CN111899567B - 一种基于定位的船舶防碰撞优化方法及系统 - Google Patents
一种基于定位的船舶防碰撞优化方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种基于定位的船舶防碰撞优化方法及系统。方法包括:获取任意两条船舶在设定时间段内的动态数据;根据两点成线方法,得到两条船舶的多个可疑碰撞点;对各所述可疑碰撞点进行有效可疑度判断,得到有效可疑碰撞点;根据所述有效可疑碰撞点进行碰撞危险程度判断,得到碰撞危险判断结果;根据所述碰撞危险判断结果,确定相应的船舶碰撞危险等级进行碰撞预警。采用本发明的方法或系统能够提高船舶防碰撞危险预警的准确率。
Description
技术领域
本发明涉及船舶防碰撞领域,特别是涉及一种基于定位的船舶防碰撞优化方法及系统。
背景技术
现有船舶碰撞安全预警系统如中国发明专利“一种船舶碰撞风险预警系统及预警方法”(申请号:201810141957.6;公开日:2018.09.14)所述的一种基于定位的船舶碰撞预测方法及装置,其方法步骤如下:
监测步骤,每隔预定时间,通过定位设备获取监测距离内所有船舶的定位数据;
交汇点计算步骤,根据两船的经度、纬度及航向,计算两船交汇点的位置;
距离计算步骤,根据两船的经度、纬度和两船交汇点的位置,计算两船之间的相交距离;
距离判断步骤,将两两船舶之间的相交距离和预警距离进行比对;
时间计算步骤,对于相交距离小于预警距离的两船,分别计算两船到达交汇点的时间,得到两船到达交汇点的时间差;
时间判断步骤,将两两船舶之间到达交汇点的时间差与预定时间间隔进行比对,判断是否存在到达时间差不超过预定时间间隔的情况;
预测步骤,根据时间预测步骤结果,批量输出碰撞预测结果。
上述方法存在以下缺点:
①对交汇的点判断不精确,计算较为繁琐。根据获取得到的定位数据,在船舶实际航行过程中会产生无数个交汇点,但并没有验证两船在交汇点是否会发生碰撞,需要进一步通过距离判断步骤、时间计算步骤等一系列判断才能确定两船有无碰撞危险,这将带来不必要的重复的计算;
②在时间判断步骤中未考虑驾驶员的反应时间。在预警系统发出预警提示后,驾驶员应具有充分的反应时间对危险做出相应的判断和操作,避免碰撞事故的发生;
③船舶防碰撞预警评判方法过于单一。当船舶在航行过程中遇到的的危险状态各不同,所采取的预警等级也应不同,若仅对所有到达时间差不超过预定时间间隔的两船输出可能发生碰撞的预警结果,不利于驾驶员根据预警提示做出准确的操作。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于定位的船舶防碰撞优化方法及系统,能够提高船舶防碰撞危险预警的准确率。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种基于定位的船舶防碰撞优化方法,包括:
获取任意两条船舶在设定时间段内的动态数据;
根据两点成线方法,得到两条船舶的多个可疑碰撞点;
对各所述可疑碰撞点进行有效可疑度判断,得到有效可疑碰撞点;
根据所述有效可疑碰撞点进行碰撞危险程度判断,得到碰撞危险判断结果;
根据所述碰撞危险判断结果,确定相应的船舶碰撞危险等级进行碰撞预警。
可选的,所述获取任意两条船舶在设定时间段内的动态数据,具体包括:
通过定位设备获取监测距离内任意两条船舶的的动态数据,所述动态数据包括:船舶的编号、船舶的大小、船舶的经度、船舶的纬度和船舶的速度。
可选的,所述根据两点成线方法,得到两条船舶的多个可疑碰撞点,具体包括:
基于“两点成线”原理,连接任意两条船舶在设定时间段内的位置坐标,得到两条船舶航行轨迹实时预测线;
根据所述两条船舶航行轨迹实时预测线,确定任意两条船舶的在平面可能形成的交点,所述交点为两条船舶的可疑碰撞点。
可选的,所述对各所述可疑碰撞点进行有效可疑度判断,得到有效可疑碰撞点,具体包括:
根据任意两条船舶和所述可疑碰撞点的坐标判断所述可疑碰撞点是否为有效可疑碰撞点;
若是,则得到有效可疑碰撞点;
若否,则继续获取任意两条船舶在设定时间段内的动态数据。
可选的,所述根据所述有效可疑碰撞点进行碰撞危险程度判断,得到碰撞危险判断结果,具体包括:
