[發明專利]一種利用區塊鏈計算航程選擇的方法

在審

• 申請號: 202210696577.5
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN115186873A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 鄧忠超;秦洪德;朱仲本;李鵬;牟曉凱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q10/08;G01C21/20
• 代理公司: 紹興市寅越專利代理事務所(普通合伙) 33285
• 代理人: 潘敏

本發明涉及一種利用區塊鏈計算航程選擇的方法，應用在一個全海候長航程無人帆船的水翼與風舵裝置上，路線選擇方法選擇預定的航行路線，分為兩步，首先在區塊鏈上記錄的歷史航行路線中選擇相似起點與終點的路線，其次，在其中再選擇經過的目標點最為契合的路線供管理員進行選擇，本方法的步驟合理，邏輯清晰，使管理員制定航行路線的效率大大提高，并且能夠應用于其他路線的規劃中。

技術領域

本發明涉及航行路線選擇領域，涉及一種利用區塊鏈計算航程選擇的方法。

背景技術

水翼可以提升無人帆船的航行性能，無人帆船的帆、舵、龍骨是本體的核心，在核心構件的基礎上，增加水翼與風舵，可以進一步的改善無人帆船的性能指標。為了使無人帆船擁有更高的性能，一種全海候長航程無人帆船的水翼與風舵裝置，是在無人帆船的核心本體，帆、舵、龍骨的基礎上，搭建水翼與風舵等。但航行路線的選擇根據歷史航行路線，智能地進行選擇是一個值得研究的方向。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種解決或部分解決上述問題的利用區塊鏈計算航程選擇的方法。

