CN112069371B - 一种基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法 - Google Patents

一种基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112069371B
CN112069371B CN202010801540.5A CN202010801540A CN112069371B CN 112069371 B CN112069371 B CN 112069371B CN 202010801540 A CN202010801540 A CN 202010801540A CN 112069371 B CN112069371 B CN 112069371B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ship
neighborhood
length
code
rescue
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010801540.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112069371A (zh
Inventor
周为峰
隋芯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East China Sea Fishery Research Institute Chinese Academy of Fishery Sciences
Original Assignee
East China Sea Fishery Research Institute Chinese Academy of Fishery Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East China Sea Fishery Research Institute Chinese Academy of Fishery Sciences filed Critical East China Sea Fishery Research Institute Chinese Academy of Fishery Sciences
Priority to CN202010801540.5A priority Critical patent/CN112069371B/zh
Publication of CN112069371A publication Critical patent/CN112069371A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112069371B publication Critical patent/CN112069371B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/90—Details of database functions independent of the retrieved data types
    • G06F16/903—Querying
    • G06F16/90335—Query processing
    • G06F16/90344—Query processing by using string matching techniques
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/29—Geographical information databases
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/90—Details of database functions independent of the retrieved data types
    • G06F16/907—Retrieval characterised by using metadata, e.g. metadata not derived from the content or metadata generated manually
    • G06F16/909—Retrieval characterised by using metadata, e.g. metadata not derived from the content or metadata generated manually using geographical or spatial information, e.g. location