判断两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的距离是否小于设定距离;
若否,则所述两条船舶无碰撞危险;
若是,则判断|ta-tb|-1.2>tn是否成立,其中,ta和tb分别为两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的时间,tn为设定阈值;
若是,则所述两条船舶无碰撞危险;
若否,则所述两条船舶有碰撞危险。
一种基于定位的船舶防碰撞优化系统,包括:
获取模块,用于获取任意两条船舶在设定时间段内的动态数据;
可疑碰撞点确定模块,用于根据两点成线方法,得到两条船舶的多个可疑碰撞点;
有效可疑碰撞点确定模块,用于对各所述可疑碰撞点进行有效可疑度判断,得到有效可疑碰撞点;
碰撞危险判断结果确定模块,用于根据所述有效可疑碰撞点进行碰撞危险程度判断,得到碰撞危险判断结果;
碰撞预警模块,用于根据所述碰撞危险判断结果,确定相应的船舶碰撞危险等级进行碰撞预警。
可选的,所述获取模块,具体包括:
获取单元,用于通过定位设备获取监测距离内任意两条船舶的的动态数据,所述动态数据包括:船舶的编号、船舶的大小、船舶的经度、船舶的纬度和船舶的速度。
可选的,所述可疑碰撞点确定模块,具体包括:
航轨迹确定单元,用于基于“两点成线”原理,连接任意两条船舶在设定时间段内的位置坐标,得到两条船舶航行轨迹实时预测线;
可疑碰撞点确定单元,用于根据所述两条船舶航行轨迹实时预测线,确定任意两条船舶的在平面可能形成的交点,所述交点为两条船舶的可疑碰撞点。
可选的,所述有效可疑碰撞点确定模块,具体包括:
第一判断单元,用于根据任意两条船舶和所述可疑碰撞点的坐标判断所述可疑碰撞点是否为有效可疑碰撞点;
有效可疑碰撞点确定单元,用于若根据任意两条船舶和所述可疑碰撞点的坐标判断所述可疑碰撞点是有效可疑碰撞点,则确定有效可疑碰撞点;
返回单元,用于当若根据任意两条船舶和所述可疑碰撞点的坐标判断所述可疑碰撞点不是有效可疑碰撞点时,返回获取模块。
可选的,所述碰撞危险判断结果确定模块,具体包括:
第二判断单元,用于判断两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的距离是否小于设定距离;
第三判断单元,用于若两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的距离小于设定距离,则判断|ta-tb|-1.2>tn是否成立,其中,ta和tb分别为两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的时间,tn为设定阈值;
无碰撞危险确定单元,用于若|ta-tb|-1.2>tn成立,确定所述两条船舶无碰撞危险;
有碰撞危险确定单元,用于若两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的距离是大于或等于设定距离或|ta-tb|-1.2>tn不成立时,确定所述两条船舶有碰撞危险。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明提供一种基于定位的船舶防碰撞优化方法,包括:获取任意两条船舶在设定时间段内的动态数据;根据两点成线方法,得到两条船舶的多个可疑碰撞点;对各所述可疑碰撞点进行有效可疑度判断,得到有效可疑碰撞点;根据所述有效可疑碰撞点进行碰撞危险程度判断,得到碰撞危险判断结果;根据所述碰撞危险判断结果,确定相应的船舶碰撞危险等级进行碰撞预警,采用本发明的方法能够提高船舶防碰撞危险预警的准确率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于定位的船舶防碰撞优化方法流程图;
图2为可疑碰撞点P可疑度判断流程图;
图3为两条同时向交点方向行驶的船舶示意图;
图4为可疑碰撞点P出现在一条船的行驶前后点之间示意图;
图5为可疑碰撞点P坐标与一条船当前时刻坐标重合示意图;
图6为一条船背离可疑碰撞点P行驶示意图;
图7为两条同时向交点反方向行驶的船舶示意图;
图8为b船完全驶离可疑碰撞点P示意图;
图9为b船先达到可疑碰撞点P示意图;