為達到上述技術方案的效果，本發明的技術方案為：方法應用在一個全海候長航程無人帆船的水翼與風舵裝置上，全海候長航程無人帆船的水翼與風舵裝置包含無人帆船、風帆、龍骨、單舵、風舵、水翼、統制器、推動器、GPS定位器、位置轉換儀、統轄中心；無人帆船內的中部安裝一個風帆，風帆用于無人帆船借助風的力量航行，無人帆船內的中下部安裝一個龍骨，龍骨用于使水翼有安置的位置，水翼安裝在龍骨上，水翼用于平衡無人帆船，輔助無人帆船的航行，無人帆船內的尾部安裝兩個多型舵，多型舵用于安置風舵、單舵，多型舵包含一個風舵、一個單舵；風舵為單舵的倒放，單舵用于幫助無人帆船的航行，風舵用于輔助單舵航行；GPS定位器用于在航行中定位記錄無人帆船航行時的位置，與GPS定位器、位置轉換儀、統轄中心都位于無人帆船的內部；統轄中心用于管理員操作的、位于本地的計算管理中心；每一次航行中，GPS定位器以WGS84經緯度坐標的形式記錄無人帆船航行中位置，然后發送給位置轉換儀，位置轉換儀使用ArcGIS實現WGS84經緯度坐標到北京54高斯投影坐標的轉換，并將無人帆船航行中位置以北京54高斯投影坐標的形式按照產生的時間先后順序組成航行路線被記錄在GPS定位器內部的存儲片中，每一次航行結束后，GPS定位器清空存儲片中記錄的數據；位置轉換儀用于將WGS84經緯度坐標轉換到北京54高斯投影坐標；無人帆船內的尾部安裝統制器，統制器用于控制無人帆船的航行，無人帆船內部在統制器后安裝推動器，推動器用于執行統制器的命令，推動器內含兩個直流電動機，直流電動機用于驅動轉動多型舵，以控制無人帆船的航向；在統制器中設置開閉模組，開閉模組用于控制直流電動機的開關，在開閉模組中設置無線信號接收器，無線信號接收器接收管理員的信號，管理員發送工作信號給無線信號接收器，工作信號為一位二進制數，1代表啟動直流電動機，0代表關閉直流電動機，工作信號用于控制直流電動機；當接收到內容為1的工作信號，開閉模組控制直流電動機開啟，當直流電動機首次運行時，開閉模組無需獲取歷史運作信息，當直流電動機不是首次運行時，開閉模組需獲取歷史運作信息，每個無人帆船都擁有一個ID號，ID號獨一無二， ID號由統制器保存，開閉模組在區塊鏈條上獲取歷史運作信息；首先，開閉模組向統轄中心申請并提供查詢詞典，查詢詞典包含航行的起點的位置S、航行的終點的位置Z、航行路線的條數N，N為小于5的自然數；開閉模組獲取歷史運作信息后發送給統制器，統制器根據當前航行的需求，當前航行的需求用于表示當前航行航線經過的目標點，按照管理員規定路線中經過的先后順序將當前航行路過的目標點排列成當前航行路過的目標點的位置坐標序列，位置坐標序列用于說明當前航行的需求；位置坐標為北京54高斯投影坐標，高斯投影坐標分為(x,y)兩個坐標分量，x坐標分量以赤道的投影為橫坐標軸，y坐標分量以中央子午線的投影為縱坐標軸，管理員對當前航行路過的目標點的位置坐標序列進行分類，分類為必經的目標點的位置坐標序列B以及備選的目標點的位置坐標集合P，必經的目標點的位置坐標序列B為將管理員設置必須經過的航行中目標點按照在當前航行中經過的先后順序排列，備選的目標點的位置坐標序列P為除了必經的目標點的位置坐標集合B的其他目標點的位置坐標，并按照在當前航行中經過的先后順序；坐標分量用于分別表示橫坐標以及縱坐標的值，位置坐標用于說明航行中點的位置；統制器將歷史運作信息中的歷史航行路線提取出來，由并行比較器對比當前航行路過的目標點是否被近似包含在歷史運作信息中的歷史航行路線中，并行比較器用于將所有歷史運作信息中的歷史航行路線提取出來進行比較；近似包含用于說明當前航行路過的目標點的位置坐標與歷史運作信息中的歷史航行路線中點的位置坐標的差值在搜查半徑內；管理員設置第一搜索策略觸發容器，第一搜索策略觸發容器用于具體地比較當前航行路過的目標點是否被近似包含在歷史運作信息中的歷史航行路線中；步驟四、第一搜索策略觸發容器的搜查半徑由管理員進行設置，搜查半徑用于說明比較當前航行路過的目標點與歷史航行路線中經過的點容許的最大位置差，第一搜索策略觸發容器的中心點只能沿著歷史運作信息中的歷史航行路線前進，以第一搜索策略觸發容器的中心點為中心，以搜查半徑作為半徑的圓形范圍為第一搜索策略觸發容器能夠觀察比較的范圍，所有目標點都并行地在每條歷史航行路線上進行比較，比較的過程為，并行比較器從當前航行路過的目標點的位置坐標序列中提取第一個目標點的位置坐標以及最后一個目標點的位置坐標，在每條歷史航行路線上的起點開始搜索，第一搜索策略觸發容器的中心點沿著歷史航行路線的方向向前前進，當第一個目標點的位置坐標在第一搜索策略觸發容器能夠觀察比較的范圍，停止搜索，停止搜索時第一搜索策略觸發容器的中心點所在位置作為第一搜查起點，在每條歷史航行路線上的終點開始搜索，第一搜索策略觸發容器的中心點沿著歷史航行路線的方向從后向前前進，當最后一個目標點的位置坐標在第一搜索策略觸發容器能夠觀察比較的范圍，停止搜索，停止搜索時第一搜索策略觸