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Library & Information Science (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法，包括以下步骤：对船位数据进行格网化编码，并对格网化编码的结果进行存储，使用编码后的一维字符串数据表示船舶的二维的经纬度空间信息；接收失事船只的位置信息，基于所述位置信息确定其对应的格网化编码；根据所述格网化编码对失事船只的邻域中满足有效救援距离条件的船只进行搜索，查找出待选救援船只；从待选救援船只中搜索出最邻近的船只作为优先救援船只。本发明能够快速找到失事船只最邻近和较邻近的船只。

Description

一种基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法
技术领域
本发明涉及海上救援和空间信息技术领域，特别是涉及一种基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法。
背景技术
随着极端性天气事件的频繁发生，海洋灾害发生的频率逐年增加；同时由于我国经济外向度不断提升，海上交通运输进入快速发展期，海上航线密集。渔业船舶海上航行和作业环境日趋复杂。渔船与其它船只相比，抵御海洋自然灾害、防范交通和生产事故的能力弱，渔船自沉、风损、触损、碰撞等各类海难事故时有发生，给渔民的生命财产安全造成了严重威胁。因此，针对失事船只进行快速和高效的海上救援显得十分重要。
应急救助按照就近救助原则，救援消耗的时间越长，灾害损失越大，而失事船舶距救援点越远，所需救援的时间则越长。因此，相邻船舶互救一直是船舶海难救助的第一选择。与失事船舶相邻的救援船只以最短的时间实施救援，可以有效降低人财物损失。快速搜索有效救援距离内的船只是亟待解决的问题。综合考虑施救能力以及参与救援的可能性，除了考虑距离失事船只最近的船舶实施救援以外，搜索一定有效救援距离范围内的船舶也十分必要。
空间信息技术中基于卫星的定位导航技术依靠处于地球上方静止或非静止轨道的卫星系统，当地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星及以上，就可以计算得到该观测点的经纬度和高度，实现导航、定位、授时等功能。因此，基于卫星的定位导航技术对渔船船位进行监控，并对船位轨迹进行存储管理，使得基于此开展船舶救援成为可能。
现有专利文献CN104571122A公开了一种基于轨迹聚类的船舶互助组救援有效性检验方法，通过计算船位间的欧氏距离，找到适合被组内救助的船只总数占该编组中所有船舶总数的百分比。该方法的运用时，需将每一艘船每一个时刻的经度和纬度等大量数据先进行船位间距离计算，再进行距离比较。相对而言，该方法的运算量大、时间长且占用内存资源较多。而救援过程中的时间效率直接影响船舶互助救援的效率。为了解决海量船位数据对内存资源占用较大和查找符合救援条件的船舶时间效率相对较低的问题，需要一种方法快速找到失事船只最邻近和较邻近的船只开展救援，进一步提高海上船舶救援实施的效率和有效性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法，能够快速找到失事船只最邻近和较邻近的船只。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法，包括以下步骤：
(1)对船位数据进行格网化编码，并对格网化编码的结果进行存储，使用编码后的一维字符串数据表示船舶的二维的经纬度空间信息；
(2)接收失事船只的位置信息，基于所述位置信息确定其对应的格网化编码；
(3)根据所述格网化编码对失事船只的邻域中满足有效救援距离条件的船只进行搜索，查找出待选救援船只。
所述步骤(1)中对船位数据进行格网化编码时以全球经纬度为编码范围，进行空间格网的二分式剖分，具体为：
(1.1)对空间进行先纬向二分再经向二分，把每次经纬二分称为一次剖分，然后以相同的二分法对子区进行循环剖分；
(1.2)分别生成经度和纬度的二进制编码；
(1.3)经度和纬度的二级制编码再按照二进制偶数位为经度编码、奇数位为纬度编码的方式，交叉组合生成统一的一维二进制编码；
(1.4)将长一维的二进制编码以每5位二进制编码进行base32编码转换，获得最终的船位编码。
所述步骤(1.1)中对空间进行先纬向二分再经向二分具体为：在纬向上，将上/北向空间设置编码为1，下/南向编码为0；在经向上，将左/西向编码为0，将右/东向编码为1。
所述空间格网的二分式剖分后的网格数量为Num(n)＝22n，网格大小为
Figure BDA0002627569510000021
船位格网化编码长度为length＝2n/5，其中，n表示剖分的次数，Num(n)表示当剖分次数为n时剖分形成的网格数量，R表示地球半径。
所述步骤(1)中使用关系型数据库对格网化编码的结果进行存储。