图10为本发明基于定位的船舶防碰撞优化系统结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于定位的船舶防碰撞优化方法及系统,能够提高船舶防碰撞危险预警的准确率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明基于定位的船舶防碰撞优化方法流程图。如图1所示,一种基于定位的船舶防碰撞优化方法包括:
步骤101:获取任意两条船舶在设定时间段内的动态数据,具体包括:
通过定位设备获取监测距离内任意两条船舶的的动态数据,所述动态数据包括:船舶的编号、船舶的大小、船舶的经度、船舶的纬度和船舶的速度。
步骤102:根据两点成线方法,得到两条船舶的多个可疑碰撞点,具体包括:
基于“两点成线”原理,连接任意两条船舶在设定时间段内的位置坐标,得到两条船舶航行轨迹实时预测线。
根据所述两条船舶航行轨迹实时预测线,确定任意两条船舶的在平面可能形成的交点,所述交点为两条船舶的可疑碰撞点。
通过两点成线合理判断了两船是否存在潜在碰撞危险。
步骤103:对各所述可疑碰撞点进行有效可疑度判断,得到有效可疑碰撞点,具体包括:
根据任意两条船舶和所述可疑碰撞点的坐标判断所述可疑碰撞点是否为有效可疑碰撞点。
若是,则得到有效可疑碰撞点。
若否,则继续获取任意两条船舶在设定时间段内的动态数据。
虽然通过追踪定位可以得到很多可疑点,但需进一步判断可疑点是否为有效判断碰撞的交点,借助于两条船和可疑碰撞点的坐标进行关系运算。
(1)同时朝向可疑碰撞点行驶的船舶
图3为两条同时向交点方向行驶的船舶示意图,如图3所示,所得到的可疑碰撞点P显然是有效的。此时应满足:
其中lata为a船当前纬度;为a船前一时刻纬度;lona为a船当前经度;为a船前一时刻经度;latb为b船当前纬度;为b船前一时刻纬度;lonb为b船当前经度;为b船前一时刻经度;latP为可疑碰撞点P纬度;lonP为可疑碰撞点P经度.
即两条船的行驶方向均朝向可疑碰撞点,则该可疑点有效。
(2)可疑碰撞点出现在一条船行驶的前后点之间
对于两条同时向交点方向行驶的船舶,但可疑碰撞点P恰好出现在一条船的行驶前后点之间(如图4),或P点坐标与一条船当前时刻坐标重合(如图5),那么所得到的可疑碰撞点P仍为有效。图4为可疑碰撞点P出现在一条船的行驶前后点之间示意图,图5为可疑碰撞点P坐标与一条船当前时刻坐标重合示意图。此时应当满足:
图6为一条船背离可疑碰撞点P行驶示意图。对于图6所示情况,一条船向P点方向行驶另一条船背离P点行驶的情形,同样满足(2-3)式,但实际中两船无碰撞可能,因此,当满足(2-3)式时,需判断P点是否在b船前一时刻和当前时刻坐标点所连接的线段之间。若是,那么可疑碰撞点P仍为有效,否则排除该可疑碰撞点。
(3)互相背离可疑碰撞点航行的船舶
图7为两条同时向交点反方向行驶的船舶示意图。对于图7所示情况,两条同时向交点反方向行驶的船舶实际上是完全没有碰撞可能性的,但实际上轨迹之间存在反向交点,故此可疑碰撞点P应该是无效的,需要从预警判断中排除。
此时应同时满足:
即两条船的行驶方向均背离可疑碰撞点,则该可疑点无效。
步骤104:根据所述有效可疑碰撞点进行碰撞危险程度判断,得到碰撞危险判断结果,具体包括:
判断两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的距离是否小于设定距离;
若否,则所述两条船舶无碰撞危险;
若是,则判断|ta-tb|-1.2>tn是否成立,其中,ta和tb分别为两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的时间,tn为设定阈值;
若是,则所述两条船舶无碰撞危险;
若否,则所述两条船舶有碰撞危险。
在实际应用中,基于雷达和AIS只能获取船舶的经纬度信息,无法直接得知船舶之间的距离,因此需要借助相关数学公式进行换算。在初步判定a船和b船是否有可以发生碰撞的点后,首先分别计算两船与可疑碰撞点的距离。按照0度经线的基准,东经取经度的正值,西经取经度负值,北纬取90°-纬度值,南纬取90°+纬度值,将研究点当前的经纬度转化为坐标代数值。
根据三角推导,两个空间点的夹角的计算公式为:
