[发明专利]航道船舶流量监测方法、系统及计算机可读存储介质

权利要求书

1.一种航道船舶流量监测方法，其特征在于：包括：

AIS数据处理：接收AIS数据；获取船舶坐标、处理航域的航道中心线坐标和航道中心点坐标；

航道网络预处理：对处理航域划分网格，根据网格内航道中心点坐标，计算网格复杂度，根据所述网格复杂度，计算网格斜率算法参数；

船舶航道匹配：将船舶位置c匹配到所在其坐标所在网格的航道上获得匹配点e：当所述网格复杂度小于等于预设阈值时，将船舶位置c向所在网格的航道中心线的近似直线上垂直投影，获得匹配点e；当所述网格复杂度大于预设阈值时，依次计算所述船舶位置c与所在网格的所有航道中心点的距离，使得所述距离最小的航道中心点作为匹配点e；计算匹配点e到航道起始点的距离l_e并关联船舶序号、航道序号；

航道交通流特征计算：根据所述船舶序号、所述航道序号、所述l_e，计算处理航域内所有航道的航道密度和航道平均速度；

所述网格复杂度的计算公式为：

，

所述、为网格包含的所述航道中心点的坐标，所述、为所述坐标、按照编号顺序的下一个坐标，所述、为所述坐标、按照编号顺序的下一个坐标；所述航道中心点有n个，n为自然数，所述编号顺序为所述网格内的航道中心点，沿从所述航道起始点至所述匹配点e的方向，依次按照位置排列顺序从1至n进行编号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述AIS数据处理包括：

获取AIS数据：使用KAFKA消息队列接收AIS数据并存储；

获取船舶坐标：获取处理航域内AIS数据中的船舶定位，进行大地经纬度坐标向球面XY坐标系坐标的坐标变换，获取船舶坐标；

获取航道中心点坐标：通过接收输入获取航道中心线坐标，在所述航道中心线上按照预设距离取点作为航道中心点，从而获取航道中心点坐标。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述航道网络预处理包括：

S201：对处理航域按照预设的规则划分网格，确定网格线坐标，所述网格线坐标为球面XY坐标系坐标；

S202：根据所述网格线坐标、所述航道中心点坐标，确定网格内航道中心点的坐标；

S203：使用所述网格内航道中心点的坐标计算所述网格复杂度并储存；

S204：当所述网格复杂度小于等于预设阈值时，计算所述网格斜率算法参数并储存；

S205：遍历处理航域内所有网格，运行步骤S203-S204。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述船舶航道匹配包括以下步骤：

S301：获取所述船舶坐标和所述船舶序号；

S302：查找所述船舶坐标所在网格，获取所述船舶坐标所在网格的网格复杂度；

S303：将船舶位置c匹配到其坐标所在网格的航道上获得匹配点e，计算所述l_e；

S304：关联并存储船舶序号、所述l_e和所述航道的航道序号；

S305：对处理航域内所有船舶重复步骤S301-S304。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述航道密度的计算方法为：

查找航道的所述航道序号对应的船舶总数和航道总长度，对于所述航道：航道密度=船舶总数/航道总长度；

所述航道平均速度的计算方法为：

根据所述航道序号、所述le计算航道平均速度；

在t1时间，查找航道序号对应船舶的船舶序号，在t2时间，查找航道序号对应船舶的船舶序号，对于所述t1时间及t2时间均查找到的船舶序号，依次对于每个船舶序号，获取t1时间所述船舶位置c与航道起始点的距离，获取t2时间所述船舶位置c与航道起始点的距离，计算船舶航道平均速度：

式中，t2t1；

，

计算航道平均速度，所述航道平均速度为：所述航道所有船舶的船舶航道平均速度的平均值。