發容器的中心點所在位置作為第一搜查終點，第一搜查起點用于說明在歷史航行路線中第一個目標點位置相近的點，第一搜查終點用于說明在歷史航行路線中最后一個目標點位置相近的點；然后，如果第一搜查終點存在，從每條歷史航行路線上的第一搜查終點開始搜索，否則，從每條歷史航行路線上的終點開始，第一搜索策略觸發容器的中心點沿著歷史航行路線的方向從后向前前進，當倒數第二個目標點的位置坐標在第一搜索策略觸發容器能夠觀察比較的范圍，停止搜索，停止搜索時第一搜索策略觸發容器的中心點所在位置作為第二搜查終點；如果第一搜查起點存在，在每條歷史航行路線上第一搜查起點開始搜索，否則從每條歷史航行路線上起點開始搜索，第一搜索策略觸發容器的中心點沿著歷史航行路線的方向向前前進，當第二個目標點的位置坐標在第一搜索策略觸發容器能夠觀察比較的范圍，停止搜索，停止搜索時第一搜索策略觸發容器的中心點所在位置作為第二搜查起點；接著，如果第二搜查終點存在，從每條歷史航行路線上的第二搜查終點開始，否則驗證第一搜查終點是否存在，如果存在，從每條歷史航行路線上的第一搜查終點開始搜索，如果第一搜查終點、第二搜查終點都不存在，從每條歷史航行路線上的終點開始搜索，第一搜索策略觸發容器的中心點沿著歷史航行路線的方向從后向前前進，當倒數第三個目標點的位置坐標在第一搜索策略觸發容器能夠觀察比較的范圍，停止搜索，停止搜索時第一搜索策略觸發容器的中心點所在位置作為第三搜查終點；如果第二搜查起點存在，在每條歷史航行路線上第二搜查起點開始搜索，如果第二搜查起點不存在，如果第一搜查起點存在，在每條歷史航行路線上第二搜查起點開始搜索，否則從每條歷史航行路線上起點開始搜索，第一搜索策略觸發容器的中心點沿著歷史航行路線的方向前進，當第三個目標點的位置坐標在第一搜索策略觸發容器能夠觀察比較的范圍，停止搜索，停止搜索時第一搜索策略觸發容器的中心點所在位置作為第三搜查起點，....，重復上述過程，直到所有目標點都在所有歷史航行路線上都使用第一搜索策略觸發容器搜查完畢；如果目標點的數量為奇數，當前航行路過的目標點的位置坐標序列中最后一個未被搜索的目標點直接使用第一搜索策略觸發容器在歷史航行路線中搜素；第一搜查起點用于說明在歷史航行路線中第一個目標點位置相近的點，第一搜查終點用于說明在歷史航行路線中最后一個目標點位置相近的點；第二搜查起點用于說明在歷史航行路線中第二個目標點位置相近的點，第二搜查終點用于說明在歷史航行路線中倒數第二個目標點位置相近的點，...，第M搜查起點用于說明在歷史航行路線中第M個目標點位置相近的點，第M搜查終點用于說明在歷史航行路線中倒數第M個目標點位置相近的點；M為自然數，等于當前航行需求中目標點的數量；對于每條歷史航行路線，如果目標點的位置坐標在第一搜索策略觸發容器能夠觀察比較的范圍，并行比較器將目標點標注為近似目標點，近似目標點用于說明在歷史航行路線上存在與目標點位置相近的點；如果歷史航行路線中，所有必經的目標點的位置坐標集合B都被標注成近似目標點，歷史航行路線被命名為合格航行路線，備選的目標點的位置坐標集合P中標注成近似目標點最多的合格航行路線被選擇給管理員，由管理員選擇是否按照備選的目標點的位置坐標集合P中標注成近似目標點最多的合格航行路線作為預定的航行路線；查詢詞典用于限制開閉模組需要獲取的歷史運作信息，統轄中心根據查詢詞典，在區塊鏈條上按照區塊高度的大小降序的區塊上尋找符合查詢詞典要求的歷史航行路線，計算航行的起點的位置S、航行的終點的位置Z的相似距離Y，相似距離Y用于說明與航行的起點的位置S、航行的終點的位置Z相近的距離，相似距離Y等于_Re等于距離半徑，w等于允許誤差，e表示距離，距離半徑等于Q個無人帆船的船身的長度，Q為3到5之間的實數，允許誤差等于無人帆船停船后仍然移動的平均距離，設歷史航行路線的起點位置為St，位置坐標等于(xS,yS)，xS、yS分別對應St的x坐標分量、y坐標分量，歷史航行路線的終點的位置為Zt，位置坐標等于(xZ,yZ)，xZ、yZ分別對應Zt的x坐標分量、y坐標分量，設當前航行的起點位置為S，位置坐標等于(x1,y1)，x1、y1分別對應S的x坐標分量、y 坐標分量，當前航行的終點位置為Z，位置坐標等于(x2,y2)，x2、y2分別對應 Z的x坐標分量、y坐標分量；統轄中心尋找滿足事先設定好的歷史航行路線，在區塊鏈條上按照區塊高度的大小降序的區塊上尋找符合查詢詞典要求的歷史航行路線，尋找到N條歷史航行路線截止；提取N條歷史航行路線的數據組成歷史運作信息；t表示歷史航行路線；歷史航行路線為歷史上無人帆船航行的路線；方法中所有距離的單位保持一致；統轄中心中包含區塊鏈條，區塊鏈條用于記錄歷史運作信息，歷史運作信息為N條與當前航行路線相似的起點以及終點的無人帆船的歷史航行路線，與當前航行相似的起點以及終點的無人帆船的歷史航行路線為滿足事先設定好的歷史航行路線；每一次航行結束后，存儲片中記錄的數據傳送到統轄中心，統轄中心記錄在區塊鏈條上。