由地球半径为6371004米,得任意两点距离计算公式为:
d=6371004×arccosθ×π÷180 (2-6)
利用(2-4)分别计算出两船与可疑碰撞点P的距离Distm和Distn,再分别计算两船到达可疑碰撞点P的时间为:
图8为b船完全驶离可疑碰撞点P示意图。在此引入时间阈值的概念,将最先到达可疑碰撞点的船舶驶过可疑碰撞点所需的时间称为时间阈值,如图8所示,其求解计算式为:
式中:
lm为a船的船长,米;wm为a船的船宽,米;vm为a船的行驶速度,km/h;ln为b船的船长,米;wn为b船的船宽,米;vn为b船的行驶速度,km/h。
在初步判定a船和b船是否有可以发生碰撞的点后,且计算得到两船到可疑碰撞点P的距离均小于300米时,分别计算两船到达可疑碰撞点的时间差,若存在一只船到P点距离大于300米的情况,本算法认为距离太远两船无碰撞危险。
在进一步判断两船是否有发生碰撞的危险时,加入驾驶员避碰反应时间作为评判指标。对于驾驶员避碰反应时间,取平均值1.2s。
若满足式2-10,则无碰撞危险;
|ta-tb|-1.2>tn (2-10)
若满足式2-11,则两船有发生碰撞的危险;
|ta-tb|-1.2<tn (2-11)
式中:
ta为a船到达可疑碰撞点的时间;tb为b船到达可疑碰撞点的时间;tn为时间阈值。图2可疑碰撞点P可疑度判断流程图。
步骤105:根据所述碰撞危险判断结果,确定相应的船舶碰撞危险等级进行碰撞预警。
在初步判定两船是否有发生碰撞的危险后,应对不安全的状态进行相应级别的报警,提醒驾驶员采取相应措施,为船舶提供实时动态应急航线决策支持,实现事中风险规避。图9为b船先达到可疑碰撞点P示意图。假设b船最先到达可疑碰撞点P,如图9所示,则称在b船到达可疑点P后,a船到达可疑点P所需要的时间为相对时间,那么a船坐标位置与可疑碰撞点P的距离,即相对距离为:
则a船行驶到P点所需时间,即相对时间为:
式中:
本发明通过雷达扫描跟踪系统获取到的船舶实时动态信息,及时地追踪判断水域内任意两船可能发生碰撞的可疑点,并对无效可疑点进行了排除,减轻了算法的计算量;驾驶员做为唯一具有主观能动性的因素,在保证交通系统平稳运行中占主导地位。在船舶碰撞危险判断中加入驾驶员避碰反应时间指标,提高了船舶防碰撞危险预警的准确率;船舶碰撞危险判断的准确性和危险等级的划分合理性直接关系到预警系统的可靠性,通过构建优化算法的船舶防碰撞预警评判标准,避免出现漏警、误报警和报警等级与实际危险程度不符情况,做到事前预警防范、事中追踪,使船舶防碰撞安全预警更加标准化。
图10为本发明基于定位的船舶防碰撞优化系统结构图。如图10所示,一种基于定位的船舶防碰撞优化系统包括:
获取模块201,用于获取任意两条船舶在设定时间段内的动态数据;
可疑碰撞点确定模块202,用于根据两点成线方法,得到两条船舶的多个可疑碰撞点;
有效可疑碰撞点确定模块203,用于对各所述可疑碰撞点进行有效可疑度判断,得到有效可疑碰撞点;
碰撞危险判断结果确定模块204,用于根据所述有效可疑碰撞点进行碰撞危险程度判断,得到碰撞危险判断结果;
碰撞预警模块205,用于根据所述碰撞危险判断结果,确定相应的船舶碰撞危险等级进行碰撞预警。
所述获取模块201,具体包括:
获取单元,用于通过定位设备获取监测距离内任意两条船舶的的动态数据,所述动态数据包括:船舶的编号、船舶的大小、船舶的经度、船舶的纬度和船舶的速度。
所述可疑碰撞点确定模块202,具体包括:
航轨迹确定单元,用于基于“两点成线”原理,连接任意两条船舶在设定时间段内的位置坐标,得到两条船舶航行轨迹实时预测线;
可疑碰撞点确定单元,用于根据所述两条船舶航行轨迹实时预测线,确定任意两条船舶的在平面可能形成的交点,所述交点为两条船舶的可疑碰撞点。
所述有效可疑碰撞点确定模块203,具体包括:
第一判断单元,用于根据任意两条船舶和所述可疑碰撞点的坐标判断所述可疑碰撞点是否为有效可疑碰撞点;
有效可疑碰撞点确定单元,用于若根据任意两条船舶和所述可疑碰撞点的坐标判断所述可疑碰撞点是有效可疑碰撞点,则确定有效可疑碰撞点;
返回单元,用于当若根据任意两条船舶和所述可疑碰撞点的坐标判断所述可疑碰撞点不是有效可疑碰撞点时,返回获取模块。
所述碰撞危险判断结果确定模块204,具体包括:
