[發明專利]一種非沖突狀態船舶集群態勢分析方法

有效

• 申請號: 201910516643.4
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110444045B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 王曉原;張露露;夏媛媛;朱慎超;孫懿飛;馮凱;趙新越
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: G08G3/02
• 分類號: G08G3/02;G06N7/02
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰;孫曉淑

1.一種非沖突狀態船舶集群態勢分析方法，其特征在于，其包括：

將船舶感知區域劃分為多個虛擬動態網格；

對船舶集群態勢進行多視圖分析，在所述多個虛擬動態網格中對目標船的作用力通過作用粒度進行描述；

采用模糊邏輯規則結合所述作用粒度，得到所述虛擬動態網格內船舶對所述目標船的作用力；

根據所述多個虛擬動態網格之間的作用力，得到船舶集群態勢對目標船的作用力集合；

其中將船舶感知區域劃分為多個虛擬動態網格包括：

以所述目標船為中心，以所述目標船與干擾船的安全會遇距離以及動界半徑為新的半徑，向外劃分圓周區域；

將所述船舶感知區域從內到外依次劃分為碰撞區域、主要干擾區域和次要干擾區域；

通過所述碰撞區域、所述主要干擾區域和所述次要干擾區域結合對會遇區域的角度劃分結果，得到24個虛擬動態網格；

其中對船舶集群態勢進行多視圖分析，在所述多個虛擬動態網格中對目標船的作用力通過作用粒度進行描述包括：

以所述目標船為中心，按照非沖突會遇的類型將所述船舶集群態勢劃分為相互疊加的三個視圖，其中所述非沖突會遇的類型包括平行非沖突會遇和駛離非沖突會遇，所述三個視圖包括第一視圖、第二視圖和第三視圖，所述第一視圖為僅考慮船舶會遇局面的船舶集群態勢劃分圖，所述第二視圖為考慮所述干擾船駛離所述目標船的非沖突會遇情況下的影響劃分圖，所述第三視圖為考慮所述干擾船航向平行于所述目標船航向的非沖突會遇情況下的影響劃分圖；

根據所述目標船在船舶集群態勢中的安全會遇距離確定可穿過安全間隙，基于所述可穿過安全間隙確定所述目標船的可航路徑，得到所述多個虛擬動態網格的連通性；

在所述虛擬動態網格中選取一艘虛擬的代表船，對所述主要干擾區域內的主要干擾船和所述次要干擾區的次要干擾船進行統計，得到所述虛擬動態網格中的作用粒度；

其中對所述主要干擾區域內的主要干擾船和所述次要干擾區的次要干擾船進行統計包括：對所述主要干擾船和所述次要干擾船的船型、行駛傾向性、相對距離、速度數值差和船舶區域服務水平的各項屬性進行統計，并分別取所有干擾船的各項屬性的統計結果中比例最大的值作為所述代表船的各項屬性，其中所述代表船用以表示所述虛擬動態網格內的船舶整體狀態。

2.如權利要求1所述的非沖突狀態船舶集群態勢分析方法，其特征在于，當所述目標船或所述干擾船的船長大于50米時，所述新的半徑為6海里。

3.如權利要求1所述的非沖突狀態船舶集群態勢分析方法，其特征在于，所述采用模糊邏輯規則結合所述作用粒度，得到所述虛擬動態網格內船舶對所述目標船的作用力包括：

對所述平行非沖突會遇局面下的船舶集群態勢進行模糊推理，分別得到所述目標船的船型的模糊集合為{小，中，大}，相對距離的模糊集合為{小，中，大}，行駛傾向性類型的模糊集合為{高效型，中庸型，低效型}，區域服務水平的模糊集合為{暢通，緩慢，擁擠}。

4.如權利要求3所述的非沖突狀態船舶集群態勢分析方法，其特征在于，所述采用模糊邏輯規則結合所述作用粒度，得到所述虛擬動態網格內船舶對所述目標船的作用力還包括：

對所述駛離非沖突會遇局面下的船舶集群態勢進行模糊推理，分別得到所述目標船的船型的模糊集合為{小，中，大}，行駛傾向性類型的模糊集合為{高效型，中庸型，低效型}，區域服務水平的模糊集合為{暢通，緩慢，擁擠}，速度數值差的模糊集合為{正，零，負}。

5.如權利要求1所述的非沖突狀態船舶集群態勢分析方法，其特征在于，所述對會遇區域的角度劃分結果為：

按照干擾船位于所述目標船的方位角為350°～5°、5°～67.5°、67.5°～112.5°、112.5°～175°、175°～185°、185°～247.5°、247.5°～292.5°、292.5°～350°對會遇區域進行劃分，得到8個扇形區域。

6.如權利要求5所述的非沖突狀態船舶集群態勢分析方法，其特征在于，所述根據所述多個虛擬動態網格之間的作用力，得到船舶集群態勢對目標船的作用力集合包括：

對所述8個扇形區域內分別計算所述多個虛擬動態網格內船舶對所述目標船的作用力，所述作用力的表達式為[相鄰虛擬動態網格作用力，相隔虛擬動態網格作用力]；

根據所述8個扇形區域內的作用力得到船舶集群態勢對所述目標船的作用力集合，所述作用力集合的表達式為[P₁區域作用力，P₂區域作用力，P₃區域作用力，P₄區域作用力，P₅區域作用力，P₆區域作用力，P₇區域作用力，P₈區域作用力]。