[发明专利]一种船只类型推断系统和方法

说明书

本发明公开了一种船只类型推断系统和方法，该系统包括：数据获取模块，用于根据特定船只的船只识别信息获取特定船只轨迹数据，该特定船只轨迹数据包括特定船只经过的特定轨迹点的经纬度和特定船只经过所述特定轨迹点的时间，其中，特定轨迹点为特定船只所经历的轨迹点；特征计算模块，用于根据特定船只轨迹数据计算特征参数，该特征参数包括时间参数、距离参数、速度参数、航向参数、转弯参数和停泊参数中的多者；以及类型推断模块，用于根据特定船只的特征参数采用机器学习算法得到特定船只的船只类型。通过本发明提供的技术方案对船只类型进行判断，准确度高，对实际船只类型判断具有很高的参考价值。

技术领域

本发明涉及采用计算机技术对船只类型进行推断的技术领域，尤其涉及一种船只类型推断系统和方法。

背景技术

船只轨迹信息是时空轨迹信息研究中的一个重要领域，与陆地上的公路相比，海上航道具有面积大、无具体边界、交叉纵横等特点，而且与车辆沿公路规则行驶不同的是，在某些海域，船只并不是有序按照某一特定路线航行的(如渔船)，再加上随着国内外经济贸易的飞速增长导致的海上交通运输量愈发庞大，航行安全隐患增加，使得获取船只行驶实时信息变得十分有必要。

在船只上安装定位设备可以实现将船只的行驶状态以及位置等信息实时地传送到接受信号的基站中。船只自动识别系统(Auto Identification System，AIS)就是通过组合船载全球定位系统(Global Positioning System，GPS)定位仪、甚高频(Very highfrequency，VHF)通信机、传感器、基站等设备来实现航行信息收集与处理的数字助航系统。装有AIS设备的船只配合GPS定时向附近水域船舶及岸基广播船名、航速、航向、经纬度、时间等信息的同时，也可以接收VHF覆盖范围内其他船只发出的AIS信号，实现自动应答，即使没有雷达的情况下，也可以及时掌握附近海面所有的船舶资讯。当存在船只碰撞的可能时，船只之间可以进行通话协调，采取必要的避让行为，从而有效的减少了船舶碰撞事故的发生。

基于AIS助航系统相比传统海上通讯系统的高效性与准确性，国际海事组织要求国际航行船只必须在限期内安装AIS系统，我国交通部海事局于2003年开始提出并实现重点海域与能源大港覆盖AIS的建设目标。十几年来，成功运行的AIS系统累积了数量庞大的船只行驶数据、海面交通环境等多种数据。基于这些数据，人们开始用大数据、机器学习等技术对船舶行驶的潜在规则与特征进行深入的分析和探索，并利用得到的研究成果对复杂的海面交通情况进行改善，海上航行安全得到了很大的提升。有关AIS船舶数据的研究主要有船舶轨迹异常点检测、船舶轨迹预测、船舶轨迹聚类、船舶避碰等。

船只类型推断对于海上交通安全以及海上资源保护具有很大的意义，人们可以根据某个船只的行驶轨迹来判断该船只的航行行为是否存在异常。例如，某条商用船在海上没有沿特定航道航行，并且根据轨迹行为方法推断出这艘船的轨迹类似渔船轨迹时，就代表这艘商船可能存在非法捕捞的行为；军事方面，通过判断船只行驶轨迹的特征，可以发现是否有军船伪装成民船的情况发生，提高军事区域的安全保障。除了以上的例子外，船只类型推断还可以用于航线碰撞分析、优化航行效率、节省运输能源等多个方面。

目前，基于船只轨迹数据推断船只类型判别的研究还比较少，没有可供参考和对比的研究方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船只类型推断系统和方法，用以解决基于船只轨迹数据推断船只类型的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种船只类型推断系统，该系统包括：数据获取模块，用于根据特定船只的船只识别信息获取特定船只轨迹数据，该特定船只轨迹数据包括所述特定船只经过的特定轨迹点的经纬度和所述特定船只经过所述特定轨迹点的时间，其中，所述特定轨迹点为所述特定船只所经历的轨迹点；特征计算模块，用于根据所述特定船只轨迹数据计算特征参数，该特征参数包括时间参数、距离参数、速度参数、航向参数、转弯参数和停泊参数中的多者；以及类型推断模块，用于根据所述特定船只的所述特征参数采用机器学习算法得到所述特定船只的船只类型。