第二判断单元,用于判断两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的距离是否小于设定距离;
第三判断单元,用于若两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的距离小于设定距离,则判断|ta-tb|-1.2>tn是否成立,其中,ta和tb分别为两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的时间,tn为设定阈值;
无碰撞危险确定单元,用于若|ta-tb|-1.2>tn成立,确定所述两条船舶无碰撞危险;
有碰撞危险确定单元,用于若两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的距离是大于或等于设定距离或|ta-tb|-1.2>tn不成立时,确定所述两条船舶有碰撞危险。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (4)
1.一种基于定位的船舶防碰撞优化方法,其特征在于,包括:
获取任意两条船舶在设定时间段内的动态数据;
根据两点成线方法,得到两条船舶的多个可疑碰撞点;
对各所述可疑碰撞点进行有效可疑度判断,得到有效可疑碰撞点;
根据所述有效可疑碰撞点进行碰撞危险程度判断,得到碰撞危险判断结果;
根据所述碰撞危险判断结果,确定相应的船舶碰撞危险等级进行碰撞预警;
所述根据两点成线方法,得到两条船舶的多个可疑碰撞点,具体包括:
基于“两点成线”原理,连接任意两条船舶在设定时间段内的位置坐标,得到两条船舶航行轨迹实时预测线;
根据所述两条船舶航行轨迹实时预测线,确定任意两条船舶的在平面可能形成的交点,所述交点为两条船舶的可疑碰撞点;
所述对各所述可疑碰撞点进行有效可疑度判断,得到有效可疑碰撞点,具体包括:
根据任意两条船舶和所述可疑碰撞点的坐标判断所述可疑碰撞点是否为有效可疑碰撞点;
若是,则得到有效可疑碰撞点;
若否,则继续获取任意两条船舶在设定时间段内的动态数据;
所述根据任意两条船舶和所述可疑碰撞点的坐标判断所述可疑碰撞点是否为有效可疑碰撞点,具体包括:
(1)同时朝向可疑碰撞点行驶的船舶
两条同时向交点方向行驶的船舶所得到的可疑碰撞点P是有效的,此时应满足:
其中lata为a船当前纬度;为a船前一时刻纬度;lona为a船当前经度;为a船前一时刻经度;latb为b船当前纬度;为b船前一时刻纬度;lonb为b船当前经度;为b船前一时刻经度;latP为可疑碰撞点P纬度;lonP为可疑碰撞点P经度;
即两条船的行驶方向均朝向可疑碰撞点,则该可疑点有效;
(2)可疑碰撞点出现在一条船行驶的前后点之间
对于两条同时向交点方向行驶的船舶,但可疑碰撞点P恰好出现在一条船的行驶前后点之间,或P点坐标与一条船当前时刻坐标重合,那么所得到的可疑碰撞点P仍为有效,此时应当满足:
当满足(2-3)式时,需判断P点是否在b船前一时刻和当前时刻坐标点所连接的线段之间;若是,那么可疑碰撞点P仍为有效,否则排除该可疑碰撞点;
(3)互相背离可疑碰撞点航行的船舶
两条同时向交点反方向行驶的船舶实际上是完全没有碰撞可能性的,但实际上轨迹之间存在反向交点,故此可疑碰撞点P应该是无效的,需要从预警判断中排除;
此时应同时满足:
即两条船的行驶方向均背离可疑碰撞点,则该可疑点无效;
所述根据所述有效可疑碰撞点进行碰撞危险程度判断,得到碰撞危险判断结果,具体包括:
判断两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的距离是否小于设定距离;
若否,则所述两条船舶无碰撞危险;
若是,则判断|ta-tb|-1.2>tn是否成立,其中,ta和tb分别为两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的时间,tn为设定阈值;
若是,则所述两条船舶无碰撞危险;
若否,则所述两条船舶有碰撞危险。
2.根据权利要求1所述的基于定位的船舶防碰撞优化方法,其特征在于,所述获取任意两条船舶在设定时间段内的动态数据,具体包括:
