[发明专利]一种港区的重要性评价方法

权利要求书

1.一种港区的重要性评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取所有船舶活动的轨迹点数据以及各船舶自身的航行轨迹点数据；对所有船舶活动的轨迹点数据进行聚类分析，根据聚类结果确定港区，将港区内的轨迹点转换成平面，以此确定各个港区的空间范围；

(2)根据所述船舶活动轨迹点数据和步骤(1)中得到的各个港区的空间范围，识别船舶入港行为；对每个港区产生入港行为的船舶的类型及类型对应的频次进行统计；

所述入港行为指的是使船舶航行轨迹与港区的空间范围产生交集的行为；若识别到有船舶自身的航行轨迹点在一个港区的空间范围内，则判断该船舶对于相应港区产生入港行为，将该船舶视为停靠在该港区的船舶，记录该船舶的类型；

(3)根据各个港区中产生入港行为的船舶类型及类型对应的频次分别计算各个港区的信息熵，通过信息熵的值来衡量各个港区的重要性程度。

2.根据权利要求1所述的港区的重要性评价方法，其特征在于，步骤(1)中，对每个聚类结果中的轨迹点进行缓冲区分析，以轨迹点为圆心，设定半径的圆为缓冲区，将同一聚类中的点所生成的缓冲区进行融合，形成各个港区的空间范围。

3.根据权利要求2所述的港区的重要性评价方法，其特征在于，步骤(1)在获取各个港区的空间范围后，先判断各个港区的空间范围是否与海岸线有交点；若无交点，则判定该空间范围并非港区，不继续进行后续步骤；若有交点，则继续进行步骤(2)。

4.根据权利要求1所述的港区的重要性评价方法，其特征在于，步骤(1)中，采用密度的聚类算法DBSCAN对船舶活动轨迹点数据进行聚类分析。

5.根据权利要求1所述的港区的重要性评价方法，其特征在于，步骤(2)中，该方法还包括对港区进行功能识别，判断各个港区最主要的功能，所述港区最主要的功能与港区中停靠的船舶类型与相应的入港频次有关。

6.根据权利要求5所述的港区的重要性评价方法，其特征在于，采用TF-IDF算法识别港区功能，所述识别港区功能的计算步骤如下：

①设有m种类型的船舶T₁,T₂,T₃,…,T_m，n个港区P₁,P₂,P₃,…,P_n，那么港区P_i中类型为j的船舶的TF值的计算公式为：

式中，N_i,j表示类型为T_j的船舶停靠在港区P_i中的数量，为港区P_i中停靠的总船舶数量；

②港区P_i中类型为j的船舶的IDF值的计算公式为：

式中，n为港区总数量，{i:t_j∈P_i}为包含船舶类型T_j的港区数量，如果所有港区都不包含该类型船舶，则{i:t_j∈P_i}＝0；

③根据以上公式，可得港区P_i中不同类型的船舶的TF-IDF值的计算公式为：

TF-IDF_i,j＝TF_i,j×IDF_j

计算各类型船舶的TF-IDF值后，将TF-IDF值最大船舶类型对应的功能作为该港区最主要的功能。

7.根据权利要求1所述的港区的重要性评价方法，其特征在于，一个港区的信息熵的计算公式为：

其中，n为该港区停靠的船舶类型种数，p_i船舶类型i停靠在该港区的概率，计算公式为：

其中n为该港区停靠的船舶类型种数；m_i为船舶类型i停靠在该港区的次数，M为所有类型船舶停靠该港区的总次数；

其中，信息熵的值越大，则港区中停靠的船舶类型越丰富，则该港区对于整个港口的重要程度越高。