所述步骤(3)中对船只进行搜索的结果以集合的形式表示：
Figure BDA0002627569510000031
其中，ship是以船位格网化编码表示的失事待救援船舶的位置信息；length为符合以ship为中心满足有效救援距离D搜索范围的编码长度；neighbor_search通过编码匹配在船位数据库中获得满足条件的船只集合，其中gridcode表示船位数据库中所有船只的格网化编码集合，Substr(ship,length)为求解给定长度的编码字符的函数，将失事船只船位格网化编码ship根据length求解子串用于搜索匹配。
所述将失事船只船位格网化编码ship根据length求解子串用于搜索匹配是指：将失事船只的船位编码作为主串(La)，救援船只的船位编码作为模式串(Lb)；当有效救援距离D查找范围设置为1080km时，待搜索邻域的条件为字符串前缀位数length＝2，即主串前2位与模式串前2位相同时，获得与遇险船舶相距小于630km的邻域救援船只S(length＝2)；当有效救援距离查找范围递进设置为90km时，待搜索邻域的条件为字符串前缀位数length＝3，以S(length＝2)作为基础集合，在S(length＝2)中查找满足主串前3位与模式串前3位相同的船位，获得与遇险船舶相距小于78km的邻域救援船只S(length＝3)；当有效救援距离查找范围递进设置为36km时，待搜索邻域的条件为字符串前缀位数length＝4，以S(length＝3)作为基础集合，在S(length＝3)中查找满足主串前4位与模式串前4位相同的船位，获得与遇险船舶相距小于20km的邻域救援船只S(length＝4)。
所述步骤(3)后还包括步骤(4)：从待选救援船只中搜索出最邻近的船只作为优先救援船只。
所述步骤(4)中通过八方向的邻域搜索找到最邻近的船只，具体包括以下子步骤：
(4.1)以步长为1循环累进增加编码字符匹配的长度length；
(4.2)采用步骤(3)中的方法进行船位编码字符串匹配搜索；
(4.3)当搜索结果为空集时，根据当前length值通过格网化编码进行失事船只的八邻域搜索，查找最邻近的船舶。
所述步骤(43)具体为：当搜索结果为空集时，则对失事船舶的船位编码ship从左往右根据此时编码长度length来确定用于八邻域搜索的字符；并用该字符，根据此时编码长度length是奇数还是偶数来确定使用奇数位邻域编码表还是偶数位邻域编码表查找八邻域的字符；a)若任意奇数位邻域编码表、偶数位邻域编码表中第length位对应的字符位于非边界，则将失事船舶的船位编码ship的前(length-1)位编码字符与查找到的八邻域字符组合，b)若任意奇数位邻域编码表、偶数位邻域编码表中第length位对应的字符位于边界，则求第(length-1)位对应字符周围同方向的相邻字符，如果第(length-1)位字符也处于边界则求第(length-2)位，以此类推，表示为(length-i)，最终则将查找到的字符按照先后顺序进行拼接，最终确定失事船舶的船位编码ship的八邻域对应的字符编码，获得八邻域的格网编码并采用步骤(3)中船位编码的匹配和搜索，查找最邻近的船舶。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明对船位经纬度进行格网化编码，将二维坐标转换成一维的字符串编码；在此基础上，根据有效救援的距离设置，搜索不同救援距离下失事船只的邻近船只，以确定符合条件的救援船舶；最后，通过格网化邻域搜索最近救援船只，本发明能快速找到失事船只最邻近和较邻近的船只以提供救援。本发明能够根据救援船舶的类型\航速来设定不同的有效救援距离，根据邻域的八个格网，确定救援船舶的方位，解决了海量船位数据对内存资源占用较大和查找符合救援条件的船舶时间效率相对较低的问题，进一步提高了海上船舶救援实施的效率和有效性。
附图说明
图1是本发明实施方式的流程图；
图2是本发明实施方式中空间位置与编码的嵌套关系图；
图3是本发明实施方式中不同编码长度与距离对应的关系图；
图4是本发明实施方式中8位船位编码的奇偶图；
图5是本发明实施方式中奇数位邻域编码图；
图6是本发明实施方式中偶数位邻域编码图；
图7是本发明实施方式中8位base32编码图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法，其对船位经纬度进行格网化编码，将二维坐标转换成一维的字符串编码；在此基础上，根据有效救援的距离设置，搜索不同救援距离下失事船只的邻近船只，以确定符合条件的救援船舶；最后，通过格网化邻域搜索最近救援船只。如图1所示，具体如下：
步骤一：船位数据的格网化编码
