有任務單元的處理范圍都不存在時，則刪除批號P_T的占用標記，釋放批號資源；

步驟5-3，當任務單元的處理范圍重新劃分后，根據調整后的處理區域將目標分發到對應的航跡數據處理進程。