通过定位设备获取监测距离内任意两条船舶的的动态数据,所述动态数据包括:船舶的编号、船舶的大小、船舶的经度、船舶的纬度和船舶的速度。
3.一种基于定位的船舶防碰撞优化系统,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取任意两条船舶在设定时间段内的动态数据;
可疑碰撞点确定模块,用于根据两点成线方法,得到两条船舶的多个可疑碰撞点;
有效可疑碰撞点确定模块,用于对各所述可疑碰撞点进行有效可疑度判断,得到有效可疑碰撞点;
碰撞危险判断结果确定模块,用于根据所述有效可疑碰撞点进行碰撞危险程度判断,得到碰撞危险判断结果;
碰撞预警模块,用于根据所述碰撞危险判断结果,确定相应的船舶碰撞危险等级进行碰撞预警;
所述可疑碰撞点确定模块,具体包括:
航轨迹确定单元,用于基于“两点成线”原理,连接任意两条船舶在设定时间段内的位置坐标,得到两条船舶航行轨迹实时预测线;
可疑碰撞点确定单元,用于根据所述两条船舶航行轨迹实时预测线,确定任意两条船舶的在平面可能形成的交点,所述交点为两条船舶的可疑碰撞点;
所述有效可疑碰撞点确定模块,具体包括:
第一判断单元,用于根据任意两条船舶和所述可疑碰撞点的坐标判断所述可疑碰撞点是否为有效可疑碰撞点;
有效可疑碰撞点确定单元,用于若根据任意两条船舶和所述可疑碰撞点的坐标判断所述可疑碰撞点是有效可疑碰撞点,则确定有效可疑碰撞点;
返回单元,用于当根据任意两条船舶和所述可疑碰撞点的坐标判断所述可疑碰撞点不是有效可疑碰撞点时,返回获取模块;
所述第一判断单元,具体包括:
(1)同时朝向可疑碰撞点行驶的船舶
两条同时向交点方向行驶的船舶所得到的可疑碰撞点P是有效的,此时应满足:
其中lata为a船当前纬度;为a船前一时刻纬度;lona为a船当前经度;为a船前一时刻经度;latb为b船当前纬度;为b船前一时刻纬度;lonb为b船当前经度;为b船前一时刻经度;latP为可疑碰撞点P纬度;lonP为可疑碰撞点P经度;
即两条船的行驶方向均朝向可疑碰撞点,则该可疑点有效;
(2)可疑碰撞点出现在一条船行驶的前后点之间
对于两条同时向交点方向行驶的船舶,但可疑碰撞点P恰好出现在一条船的行驶前后点之间,或P点坐标与一条船当前时刻坐标重合,那么所得到的可疑碰撞点P仍为有效,此时应当满足:
当满足(2-3)式时,需判断P点是否在b船前一时刻和当前时刻坐标点所连接的线段之间;若是,那么可疑碰撞点P仍为有效,否则排除该可疑碰撞点;
(3)互相背离可疑碰撞点航行的船舶
两条同时向交点反方向行驶的船舶实际上是完全没有碰撞可能性的,但实际上轨迹之间存在反向交点,故此可疑碰撞点P应该是无效的,需要从预警判断中排除;
此时应同时满足:
即两条船的行驶方向均背离可疑碰撞点,则该可疑点无效;
所述碰撞危险判断结果确定模块,具体包括:
第二判断单元,用于判断两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的距离是否小于设定距离;
若两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的距离是大于或等于设定距离,则所述两条船舶无碰撞危险;
第三判断单元,用于若两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的距离小于设定距离,则判断|ta-tb|-1.2>tn是否成立,其中,ta和tb分别为两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的时间,tn为设定阈值;
无碰撞危险确定单元,用于若|ta-tb|-1.2>tn成立,确定所述两条船舶无碰撞危险;
有碰撞危险确定单元,用于若若两条船舶到达所述有效可疑碰撞点的距离大于或等于设定距离或|ta-tb|-1.2>tn不成立时,确定所述两条船舶有碰撞危险。
4.根据权利要求3所述的基于定位的船舶防碰撞优化系统,其特征在于,所述获取模块,具体包括:
获取单元,用于通过定位设备获取监测距离内任意两条船舶的的动态数据,所述动态数据包括:船舶的编号、船舶的大小、船舶的经度、船舶的纬度和船舶的速度。
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