以全球经纬度为编码范围，进行空间格网的二分式剖分。依次地，(1)对空间进行先纬向二分再经向二分：纬向上，上/北向空间设置编码为1，下/南向编码为0；经向上，将左/西向编码为0，将右/东向编码为1。把每次经纬二分称为一次剖分，然后以相同的二分法对子区进行循环剖分；(2)分别生成经度和纬度的二进制编码；(3)经度和纬度的编码按照二进制偶数位为经度编码、奇数位为纬度编码的方式，交叉组合生成统一的一维二进制编码；(4)将长一维的二进制编码以每5位二进制编码进行base32编码转换，获得最终的船位编码，为邻域搜索提供数据准备。
全球经纬度范围剖分后的网格数量可由公式(1)表示，式中，n代表剖分次数，Num(n)表示当剖分次数为n时剖分形成的网格数量：
Num(n)＝22n (1)
剖分后的格网大小可由公式(2)表示，其中Rgrid代表剖分后格网的大小，R表示地球半径(本实施方式中地球的参考椭球体近似的作为正球体处理，即R＝椭球体半长轴a)。
Figure BDA0002627569510000051
格网的剖分次数n与船位格网化编码长度length的关系为：
length＝2n/5 (3)
本实施方式通过n＝20所获得的8位格网化编码来近似代替船位的地理经纬度坐标。格网空间距离约小于20m(表1)，足够满足海上搜救需求。
表1船位编码表示例
序号 经度 纬度 格网化编码
1 127.1257 28.34914 wv43kbf1
2 125.9379 25.65841 wu99cycp
3 126.0794 27.14605 wucdmjb1
步骤二：船位格网化编码的存储与获取失事船只的位置信息
船位监控系统通过卫星导航定位获得船位的经纬度数据，同时对船位数据进行格网化编码。使用关系型数据库中存储格网化编码的船位，并以此作为主键，即用编码后的一维编码来表示船舶的二维的经纬度空间位置信息(表2)。
表2邻域船位查询的数据库表结构
Figure BDA0002627569510000061
失事船只通过北斗短报文、VHF(甚高频电话)或其他无线通信网络等方式向陆地救援指挥中心报告失事船舶位置信息。陆地救援指挥中心在得到失事船只的位置后，查找或计算其格网化编码。
步骤三：失事船只的邻域救援船舶搜索
根据实际的救援可能性设置不同范围的有效救援距离，以此为基础在步骤二所述数据库中进行满足不同有效救援距离条件的邻近救援船只搜索。
在搜索邻域救援船只时，需要先确定有效救援距离。有效救援距离，即当险情发生时，相邻的其它船只能够对其施以有效救援行动的距离。有效救援距离通过船舶的航速及设定的有效救援时间的相乘计算得到。通过调查得知，我国渔船、非捕捞作业时航速范围为8-10节，快艇式救援船舶航速可达到25节(1节＝1海里/小时)，假设有效救援时间分别为2小时、5小时、10小时和24小时，通过公式(4)计算得到的表3。
D＝v×t (4)
表3有效救援距离计算结果表
Figure BDA0002627569510000062
邻域救援船只的搜索需要给定有效救援船舶的距离以确定编码的长度，码长越长，搜索的范围就越小。
根据表4，结合网格化编码，本实施方式中有效安全距离范围可设为三档，分别为D1＝36km，D2＝90km，D3＝1080km；满足有效安全距离D1、D2、D3对应的船位格网化编码长度分别对应的是编码前4位(length＝4)、编码前3位(length＝3)和2位(length＝2)。编码相邻层级的格网之间为嵌套关系(表4；图2；图3)。
表4编码长度、剖分次数及精度对应表
编码长度 剖分次数 格网大小约(公里：km) 与有效救援距离的对应
1 1 2500
2 5 630 &lt;D<sub>3</sub>
3 7.5 78 &lt;D<sub>2</sub>
4 10 20 &lt;D<sub>1</sub>
当根据所设置有效救援距离在船位数据库中进行邻近救援船只搜索时，搜索结果即满足条件的船只数量以集合的形式表示如下：
Figure BDA0002627569510000071
其中，ship是以船位格网化编码表示的失事待救援船舶的位置信息；length为符合以ship为中心满足有效救援距离D搜索范围的编码长度；neighbor_search通过编码匹配在船位数据库中获得满足条件的船只集合，其中gridcode表示船位数据库中所有船只的格网化编码集合，Substr(ship,length)为求解给定长度的编码字符的函数，将失事船只船位格网化编码ship根据length求解子串用于搜索匹配。D为前述设定的有效救援距离，分别取值为{1080,90,36}，与之对应的编码长度length分别取值为{2,3,4}。
以下解释：通过匹配字符串前缀位数满足有效距离搜索条件。将失事船只的船位编码作为主串(La)，救援船只的船位编码作为模式串(Lb)。
1)当有效距离查找范围设置为D3＝1080km时，待＝索邻域的条件为字符串前缀位数length＝2，即La前2位与Lb前2位相同时，可获得与遇险船舶相距小于630km的邻域救援船只S(length＝2)；
