[發明專利]一種船舶錨泊聚集區識別方法及裝置

在審

• 申請號: 202011601837.3
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112613455A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 周春輝;劉宗楊;趙俊男;譚林旭;甘浪雄
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/40;G06K9/62
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 丁倩

本發明涉及一種船舶錨泊聚集區識別方法，包括以下步驟：獲取觀測水域設定時間段內各船舶的船舶軌跡；根據速度閾值篩選出每一所述船舶軌跡中的錨泊行為軌跡段；分別針對每一所述錨泊行為軌跡段進行密度聚類，篩除所述錨泊行為軌跡段中的軌跡噪聲點，得到錨泊行為軌跡點集；對各船舶的錨泊行為軌跡點集進行密度聚類，得到錨泊聚集區。本發明能夠對水域內船舶的習慣錨泊聚集區進行準確快速的識別。

技術鄰域

本發明涉及船舶行為識別技術鄰域，尤其涉及一種船舶錨泊聚集區識別方法、裝置及計算機存儲介質。

背景技術

根據COLREGS(國際海上避碰規則)，每一船舶在同一時刻只能屬于在航、錨泊、系岸或擱淺這四種狀態之一，當船舶在等候靠泊、潮水、引水、檢疫和錨地裝卸作業及避風等，均需拋錨停泊，因此錨泊狀態是一種重要的船舶行為狀態。

由于近年來海洋經濟的興起與發展，沿海船舶數量逐漸增多，而港外錨地大多并未及時規劃或規劃不合理，導致許多船舶錨泊隨意，形成習慣性錨泊聚集區，聚集區可能占用航道、習慣航路、水上重要工程區(風電場、采砂區)等重要通航與工程水域，易給水上船舶通航帶來安全風險。

然而，船舶習慣錨泊聚集區的分布并不穩定，在季節、風向等不同因素影響下習慣錨泊聚集區均有所不同。因此亟需對觀測水域的船舶習慣錨泊聚集區進行識別、判定，以便明確水域內錨泊船拋錨習慣，為錨地規劃、水上工程選址和水上通航風險規避提供依據和參考。

目前在有關船舶行為識別的相關研究中，一部分是基于傳統經驗公式對船舶狀態進行識別和統計，還有一部分基于船舶運動模型對船舶行為進行判定，這些方法均存在步驟繁瑣、識別準確度不高的問題。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種船舶錨泊聚集區識別方法及裝置，用以解決船舶習慣錨泊聚集區識別準確度不高、識別步驟繁瑣的問題。

本發明提供一種船舶錨泊聚集區識別方法，包括以下步驟：

獲取觀測水域設定時間段內各船舶的船舶軌跡；

根據速度閾值篩選出每一所述船舶軌跡中的錨泊行為軌跡段；

分別針對每一所述錨泊行為軌跡段進行密度聚類，篩除所述錨泊行為軌跡段中的軌跡噪聲點，得到錨泊行為軌跡點集；

對各船舶的錨泊行為軌跡點集進行密度聚類，得到錨泊聚集區。

進一步的，獲取觀測水域設定時間段內各船舶的船舶軌跡，具體為：

獲取觀測水域設定時間段內各船舶的AIS數據；

所述AIS數據包括靜態信息以及動態信息，所述動態信息包括船位、船速以及航向，結合所述船位、船速以及航向生成所述船舶軌跡，基于所述靜態信息對不同船舶的船舶軌跡進行標注。

進一步的，根據速度閾值篩選出每一所述船舶軌跡中的錨泊行為軌跡段，具體為：

按時間順序選取所述船舶軌跡中第一個航速小于速度閾值的軌跡點，作為錨泊起點；

篩選所述船舶軌跡的軌跡點中所有連續設定數量以上航速為零的軌跡點集；

按照時間順序篩選所述軌跡點集中最后一個軌跡點集；

篩選最后一個軌跡點集之后第一個航速小于速度閾值的軌跡點，作為錨泊終點；

按照時間順序選擇從所述錨泊起點到所述錨泊終點之間的軌跡段作為所述錨泊行為軌跡段。

進一步的，分別針對每一所述錨泊行為軌跡段進行密度聚類，篩除所述錨泊行為軌跡段中的軌跡噪聲點，得到錨泊行為軌跡點集，具體為：

采用DBSCAN算法對每一所述錨泊行為軌跡段進行密度聚類，篩除所述錨泊行為軌跡段中的軌跡噪聲點，得到錨泊行為軌跡點集。