[发明专利]一种内河航运中船舶驶达标志线时间的判定方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能航道通行指挥技术领域，涉及一种智能预测、确定船舶驶达标志线时间的方法。

背景技术

目前内河航运通行指挥领域尚未有明确预测船舶驶达标志线时间的有效方法，传统方法仅仅依靠信号员人工观测船舶位置并依托于VHF高频喊话，不能自动判断船舶到达航道标志线的时间，且人工方法工作量较大，效率较低，很容易导致漏判、误判，从而影响指挥，无法达到智能预测和记录的目的。此外，通过AIS信息来判定船舶驶达标志线时间的方法，则由于船舶AIS信息发送的时间间隔较长以及受特殊河段地形影响AIS信息偶尔接收不到等问题，大大降低了预测船舶到达标志线的精度，以及船舶通过标志线时间的精度。

发明内容

在船舶智能通行指挥系统等应用中，为实现船舶自动指挥控制，需要实时确定船舶的位置、预测船舶到达标志线的时间。为满足以上需求，本方法提供一种计算方法，利用船舶发送的AIS数据结合算法进行判断计算，本发明提供如下计算方案：

一种内河航运中船舶驶达标志线时间的计算方法，包括以下步骤：S1：数据采集与处理：AIS数据采集终端对有效范围内获取到的AIS数据进行筛选，实时解码AIS数据，并将解码后数据存入到数据库中；S2：主航迹线设置：即在电子地图中在航道中间设置一系列不连续的点，并对不连续的点从1到n进行标号；S3：判断船舶、标志线相对航迹点的相对位置，计算船舶到标志线的距离：利用S2中所设置的航迹点，判断标志线所处于航迹点的位置，判断船舶相对于航迹点的位置，根据点与点、点与线之间的关系计算当前船舶距离标志线的距离d；S4：利用船舶对地速度v乘以AIS发送间隔T，通过判断d与vT的关系进行判断船舶是否驶过标志线，并对跨越时间进行预测。

进一步，步骤S1中所述AIS信息包括静态信息：呼号、船名、MMSI、定位天线在船舶上的位置；动态信息：船舶对地航速、对地航向、船舶经、纬度。根据船舶的动静态信息可以实时跟踪控制河段及附近船舶，准确获悉控制河段及附近船舶通行情况。

步骤S1具体包括以下两个步骤：

S11：数据采集终端采集整个需要监控河段船舶AIS。根据AIS的接收范围确定接收设备的数目，使其能接收整个监控河段区域的船舶信息，如果需要使用多余1台设备，则需要通过网络通信技术把这些设备接收的数据实时同步，保证数据完整性，保证计算的准确性。

S12：对船舶AIS信息解码，得到船舶的动态信息和静态信息，主要提取船位、船型、航向、定位天线在船舶上的位置等船舶状态信息，存入本地数据中心。

进一步，步骤S2中所述的主航迹线设置，指在电子地图控制河段中从上游到下游预先设置一系列不连续的点，相邻两点之间间距大致相等，对所有航迹点从1到n进行编号，记录每个点的编号以及该点所在位置的经纬度坐标，并将这些数据存入到数据库中。

进一步，步骤S3中判断标志线位置以及判断船舶位置包含以下步骤：

S31：读取所有航迹点坐标；

S32：分别计算每两个相邻航迹点组成的线段与标志线是否有交点,计算完成所有线段后，记录交点坐标与相邻主航迹线航迹点序号；

S33：分别计算当前船舶所在位置到每一个主航迹线航迹点的距离；

S34：利用排序算法对S33中所得到的距离进行从小到大排序，找出两个最小距离对应的两个航迹点，这两点便是当前船舶所在控制河段中的位置；

S35：累加当前船舶所在位置的航迹点到标志线所在航迹点的距离，得到船舶到标志线的距离d₁；

进一步，步骤S4在得到标志线在控制河段中的位置、船舶航向以及船舶当前位置的基础上，对船舶到达标志线的时间进行预测，其具体步骤包括以下要点(以控制河段中下水船跨越上界限标为例)：

S41：通过接收到的最新的AIS位置信息，计算目前船舶与界限标的距离d₁；将当前船舶对地速度记作v，AIS信息发送间隔时间记作t,将vt作为阈值并与d₁进行判断；

S42：若当前船舶距离上界限标的距离d₁<vT,则下次接收到船舶AIS信息时船舶已经跨过上界限标，记下此时时间t₁，若d₁>vT，则继续对新接收到的AIS位置信息进行判断，直到确认接收到的AIS信息为船舶到达上界限标的最后一次接收到的信息为止，同样记下通过上界限标前最后一次接收AIS的时间t₂。