2)当有效距离查找范围递进设置为D2＝90km时，待搜索邻域的条件为字符串前缀位数length＝3，可以S(length＝2)作为基础集合，在S(length＝2)中查找满足La前3位与Lb前3位相同的船位，可获得与遇险船舶相距小于78km的邻域救援船只S(length＝3)；
3)当有效距离查找范围递进设置为D1＝36km时，待搜索邻域的条件为字符串前缀位数length＝4，以S(length＝3)作为数据集合，在S(length＝3)中查找满足La前4位与Lb前4位相同的船位，可获得与遇险船舶相距小于20km的邻域救援船只S(length＝4)。
可知，可知，S(length＝2)>S(length＝3)>S(length＝4)。
步骤四：失事船只的最邻近救援船舶搜索
除了根据有效救援距离搜索相邻近的船只外，需进一步确定最近的可救援的船只。通过八方向的邻域搜索找到距离失事船舶最近的船只，发送信号，请求最近船只实施救援，实现快速搜索符合救援条件的船只。
一般情况下编码字符串前缀相似度越高，则船与船之间的空间距离越近。但当失事船只与最近救援船只分别处于不同格网的边界附近时，由于船位编码不同，仅凭编码字符串的匹配无法找到最近的救援船只，需进行八方向的邻域判断，找出距离失事船舶最邻近的救援船只。
在步骤四中，通过循环进行(1)增加编码字符匹配的长度length，(2)采用步骤三公式5中的方法进行船位编码字符串匹配搜索，(3)直至S(ship,length)为空集时，根据船位的格网化编码进行八邻域搜索，查找最邻近的船舶。
根据S(ship,length)为空集时的编码长度length值来确定用于八邻域搜索的失事待救援的船位编码ship的具体编码字符，以及该字符所在位的奇偶性(见图4)。如length为奇数，即具体编码字符位于8位船位编码的奇数位，则根据如图5所示的奇数位邻域编码表查找八邻域，否则根据如图6所示的偶数位邻域编码表查找八邻域。
采用步骤三公式5中的方法进行船位编码的匹配和搜索，这里将集合S(ship,length)简写为S(length)。当船位编码的匹配过程所获得的集合S(length)为空集时，则对失事船舶ship的船位编码从左往右根据此时编码长度length来确定用于八邻域搜索的字符；并用该字符，根据length是奇数还是偶数来确定使用奇数位邻域编码表还是偶数位邻域编码表查找八邻域的字符；a)若任意奇数位邻域编码表、偶数位邻域编码表中第length位对应的字符位于非边界，则将失事船舶的船位编码ship的前(length-1)位编码字符与查找到的八邻域字符组合，b)若任意奇数位邻域编码表、偶数位邻域编码表中第length位对应的字符位于边界，则求第(length-1)位对应字符周围同方向的相邻字符，如果第(length-1)位字符也处于边界则求第(length-2)位，以此类推，表示为(length-i)，最终则将查找到的字符按照先后顺序进行拼接，最终确定失事船舶的船位编码ship的八邻域对应的字符编码，获得八邻域的格网编码并采用步骤(3)中船位编码的匹配和搜索，查找最邻近的船舶。
(1)查找八邻域的字符位于非边界时
假设以(127.1257,28.34914)作为遇险船舶的经纬度坐标，如图7所示，其8位船位格网化编码为wv43kbf1，灰色表示编码的奇数位，白色表示编码的偶数位，查找其最邻近船只。当船位的匹配查找结果S(length＝5)为空集时，则根据length＝5，前5位船位格网化编码为“wv43k”，可确定进行8邻域搜索的字符为k；length＝5为奇数，字符k在编码中处于奇数位，采用奇数位邻域编码表进行领域搜索；所搜索周围邻域即8邻域，分别为上、下、左、右、左上、右上、左下、右下，查找到的字符分别为"s"、"h"、"7"、"m"、"e"、"t"、"5"、"j"；将失事船舶ship船位编码的前(length-1)位编码字符，即前4位“wv43”与查找到的八邻域字符组合，获得八邻域的格网编码前5位分别是"wv43s"、"wv43h"、"wv437"、"wv43m""wv43e"、"wv43t"、"wv435"、"wv43j"，并以上述邻域的编码前缀位采用步骤三公式5方法进行船位编码的匹配和搜索，查找最邻近的船舶，将符合条件的救援船只输出。最终找到编码前5位为“wv43t”的ID＝8843为最邻近船舶。
编码后的字符串除了代表某一经纬度值以外，还可以通过邻域编码表可以获取邻域船只的方向，如：“wv43t”位于“wv43k”的东北/右上方，即符合条件的ID＝8843救援船舶位于失事船舶的东北/右上方(表5；表6)。
表5 wv43k邻域编码表
wv43e wv43s wv43t
wv437 wv43k wv43m
wv435 wv43h wv43j
表6(127.1257,28.34914)船只及邻域索引结果表
ID gridcode longitude latitude
8843 wv43t 127.151 28.408
(2)查找八邻域的字符位于边界时
