[发明专利]一种基于ECDIS的航线自动设计系统及其构建方法

权利要求书

1.一种基于ECDIS的航线自动设计系统的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、采用空间数据库管理系统建立推荐航线及航线信息数据库；

S11、将《世界大洋航路》、《航路指南》及航线设计图中的推荐航线进行量化，建立推荐航线数据库；

所述步骤S11中具体通过以下方式对推荐航线进行量化：

选取航线与航线的交点作为节点，通过节点把推荐航线分为若干段航线，包括出发港到节点、节点到节点以及节点到目的港，计算出各分段航线的航程，并建立节点位置表、分段航线表、分段航程表；

S12、将航线上不同时期的影响航行安全及经济因素进行量化，建立航线信息数据库；

S2、数学模型及算法的建立；

S21、根据推荐航线数据库构建航路网络模型，结合实际选取优化指标给网路图中的每条边赋权值，优化为加权网络图；

S22、根据船舶参数、气候情况以及气象情况，从数据库中找出相关的因素集，利用Dijkstra算法对可选航线进行筛选以及权值计算，找出一条最佳路径作为船舶的计划航线；

所述步骤S22具体包括如下步骤：

S221、设出发港为A、目的港为B；调用航线数据库中的节点表选取从出发港到目的港所经海域相关的所有节点；

S222、调用航线数据库中的航程表，按照本船条件及航行时间选取所有相关节点间航线的航程，构成从出发港到上述所选节点的航程邻接矩阵；

S223、对上述邻接矩阵施行Dijkstra算法，得到从出发港到目的港的最短航程及航线；

S224、调用航线数据库中的航线表，把包括各转向点的航线A-C与包括各转向点的航线C-B连接起来，即得到包括各转向点的从出发港到目的港的航线；

S23、运用Matlab进行建模仿真，编制仿真程序，实现Dijkstra算法求解最优航线，对不同船舶进行航线优选仿真实验。

2.如权利要求1所述的一种基于ECDIS的航线自动设计系统的构建方法，其特征在于，所述航线信息数据库内至少包括船舶类型、助航标志、碍航物、注意事项、特殊水域有关规定及风、浪、流、冰况的信息。

3.一种基于ECDIS的航线自动设计系统，其特征在于，包括：

推荐航线数据库，用于储存量化的《世界大洋航路》、《航路指南》及航路设计图中的推荐航线；

通过以下方式对推荐航线进行量化：

选取航线与航线的交点作为节点，通过节点把推荐航线分为若干段航线，包括出发港到节点、节点到节点以及节点到目的港，计算出各分段航线的航程，并建立节点位置表、分段航线表、分段航程表；

航线信息数据库，用于储存量化的航线上的不同时期的影响航行安全及经济因素数据；

加权航路网络图构建模块，用于根据推荐航线数据库构建航路网络模型，结合实际选取的优化指标给网路图中的每条边赋权值，优化为加权网络图；

最优航线生成模块，用于根据船舶参数、气候情况以及气象情况，从数据库中找出相关的因素集，利用Dijkstra算法对可选航线进行筛选以及权值计算找出一条最佳路径作为船舶的计划航线；具体包括如下步骤：

设出发港为A、目的港为B；调用航线数据库中的节点表选取从出发港到目的港所经海域相关的所有节点；

调用航线数据库中的航程表，按照本船条件及航行时间选取所有相关节点间航线的航程，构成从出发港到上述所选节点的航程邻接矩阵；

对上述邻接矩阵施行Dijkstra算法，得到从出发港到目的港的最短航程及航线；

调用航线数据库中的航线表，把包括各转向点的航线A-C与包括各转向点的航线C-B连接起来，即得到包括各转向点的从出发港到目的港的航线；

仿真模型构建模块，用于通过运用Matlab进行建模仿真，编制仿真程序，实现Dijkstra算法求解最优航线，对不同船舶进行航线优选仿真实验。