CN112762942B - 一种航标航路导航推荐方法、终端设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种航标航路导航推荐方法、终端设备及存储介质，该方法中包括：S1：以航标作为树的节点，以航道相邻航标的连线作为树的路径，以相邻航标的距离与船舶航速的比值作为路径代价构建无向图；S2：采集当前时刻的风级和波浪类型，确定失速估算公式系数m和n的值，根据失速估算公式系数m和n计算船舶航速；S3：基于步骤S1构建的无向图，通过Dijkstra算法计算船舶与航标之间的最短路径，将与最短路径对应的航标之间路径作为导航进行推荐。本发明通过Aertsen减速公式计算船舶航速，通过相邻航标的距离与船舶航速的比值作为路径代价构建无向图，对Dijkstra算法进行改进，以求得最符合经济效益的推荐导航路径。

Description

一种航标航路导航推荐方法、终端设备及存储介质
技术领域
本发明涉及船舶导航领域，尤其涉及一种航标航路导航推荐方法、终端设备及存储介质。
背景技术
船舶在航行中往往受到各种不同海洋气象因素影响，希望能够选择出一条最佳航线。但是长期以来，船舶航线选择往往达不到令人满意的效果。因此通过系统的气象和海洋环境预测，为船舶设计出符合经济效益的优化航线，避开恶劣的天气，减少不必要的绕航，以缩短航时，达到安全、省油及准时到港的目的，非常有意义和经济效应。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种航标航路导航推荐方法、终端设备及存储介质。
具体方案如下：
一种航标航路导航推荐方法，包括以下步骤：
S1：以航标作为树的节点，以航道相邻航标的连线作为树的路径，以相邻航标的距离与船舶航速的比值作为路径代价构建无向图；
S2：采集当前时刻的风级和波浪类型，确定失速估算公式系数m和n的值，根据失速估算公式系数m和n计算船舶航速；
S3：基于步骤S1构建的无向图，通过Dijkstra算法计算船舶与航标之间的最短路径，将与最短路径对应的航标之间路径作为导航进行推荐。
进一步的，船舶航速的计算公式为：
Figure BDA0002885445280000021
其中，U表示船舶航速，Us表示船舶的静水速度，Lpp表示相邻航标的距离，m和n均表示失速估算公式系数，根据风级和波浪类型变化。
一种航标航路导航推荐终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中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本发明实施例上述的方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述的方法的步骤。
本发明采用如上技术方案，通过Aertsen减速公式计算船舶航速，通过相邻航标的距离与船舶航速的比值作为路径代价构建无向图，对Dijkstra算法进行改进，以求得最符合经济效益的推荐导航路径。
附图说明
图1所示为本发明实施例一的流程图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例一：
本发明实施例提供了一种航标航路导航推荐方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
S1：以航标作为树的节点，以航道相邻航标的连线作为树的路径，以相邻航标的距离除以船舶航速作为路径代价构建无向图。
船舶航速的计算采用Aertsen减速公式：
Figure BDA0002885445280000031
其中，U表示船舶航速，Us表示船舶的静水速度，Lpp表示相邻航标的距离，m和n均表示失速估算公式系数，根据风级和波浪类型变化。
S2：采集当前时刻的风级和波浪类型，确定失速估算公式系数m和n的值。
该实施例中参数m和n的值根据表1进行确定。
表1
Figure BDA0002885445280000032
S3：基于步骤S1构建的无向图，通过Dijkstra算法计算船舶与航标之间的最短路径，将与最短路径对应的航标之间路径作为导航进行推荐。
Dijkstra算法是典型的单源最短路径算法，用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点。在已知图的邻接矩阵，通过遍历已知图的所有路径，记录到最短路径，后在循环中不断判断更替。Dijkstra算法中首先将所有节点的集合分为两部分，一部分为已经遍历过的节点，另一部分为没有遍历过的节点，先将初始值赋予无穷大，遍历所有节点，寻找遍历到的节点的联通路径中路径代价最小的一条，标记遍历节点，修正最短路径。在不断的修正中得到最短路径。
本发明实施例一通过Aertsen减速公式调整航速，来对Dijkstra算法进行改进，以求得最符合经济效益的推荐导航路径。
实施例二：
本发明还提供一种航标航路导航推荐终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中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本发明实施例一的上述方法实施例中的步骤。
进一步地，作为一个可执行方案，所述航标航路导航推荐终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述航标航路导航推荐终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，上述航标航路导航推荐终端设备的组成结构仅仅是航标航路导航推荐终端设备的示例，并不构成对航标航路导航推荐终端设备的限定，可以包括比上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述航标航路导航推荐终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等，本发明实施例对此不做限定。
进一步地，作为一个可执行方案，所称处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述航标航路导航推荐终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个航标航路导航推荐终端设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述航标航路导航推荐终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述方法的步骤。
所述航标航路导航推荐终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)以及软件分发介质等。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种航标航路导航推荐方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：以航标作为树的节点，以航道相邻航标的连线作为树的路径，以相邻航标的距离与船舶航速的比值作为路径代价构建无向图；
S2：采集当前时刻的风级和波浪类型，确定失速估算公式系数m和n的值，根据失速估算公式系数m和n计算船舶航速，船舶航速的计算公式为：
Figure FDA0004185184640000011
其中，U表示船舶航速，Us表示船舶的静水速度，Lpp表示相邻航标的距离，m和n均表示失速估算公式系数，根据风级和波浪类型变化；
S3：基于步骤S1构建的无向图，通过Dijkstra算法计算船舶与航标之间的最短路径，将与最短路径对应的航标之间路径作为导航进行推荐；
Dijkstra算法中首先将所有节点的集合分为两部分，一部分为已经遍历过的节点，另一部分为没有遍历过的节点，先将初始值赋予无穷大，遍历所有节点，寻找遍历到的节点的联通路径中路径代价最小的一条，标记遍历节点，修正最短路径，在不断的修正中得到最短路径；通过Aertsen减速公式调整航速，来对Dijkstra算法进行改进，以求得最符合经济效益的推荐导航路径。
2.一种航标航路导航推荐终端设备，其特征在于：包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并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中所述方法的步骤。
3.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1中所述方法的步骤。
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