若假设以(127.1257,28.34914)作为遇险船舶的经纬度坐标，其8位船位格网化编码为wv43kbf1，查找其最邻近船只。当船位的匹配查找结果S(length＝8)为空集时，则根据length＝8，前8位船位格网化编码为“wv43kbf1”，可确定进行8邻域搜索的字符为“1”；length＝8为偶数，“1”位于偶数位，且处于偶数表的边界，则采用偶数位邻域编码表进行邻域搜索，所搜索周围邻域即8邻域，分别为上、下、左、右、左上、右上、左下、右下，查找到的字符分别为"4"、"0"、"c"、"3"、"f"、"6"、"b"、"2"；由于“1”位于边界，则需对“1”的上一位(length＝7)，即“f”，且位于奇数位，对其周围同方向的相邻字符查找，即“f”的左侧为“c”，所以对于“wv43kbf1”编码的左侧3个邻域(左、左上、左下、)分为：“wv43kbcc”、“wv43kbcf”、“wv43kbcb”，其它5个方向(上、下、左、右、左上、右上、左下、右下)与非临界情况类似，分别为：“wv43kbf4”、“wv43kbf0”、“wv43kbf3”、“wv43kbf6”、“wv43kbf2”。
不难发现，本发明对船位经纬度进行格网化编码，将二维坐标转换成一维的字符串编码；在此基础上，根据有效救援的距离设置，搜索不同救援距离下失事船只的邻近船只，以确定符合条件的救援船舶；最后，通过格网化邻域搜索最近救援船只，本发明能快速找到失事船只最邻近和较邻近的船只以提供救援。

Claims (6)

1.一种基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对船位数据进行格网化编码，并对格网化编码的结果进行存储，使用编码后的一维字符串数据表示船舶的二维的经纬度空间信息；
(2)接收失事船只的位置信息，基于所述位置信息确定其对应的格网化编码；
(3)根据所述格网化编码对失事船只的邻域中满足有效救援距离条件的船只进行搜索，查找出待选救援船只；其中，船只进行搜索的结果以集合的形式表示：
Figure FDA0003033089680000011
ship是以船位格网化编码表示的失事待救援船舶的位置信息；length为符合以ship为中心满足有效救援距离D搜索范围的编码长度；neighbor_search通过编码匹配在船位数据库中获得满足条件的船只集合，gridcode表示船位数据库中所有船只的格网化编码集合，Substr(ship,length)为求解给定长度的编码字符的函数，将失事船只船位格网化编码ship根据length求解子串用于搜索匹配；
(4)从所述待选救援船只中搜索出最邻近的船只作为优先救援船只，具体为：
(4.1)以步长为1循环累进增加编码字符匹配的长度length；
(4.2)采用步骤(3)中的方法进行船位编码字符串匹配搜索；
(4.3)当搜索结果为空集时，根据当前length值通过格网化编码进行失事船只的八邻域搜索，查找最邻近的船舶；具体为：当搜索结果为空集时，则对失事船舶的船位编码ship从左往右根据此时编码长度length来确定用于八邻域搜索的字符；并用所述用于八邻域搜索的字符，根据此时编码长度length是奇数还是偶数来确定使用奇数位邻域编码表还是偶数位邻域编码表查找八邻域的字符；a)若任意奇数位邻域编码表、偶数位邻域编码表中第length位对应的字符位于非边界，则将失事船舶的船位编码ship的前(length-1)位编码字符与查找到的八邻域字符组合，b)若任意奇数位邻域编码表、偶数位邻域编码表中第length位对应的字符位于边界，则求第(length-1)位对应字符周围同方向的相邻字符，如果第(length-1)位字符也处于边界则求第(length-2)位，以此类推，表示为(length-i)，最终则将查找到的字符按照先后顺序进行拼接，最终确定失事船舶的船位编码ship的八邻域对应的字符编码，获得八邻域的格网编码并采用步骤(3)中船位编码的匹配和搜索，查找最邻近的船舶。
2.根据权利要求1所述的基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法，其特征在于，所述步骤(1)中对船位数据进行格网化编码时以全球经纬度为编码范围，进行空间格网的二分式剖分，具体为：
(1.1)对空间进行先纬向二分再经向二分，把每次经纬二分称为一次剖分，然后以相同的二分法对子区进行循环剖分；
(1.2)分别生成经度和纬度的二进制编码；
(1.3)经度和纬度的二级制编码再按照二进制偶数位为经度编码、奇数位为纬度编码的方式，交叉组合生成统一的一维二进制编码；
(1.4)将长一维的二进制编码以每5位二进制编码进行base32编码转换，获得最终的船位编码。
3.根据权利要求2所述的基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法，其特征在于，所述步骤(1.1)中对空间进行先纬向二分再经向二分具体为：在纬向上，将上/北向空间设置编码为1，下/南向编码为0；在经向上，将左/西向编码为0，将右/东向编码为1。
