[发明专利]一种船舶滑失率预测系统

权利要求书

1.一种船舶滑失率预测系统，其特征在于，包括：

历史数据处理模块，用于获取历史航段数据，基于历史航段数据计算出船艏向，利用气象数据接口获取历史气象数据，对历史航段数据、船艏向和历史气象数据预处理后得到历史数据集；

模型训练模块，用于根据历史数据集提取气象数据特征和实际航速偏差，得到历史样本集，并基于历史样本集训练随机森林模型，得到训练好的随机森林模型；

预测数据处理模块，用于对原始航线计划补入插入点，得到补充后的航段数据；基于补充后的航段数据计算出船艏向，利用气象数据接口获取气象预报数据，对补充后的航段数据、船艏向和气象预报数据预处理后得到预测数据集；

滑失率预测模块，用于根据预测数据集提取气象数据特征，调用训练好的随机森林模型，得到航速偏差预测值，根据预测数据集中的计划航速，计算出预测数据集对应的船舶滑失率。

2.根据权利要求1所述的船舶滑失率预测系统，其特征在于，所述获取历史航段数据，基于历史航段数据计算出船艏向，包括如下步骤：

根据传入的至少一个时间范围从航段数据表中获取待处理航段数据，所述待处理航段数据包括：转向点编号、时间戳、经度、纬度、转速、航速；

判断待处理航段数据中每个转向点的时间戳、经度和纬度中任一个值是否存在缺失或异常，如果存在，则删除该转向点对应的历史航段数据；剩余的待处理航段数据作为历史航段数据；

在历史航段数据中，对缺少船艏向的历史航段数据，分别取出其相邻时刻的历史航段数据，作为待计算的两点，根据所述待计算的两点的经度和纬度计算得到船艏向。

3.根据权利要求2所述的船舶滑失率预测系统，其特征在于，根据所述待计算的两点的经度和纬度计算得到船艏向，包括：

将待计算的两点间的纬度差按照预置的划分精度分成多个小段；

依次计算每个小段在墨卡托海图上的距离；

将每个小段的墨卡托海图上的距离汇总求和，记为p；

将待计算的两点间的经度差除以预置的划分精度，记为q；

基于反正切函数，根据p和q，计算出待计算的两点间的绝对夹角α＝arctan(p/q)；

将α转换为与正北方向的夹角，得到船艏向θ＝90-α。

4.根据权利要求1所述的船舶滑失率预测系统，其特征在于，所述利用气象数据接口获取历史气象数据，是根据历史航段数据中的时间戳、经度和纬度，得到历史气象数据；所述历史气象数据包括：风速、流速和浪高。

5.根据权利要求4所述的船舶滑失率预测系统，其特征在于，所述对历史航段数据、船艏向和历史气象数据预处理后得到历史数据集的过程包括：

根据所述历史航段数据中的转速剔除不稳定的历史航段数据；

剔除历史气象数据中的异常值，包括空值和大于360的值；

剔除所述异常值对应的历史航段数据；

将剩余的历史航段数据、船艏向、历史气象数据按相同的时间戳、经度和纬度关联后，作为历史数据集。

6.根据权利要求5所述的船舶滑失率预测系统，其特征在于，所述不稳定的历史航段数据包括：

转速小于等于0；

当前时刻到前15分钟，最大转速与最小转速差超过2转；

当前时刻的转速与20分钟前的转速，相差超过2转且前20分钟到前10分钟平均转速与前10分钟到当前时刻的平均转速差超过2转；

如果历史航段数据中任一时刻的转速符合上述任一种情况，则剔除该时刻的航段数据。