[发明专利]一种航线规划方法、装置及存储介质

权利要求书

1.一种航线规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据历史航迹数据集生成历史航迹之间的欧氏距离矩阵；

将所述历史航迹数据集分为若干聚类簇，根据所述欧式距离矩阵获取每个聚类簇内的典型航迹。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述历史航迹数据集分为若干聚类簇包括：

设定候选的聚类簇数量的集合；

通过凝聚层次聚类遍历所述聚类簇数量的集合，得到若干个凝聚层次聚类结果；

通过平均轮廓系数评价若干个所述凝聚层次聚类结果，得到最佳聚类簇数量；

根据最佳聚类簇数量将所述历史航迹数据集分为若干聚类簇。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述欧式距离矩阵的生成方法包括：

将历史航迹数据集中每条历史航迹的AIS数据点进行排序；

通过动态时间规整算法遍历历史航迹之间的最佳对齐方式；

生成历史航迹之间的最佳对齐方式下的欧氏距离矩阵。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述凝聚层次聚类具体包括以下步骤：

步骤S1：将每条所述历史航迹初始化为一个聚类簇；

步骤S2：通过欧氏距离矩阵得到距离最近的两个聚类簇，将距离最近的两个聚类簇合并为一个聚类簇，所述聚类簇之间的距离为两个聚类簇之间平均距离最小的两条历史航迹之间的平均距离；

步骤S3：计算合并后的新聚类簇与其它聚类簇之间的平均距离，将距离最近的两个聚类簇合并为一个聚类簇；

步骤S4：重复步骤S2-S3，直到聚类簇的数量达到目标聚类簇数量。

5.根据权利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述平均轮廓系数为每条历史航迹的轮廓系数的平均值，历史航迹p的轮廓系数s(p)的计算公式为：

；

其中，b(p)为历史航迹p与其它聚类簇之间的分离度，a(p)为历史航迹p与所在聚类簇内其它历史航迹之间的内聚度。

6.根据所述权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述聚类簇内的历史航迹的内聚度小于预设的内聚度阈值，且相邻所述聚类簇之间的分离度大于预设的分离度阈值时，选取对应平均轮廓值最大的聚类簇数量作为最佳聚类簇数量。

7.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述欧式距离矩阵获取每个聚类簇内的典型航迹包括：

通过欧氏距离矩阵，分别计算每个历史航迹与所在聚类簇内其它所有航迹之间各自的平均距离；

计算所述历史航迹与所在聚类簇内其它所有航迹之间的平均距离的平均值，记为航迹均值；

选取每个聚类簇内航迹均值最小的历史航迹作为典型航迹。

8.一种航线规划装置，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于采集历史航迹数据并转换为标准航迹数据集；

数据处理模块，用于生成历史航迹之间的欧氏距离矩阵；

聚类模块，用于根据欧氏距离矩阵和预设的聚类簇数量的集合，获取最佳聚类簇数；

航迹生成模块，用于提取每个聚类簇内的典型航迹作为规划的航迹。

9.一种计算设备，其特征在于：包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1到7任一项所述方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1到7中任一项所述方法的计算机程序。