4.根据权利要求2所述的基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法，其特征在于，所述空间格网的二分式剖分后的网格数量为Num(n)＝22n，网格大小为
Figure FDA0003033089680000021
船位格网化编码长度为length＝2n/5，其中，n表示剖分的次数，Num(n)表示当剖分次数为n时剖分形成的网格数量，R表示地球半径。
5.根据权利要求1所述的基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法，其特征在于，所述步骤(1)中使用关系型数据库对格网化编码的结果进行存储。
6.根据权利要求1所述的基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法，其特征在于，所述将失事船只船位格网化编码ship根据length求解子串用于搜索匹配是指：将失事船只的船位编码作为主串(La)，救援船只的船位编码作为模式串(Lb)；当有效救援距离D查找范围设置为1080km时，待搜索邻域的条件为字符串前缀位数length＝2，即主串前2位与模式串前2位相同时，获得与遇险船舶相距小于630km的邻域救援船只S(length＝2)；当有效救援距离查找范围递进设置为90km时，待搜索邻域的条件为字符串前缀位数length＝3，以S(length＝2)作为基础集合，在S(length＝2)中查找满足主串前3位与模式串前3位相同的船位，获得与遇险船舶相距小于78km的邻域救援船只S(length＝3)；当有效救援距离查找范围递进设置为36km时，待搜索邻域的条件为字符串前缀位数length＝4，以S(length＝3)作为基础集合，在S(length＝3)中查找满足主串前4位与模式串前4位相同的船位，获得与遇险船舶相距小于20km的邻域救援船只S(length＝4)。
CN202010801540.5A 2020-08-11 2020-08-11 一种基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法 Active CN112069371B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010801540.5A CN112069371B (zh) 2020-08-11 2020-08-11 一种基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010801540.5A CN112069371B (zh) 2020-08-11 2020-08-11 一种基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112069371A CN112069371A (zh) 2020-12-11
CN112069371B true CN112069371B (zh) 2021-06-29

Family

ID=73661185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010801540.5A Active CN112069371B (zh) 2020-08-11 2020-08-11 一种基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112069371B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112765301A (zh) * 2021-01-28 2021-05-07 中国水产科学研究院东海水产研究所 一种基于层叠框架的区域划分方法
CN112969140B (zh) * 2021-02-26 2022-08-09 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司 一种gnss观测网自动组网方法及系统
CN115358649A (zh) * 2022-10-24 2022-11-18 广东电网有限责任公司湛江供电局 一种基于北斗的电力应急救援调度方法、装置及指挥系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102833680A (zh) * 2012-09-11 2012-12-19 中国水产科学研究院东海水产研究所 基于位置的海洋渔业信息服务方法
CN103383682A (zh) * 2012-05-01 2013-11-06 刘龙 一种地理编码方法、位置查询系统及方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108345607B (zh) * 2017-01-22 2022-09-13 腾讯科技（深圳）有限公司 搜索方法和装置
CN107241695B (zh) * 2017-06-21 2020-07-28 交通运输通信信息集团有限公司 海事卫星终端位置服务系统和遇险船舶协同救助方法
CN110473251B (zh) * 2019-08-14 2022-03-25 重庆市地理信息和遥感应用中心(重庆市测绘产品质量检验测试中心) 基于网格空间索引的自定义范围空间数据面积统计方法
CN110502599B (zh) * 2019-08-23 2022-12-06 腾讯科技（深圳）有限公司 地图数据的查询方法、装置和计算机可读存储介质
CN111428916B (zh) * 2020-03-12 2023-04-07 南京大学 一种海上救援船舶巡航路径规划方法
CN111475596B (zh) * 2020-04-05 2023-04-07 中国人民解放军国防科技大学 一种基于多层级轨迹编码树的子段相似性匹配方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103383682A (zh) * 2012-05-01 2013-11-06 刘龙 一种地理编码方法、位置查询系统及方法
CN102833680A (zh) * 2012-09-11 2012-12-19 中国水产科学研究院东海水产研究所 基于位置的海洋渔业信息服务方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112069371A (zh) 2020-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112069371B (zh) 一种基于格网化邻域的海上船舶有效救援搜索方法
CN112132346A (zh) 一种基于船舶类型的船舶航行轨迹预测方法
CN108872978B (zh) 一种基于高频地波雷达洋流数据的水上船只路径规划方法
CN103900573B (zh) 一种基于s57标准电子海图的水下运载器多约束航路规划方法
CN112348960B (zh) 一种适用于全球空间范围的空域冲突检测方法
CN115060264A (zh) 一种基于ais数据的prm航线规划方法
CN111428916B (zh) 一种海上救援船舶巡航路径规划方法
CN109188464B (zh) 一种基于北斗船位数据的渔船在港和出海时间的分析方法
CN109405831A (zh) 一种内河水网航线规划方法
KR101214996B1 (ko) 해양지리 정보 구축 및 서비스 방법
Alvarez-Palau et al. Database of historic ports and coastal sailing routes in England and Wales
CN110866015A (zh) 一种基于局部网格的动目标活动范围记录方法
CN112100308B (zh) 一种北斗时空轨迹的相似性查询方法
KR102007196B1 (ko) 다중 중첩 격자법을 이용한 북극 최적 경로 탐색 방법 및 장치
CN108052629A (zh) 一种基于高精度dem数据的快速海陆判断方法
Ono et al. Discovery of iron grapnel anchors in early modern ryukyu and management of underwater cultural heritage in okinawa, japan
KR102466119B1 (ko) Ais 정보에 기반한 주요항로 연결망 추출 장치 및 방법
CN113962321B (zh) 一种船对船装卸货识别处理方法及系统
KR20200094269A (ko) 폴라리스 코드의 아이스 클래스 등급을 이용한 북극을 항행하는 선박의 안전항로 탐색방법 및 복귀방법
KR101772141B1 (ko) S-100 기반의 전자해도표시정보시스템을 위한 기상정보 표시방법 및 그 장치
CN115328903A (zh) 船舶停留状态识别方法和装置、电子设备和存储介质
CN111768068B (zh) 一种海上搜救船舶响应能力评估方法
CN114003676A (zh) 一种拖轮引航识别处理方法及系统
Zhang et al. Density-weighted ant colony algorithm for ship trajectory reconstruction
CN110222138A (zh) 基于航线的浮标搜索方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant