CN115294804B - 一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法及系统，涉及人工智能领域，所述方法包括：通过对目标区域采集得到目标海缆数据；提取目标海缆类型，并结合大数据采集历史破坏记录数据；分析组成预设船舶集；获得目标船舶，并判断目标船舶是否属于预设船舶集；实时监测得到目标实时状态数据；得到目标船舶的实时航线；若实时航线不符合预设航线，获得二级预警提醒，并得到预测航线；基于预测航线，结合目标海缆数据进行海缆安全预警。解决了现有技术中无法对海缆受到的安全威胁进行快速、准确、客观评估的问题。达到了提高海缆安全威胁发现和预警效率、准确率，并通过及时的风险处理降低海缆破坏概率、确保海缆正常运营的技术效果。

Description

一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法及系统

技术领域

本发明涉及人工智能领域，尤其涉及一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法及系统。

背景技术

近年来海缆因其传输声音、图像等信号的速度快、容量大、可靠性和安全性良好等优点得到越来越广泛的应用。此外，随着人类信息产业的发展，对信息的及时性，可靠性和安全性等方面的要求也不断提高，加之互联网技术快速发展，也大大促进了海缆的发展和完善。近年来，海洋经济快速发展，海上航运、渔业捕捞、海上工程建设等海洋生产活动变得更加频繁，从而使海缆受到越来越多的安全威胁。现有技术中无法对海缆受到的安全威胁进行量化评估，存在无法及时、准确地对海缆面临的安全风险进行处理，甚至导致海缆被破坏、信息传送中断，同时造成巨大经济损失的问题。研究利用计算机技术对海缆上方的船舶状态进行监测，并通过对船舶状态数据进行分析，实现对海缆安全的实时预警，进一步提醒相关人员及时进行风险处理，对于降低海缆的破坏概率、确保海缆的正常运营等具有重要的意义。

然而，现有技术中无法对海缆受到的安全威胁进行快速、准确、客观的评估，存在无法及时处理海缆面临的安全风险，最终海缆被破坏，导致信息传送中断，同时造成巨大经济损失的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法及系统，用以解决现有技术中无法对海缆受到的安全威胁进行快速、准确、客观的评估，存在无法及时处理海缆面临的安全风险，最终海缆被破坏，导致信息传送中断，同时造成巨大经济损失的问题。

鉴于上述问题，本发明提供了一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法及系统。

第一方面，本发明提供了一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法，所述方法通过一种基于船舶状态监测的海缆安全预警系统实现，其中，所述方法包括：通过对目标区域的海缆铺设数据进行采集，得到目标海缆数据；提取所述目标海缆数据中的目标海缆类型，并结合大数据采集所述目标海缆类型的历史破坏记录数据；对所述历史破坏记录数据中多次历史破坏记录的船舶威胁依次进行分析，并根据分析结果组成预设船舶集；获得目标船舶，并判断所述目标船舶是否属于所述预设船舶集；若所述目标船舶属于所述预设船舶集，对所述目标船舶进行实时状态监测，得到目标实时状态数据；根据所述目标实时状态数据得到所述目标船舶的实时航线，并判断所述实时航线是否符合预设航线；若所述实时航线不符合所述预设航线，获得二级预警提醒，并基于所述二级预警提醒分析得到所述目标船舶的预测航线；基于所述预测航线，结合所述目标海缆数据对所述目标区域进行海缆安全预警。

第二方面，本发明还提供了一种基于船舶状态监测的海缆安全预警系统，用于执行如第一方面所述的一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法，其中，所述系统包括：数据采集模块，所述数据采集模块用于对目标区域的海缆铺设数据进行采集，得到目标海缆数据；数据分析模块，所述数据分析模块用于提取所述目标海缆数据中的目标海缆类型，并结合大数据采集所述目标海缆类型的历史破坏记录数据；预设确定模块，所述预设确定模块用于对所述历史破坏记录数据中多次历史破坏记录的船舶威胁依次进行分析，并根据分析结果组成预设船舶集；初步判断模块，所述初步判断模块用于获得目标船舶，并判断所述目标船舶是否属于所述预设船舶集；实时监测模块，所述实时监测模块用于若所述目标船舶属于所述预设船舶集，对所述目标船舶进行实时状态监测，得到目标实时状态数据；分析判断模块，所述分析判断模块用于根据所述目标实时状态数据得到所述目标船舶的实时航线，并判断所述实时航线是否符合预设航线；提醒预测模块，所述提醒预测模块用于若所述实时航线不符合所述预设航线，获得二级预警提醒，并基于所述二级预警提醒分析得到所述目标船舶的预测航线；安全预警模块，所述安全预警模块用于基于所述预测航线，结合所述目标海缆数据对所述目标区域进行海缆安全预警。

本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过对目标区域的海缆铺设数据进行采集，得到目标海缆数据；提取所述目标海缆数据中的目标海缆类型，并结合大数据采集所述目标海缆类型的历史破坏记录数据；对所述历史破坏记录数据中多次历史破坏记录的船舶威胁依次进行分析，并根据分析结果组成预设船舶集；获得目标船舶，并判断所述目标船舶是否属于所述预设船舶集；若所述目标船舶属于所述预设船舶集，对所述目标船舶进行实时状态监测，得到目标实时状态数据；根据所述目标实时状态数据得到所述目标船舶的实时航线，并判断所述实时航线是否符合预设航线；若所述实时航线不符合所述预设航线，获得二级预警提醒，并基于所述二级预警提醒分析得到所述目标船舶的预测航线；基于所述预测航线，结合所述目标海缆数据对所述目标区域进行海缆安全预警。通过分析海缆历史破坏记录，得到会对目标区域内的海缆安全产生威胁的船舶集，并目标船舶进入目标区域后，快速判断目标船舶是否会对海缆产生威胁，从而进行对应级别的监测。实现了对目标船舶进行针对性监测、预警的目标。进一步，当监测到目标船舶的航行轨迹异常时，结合相关数据对目标船舶的航线进行快速预测，并分析预测航线对目标区域的海缆安全的威胁情况，从而针对性进行安全预警。达到了提高海缆安全威胁发现和预警的效率、准确率，并通过及时的风险处理有效降低海缆破坏概率、确保海缆正常运营的技术效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法的流程示意图；

图2为本发明一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法中根据船舶参数组建预设船舶集的流程示意图；

图3为本发明一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法中得到目标船舶的预测航线的流程示意图；

图4为本发明一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法中根据船舶抛锚风险值与船舶搁浅风险值对目标区域进行海缆安全预警的流程示意图；

图5为本发明一种基于船舶状态监测的海缆安全预警系统的结构示意图。

附图标记说明：

数据采集模块M100，数据分析模块M200，预设确定模块M300，初步判断模块M400，实时监测模块M500，分析判断模块M600，提醒预测模块M700，安全预警模块M800。

具体实施方式

本发明通过提供一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法及系统，解决了现有技术中无法对海缆受到的安全威胁进行快速、准确、客观的评估，存在无法及时处理海缆面临的安全风险，最终海缆被破坏，导致信息传送中断，同时造成巨大经济损失的问题。达到了提高海缆安全威胁发现和预警的效率、准确率，并通过及时的风险处理有效降低海缆破坏概率、确保海缆正常运营的技术效果。

本发明技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合国家法律法规的相关规定。

下面，将参考附图对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明的实施例，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。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

实施例一

请参阅附图1，本发明提供了一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法，其中，所述方法应用于一种基于船舶状态监测的海缆安全预警系统，所述方法具体包括如下步骤：

步骤S100：对目标区域的海缆铺设数据进行采集，得到目标海缆数据；

具体而言，所述一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法应用于所述一种基于船舶状态监测的海缆安全预警系统，可以通过分析海缆历史破坏记录，得到会对目标区域内的海缆安全产生威胁的船舶集，并目标船舶进入目标区域后，快速判断目标船舶是否会对海缆产生威胁，从而进行对应级别的监测。进一步，当监测到目标船舶的航行轨迹异常时，结合相关数据对目标船舶的航线进行快速预测，并分析预测航线对目标区域的海缆安全的威胁情况，从而针对性进行安全预警。所述目标区域是指任意一个待使用所述海缆安全预警系统进行水上船舶状态监测，进而进行海缆安全分析预警的区域。也就是说，对所述目标区域的海下海缆进行安全预警。通过对所述目标区域的海缆铺设数据进行采集，示范性的如海缆铺设位置、海缆铺设深度、海缆规格类型等数据，从而得到所述目标海缆数据。实现了为后续分析得到会对目标区域内海缆造成威胁的船舶提供数据基础的技术目标，从而提高了数据分析和预警的有效性。

步骤S200：提取所述目标海缆数据中的目标海缆类型，并结合大数据采集所述目标海缆类型的历史破坏记录数据；

步骤S300：对所述历史破坏记录数据中多次历史破坏记录的船舶威胁依次进行分析，并根据分析结果组成预设船舶集；

进一步的，如附图2所示，本发明步骤S300还包括：

步骤S310：根据所述历史破坏记录数据，得到多次历史破坏记录；

步骤S320：对所述多次历史破坏记录依次进行分析，得到多个破坏因素类型；

步骤S330：提取所述多个破坏因素类型中的人为破坏因素，并反向匹配所述人为破坏因素的历史破坏记录，得到人为历史破坏记录；

步骤S340：采集所述人为历史破坏记录中的船舶参数，并根据所述船舶参数组建所述预设船舶集。

具体而言，在利用大数据采集目标区域内海缆被破坏的数据，并结合目标海缆数据分析得到会对目标区域内海缆造成威胁的船舶数据，即组建预设船舶集之前，先提取所述目标海缆数据中的目标海缆类型，并结合大数据采集所述目标海缆类型的历史破坏记录数据。通过基于所述目标区域内铺设的海缆类型进行针对性的海缆破坏数据采集，使得采集到的海缆破坏数据为针对性的有效数据，有效提高海缆安全预警系统的综合性能，同时提高系统运行效率、保障系统预警时效性。

进一步的，对所述历史破坏记录数据中多次历史破坏记录的船舶威胁依次进行分析，也就是说，依次提取历史各次海缆被破坏时的船舶类型、体积、锚参数等，进而进行数据整理，并分析组成预设船舶集。首先，根据所述历史破坏记录数据，得到多次历史破坏记录，接着对所述多次历史破坏记录依次进行分析，得到多个破坏因素类型。示范性的如渔船打捞鱼时使用接触式渔具导致海缆破坏等。接下来，提取所述多个破坏因素类型中的人为破坏因素，并反向匹配所述人为破坏因素的历史破坏记录，得到人为历史破坏记录。最后，采集所述人为历史破坏记录中的船舶参数，并根据所述船舶参数组建所述预设船舶集。通过分析得到预设船舶集，实现了对目标船舶的危险性进行初步快速评估提供基础的技术目标。

步骤S400：获得目标船舶，并判断所述目标船舶是否属于所述预设船舶集；

进一步的，本发明还包括如下步骤：

步骤S410：获得预设时段的航行报备列表，其中，所述航行报备列表是指所述目标区域在所述预设时段内的航行报备记录表；

步骤S420：根据所述航行报备列表，得到多个具有船舶标识与线路标识的航行报备信息；

步骤S430：采集所述目标船舶的目标船舶信息；

步骤S440：将所述目标船舶信息在所述多个具有船舶标识与线路标识的航行报备信息中遍历，得到遍历匹配结果；

步骤S450：根据所述遍历匹配结果，判断所述目标船舶是否属于所述预设船舶集。

进一步的，本发明还包括如下步骤：

步骤S451：若所述遍历匹配结果为失败，获得标记预警指令；

步骤S452：根据所述标记预警指令，对所述目标船舶进行重点嫌疑标记，同时发出一级预警提醒；

步骤S453：若所述遍历匹配结果为成功，获得三级预警提醒；

步骤S454：根据所述三级预警提醒，得到所述目标船舶的航行报备信息；

步骤S455：提取所述航行报备信息中的线路标识，并根据所述线路标识生成所述预设航线。

步骤S500：若所述目标船舶属于所述预设船舶集，对所述目标船舶进行实时状态监测，得到目标实时状态数据；

具体而言，当所述目标区域中驶入目标船舶时，系统首先结合所述预设船舶集，对所述目标船舶进行安全威胁性初步判断。也就是说，判断所述目标船舶属于所述预设船舶集，当所述目标船舶是否属于所述预设船舶集时，根据历史海缆被破坏经验，说明所述目标船舶会对目标区域的海缆造成破坏，因此需对所述目标船舶进行密切监测，从而得到所述目标船舶的实时状态数据，即得到所述目标实时状态数据。当所述目标船舶不属于所述预设船舶集时，说明根据历史海缆被破坏经验，所述目标船舶不会对目标区域的海缆造成破坏，因此仅需对所述目标船舶进行常规性的监测即可。

进一步的，在对所述目标船舶的安全威胁性进行初步判断前，首先采集所述目标区域在预设时段内的航行报备记录数据，即得到预设时段的航行报备列表。其中，所述预设时段是指相关人员综合分析后确定的时间段，如一天、一周等。然后，根据所述航行报备列表，得到多个具有船舶标识与线路标识的航行报备信息，同时采集所述目标船舶的目标船舶信息。接下来，将所述目标船舶信息在所述多个具有船舶标识与线路标识的航行报备信息中遍历，得到遍历匹配结果。当所述遍历匹配结果为失败时，说明所述目标船舶并未向相关人员进行航行报备，因此初步判断所述目标船舶为误闯进入目标区域或有预谋的破坏目标区域的船舶，因此系统自动获得标记预警指令，并根据所述标记预警指令，对所述目标船舶进行重点嫌疑标记，同时发出一级预警提醒。其中，所述一级预警提醒为所述船舶安全预警系统的最高级别的预警提醒。当所述遍历匹配结果为成功时，系统自动获得三级预警提醒，说明所述目标船舶为经过报备、审批的合法船舶，进而系统根据所述三级预警提醒，自动调取航行报备列表中关于所述目标船舶的航行报备信息。最后，提取所述航行报备信息中的线路标识，并根据所述线路标识生成所述预设航线。其中，所述预设航线是指所述目标船舶报备过的、将要航行的轨迹线路。此外，所述航行报备信息默认为经过专业评估分析，不会对目标区域内的海缆形成危险的船舶航行，即通过审核批准的航行规划。

通过对目标船舶进行是否为预设船舶集、是否经过航行报备等情况的判断，对确定目标船舶的针对性监测等级提供基础，达到了提高船舶监测管理科学性、可靠性的技术效果。

步骤S600：根据所述目标实时状态数据得到所述目标船舶的实时航线，并判断所述实时航线是否符合预设航线；

步骤S700：若所述实时航线不符合所述预设航线，获得二级预警提醒，并基于所述二级预警提醒分析得到所述目标船舶的预测航线；

进一步的，如附图3所示，本发明步骤S700还包括：

步骤S710：基于大数据采集历史航行记录数据，其中，所述历史航行记录数据包括多条历史航行轨迹；

步骤S720：对所述多条历史航行轨迹进行聚类，生成轨迹聚类结果；

进一步的，本发明还包括如下步骤：

步骤S721：提取所述多条历史航行轨迹中任意两条历史航行轨迹；

步骤S722：利用欧几里得距离算法对所述任意两条历史航行轨迹进行轨迹点距离计算，得到轨迹点距离，其中，所述轨迹点距离的计算公式如下：

步骤S723：其中，所述是指所述任意两条历史航行轨迹中第i个轨迹点之间的欧式距离，所述是指所述任意两条历史航行轨迹中的第一条轨迹，所述是指所述任意两条历史航行轨迹中与第一条轨迹不同的轨迹，所述、所述是指所述中第i个轨迹点的x维和y维，所述、所述是指所述中第i个轨迹点的x维和y维；

步骤S724：根据所述轨迹点距离，计算得到所述任意两条历史航行轨迹的轨迹距离，其中，所述轨迹距离的计算公式如下：

步骤S725：其中，所述是指所述与所述之间的轨迹距离，所述n是指所述与所述中各自包含的轨迹点数目；

步骤S726：根据所述轨迹距离进行聚类，生成所述轨迹聚类结果。

步骤S730：根据所述实时航线生成所述目标船舶的实时航行轨迹；

步骤S740：将所述实时航行轨迹在所述轨迹聚类结果中进行相似度遍历，得到相似度遍历结果；

步骤S750：筛选所述相似度遍历结果中的最高轨迹相似度，并反向匹配所述最高轨迹相似度的历史航行轨迹；

步骤S760：将所述历史航行轨迹作为所述预测航线。

具体而言，监测并采集所述目标船舶的实时状态数据，并根据所述目标实时状态数据得到所述目标船舶的实时航线，进一步的，判断所述实时航线是否符合预设航线。其中，所述预设航线是指所述目标船舶报备过的、将要航行的轨迹线路。当所述实时航线不符合所述预设航线，说明所述目标船舶并未按照通过审核批准的预设航线进行航行，因此系统自动获得二级预警提醒，用于对所述目标船舶的航线进行智能预测，并得到所述目标船舶的预测航线。

在对所述目标船舶的航线进行分析预测时，首先基于大数据采集历史航行记录数据，并对所述历史航行记录数据中的多条历史航行轨迹进行聚类，生成历史航线的轨迹聚类结果。具体地，提取所述多条历史航行轨迹中任意两条历史航行轨迹，并利用欧几里得距离算法对所述任意两条历史航行轨迹进行轨迹点距离计算，得到轨迹点距离，其中，所述轨迹点距离的计算公式如下：

其中，所述是指所述任意两条历史航行轨迹中第i个轨迹点之间的欧式距离，所述是指所述任意两条历史航行轨迹中的第一条轨迹，所述是指所述任意两条历史航行轨迹中与第一条轨迹不同的轨迹，所述、所述是指所述中第i个轨迹点的x维和y维，所述、所述是指所述中第i个轨迹点的x维和y维。

接下来，根据所述轨迹点距离，计算得到所述任意两条历史航行轨迹的轨迹距离，其中，所述轨迹距离的计算公式如下：

其中，所述是指所述与所述之间的轨迹距离，所述n是指所述与所述中各自包含的轨迹点数目。最后，根据所述轨迹距离进行聚类，生成所述轨迹聚类结果。

进一步的，根据所述实时航线生成所述目标船舶的实时航行轨迹，并将所述实时航行轨迹在所述轨迹聚类结果中进行相似度遍历，得到相似度遍历结果。接着，筛选所述相似度遍历结果中的最高轨迹相似度，并反向匹配所述最高轨迹相似度的历史航行轨迹，最后，将所述历史航行轨迹作为所述预测航线。

通过对偏离预设航线的目标船舶进行相关信息采集，进而结合历史航线轨迹数据对所述目标船舶的实际航行线路进行预测，并得到预测航线，达到了为后续提前分析判断目标船舶对海缆的安全威胁提供数据基础，从而提前估算风险并提前制定风险处理计划，最终提高海缆风险预警及时性、海缆安全处理高效性的技术效果。

步骤S800：基于所述预测航线，结合所述目标海缆数据对所述目标区域进行海缆安全预警。

进一步的，如附图4所示，本发明步骤S800还包括：

步骤S810：提取所述目标海缆数据中的海缆抗锚数据、海缆位置数据；

步骤S820：采集所述目标船舶的目标锚重数据；

步骤S830：根据所述海缆抗锚数据与所述目标锚重数据，分析得到船舶抛锚风险值；

步骤S840：提取所述目标实时状态数据中的实时吃水数据；

步骤S850：根据所述海缆位置数据与所述实时吃水数据，计算得到相交水深，其中，所述相交水深是指目标船舶吃水和海缆相交的位置的水深；

步骤S860：根据所述相交水深，分析得到船舶搁浅风险值；

步骤S870：根据所述船舶抛锚风险值与所述船舶搁浅风险值，对所述目标区域进行海缆安全预警。

具体而言，在基于所述预测航线对所述目标区域进行海缆安全提前分析预警时，首先对所述目标海缆数据中的海缆抗锚数据、海缆位置数据进行提取，同时采集得到所述目标船舶的目标锚重数据，进而根据所述海缆抗锚数据与所述目标锚重数据，人工分析得到船舶抛锚风险值。此外，提取所述目标实时状态数据中的实时吃水数据，并根据所述海缆位置数据与所述实时吃水数据，计算得到目标船舶吃水和海缆相交的位置的水深，即得到所述相交水深，并根据所述相交水深，人工分析得到船舶搁浅风险值。最后，根据所述船舶抛锚风险值与所述船舶搁浅风险值，对所述目标区域进行海缆安全预警。

通过采集目标船舶实时状态数据、目标海缆数据，进而结合预测航线对目标船舶对目标区域内的海缆的风险进行人工预测评估，分别得到所述目标船舶抛锚导致海缆破坏、搁浅导致海缆破坏的概率评估，从而及时对所述目标区域的海缆安全进行预警。达到了提高海缆安全威胁发现和预警的效率、准确率的技术效果。

综上所述，本发明所提供的一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法具有如下技术效果：

通过对目标区域的海缆铺设数据进行采集，得到目标海缆数据；提取所述目标海缆数据中的目标海缆类型，并结合大数据采集所述目标海缆类型的历史破坏记录数据；对所述历史破坏记录数据中多次历史破坏记录的船舶威胁依次进行分析，并根据分析结果组成预设船舶集；获得目标船舶，并判断所述目标船舶是否属于所述预设船舶集；若所述目标船舶属于所述预设船舶集，对所述目标船舶进行实时状态监测，得到目标实时状态数据；根据所述目标实时状态数据得到所述目标船舶的实时航线，并判断所述实时航线是否符合预设航线；若所述实时航线不符合所述预设航线，获得二级预警提醒，并基于所述二级预警提醒分析得到所述目标船舶的预测航线；基于所述预测航线，结合所述目标海缆数据对所述目标区域进行海缆安全预警。通过分析海缆历史破坏记录，得到会对目标区域内的海缆安全产生威胁的船舶集，并目标船舶进入目标区域后，快速判断目标船舶是否会对海缆产生威胁，从而进行对应级别的监测。实现了对目标船舶进行针对性监测、预警的目标。进一步，当监测到目标船舶的航行轨迹异常时，结合相关数据对目标船舶的航线进行快速预测，并分析预测航线对目标区域的海缆安全的威胁情况，从而针对性进行安全预警。达到了提高海缆安全威胁发现和预警的效率、准确率，并通过及时的风险处理有效降低海缆破坏概率、确保海缆正常运营的技术效果。

实施例二

基于与前述实施例中一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法，同样发明构思，本发明还提供了一种基于船舶状态监测的海缆安全预警系统，请参阅附图5，所述系统包括：

数据采集模块M100，所述数据采集模块M100用于对目标区域的海缆铺设数据进行采集，得到目标海缆数据；

数据分析模块M200，所述数据分析模块M200用于提取所述目标海缆数据中的目标海缆类型，并结合大数据采集所述目标海缆类型的历史破坏记录数据；

预设确定模块M300，所述预设确定模块M300用于对所述历史破坏记录数据中多次历史破坏记录的船舶威胁依次进行分析，并根据分析结果组成预设船舶集；

初步判断模块M400，所述初步判断模块M400用于获得目标船舶，并判断所述目标船舶是否属于所述预设船舶集；

实时监测模块M500，所述实时监测模块M500用于若所述目标船舶属于所述预设船舶集，对所述目标船舶进行实时状态监测，得到目标实时状态数据；

分析判断模块M600，所述分析判断模块M600用于根据所述目标实时状态数据得到所述目标船舶的实时航线，并判断所述实时航线是否符合预设航线；

提醒预测模块M700，所述提醒预测模块M700用于若所述实时航线不符合所述预设航线，获得二级预警提醒，并基于所述二级预警提醒分析得到所述目标船舶的预测航线；

安全预警模块M800，所述安全预警模块M800用于基于所述预测航线，结合所述目标海缆数据对所述目标区域进行海缆安全预警。

进一步的，所述系统中的所述预设确定模块M300还用于：

根据所述历史破坏记录数据，得到多次历史破坏记录；

对所述多次历史破坏记录依次进行分析，得到多个破坏因素类型；

提取所述多个破坏因素类型中的人为破坏因素，并反向匹配所述人为破坏因素的历史破坏记录，得到人为历史破坏记录；

采集所述人为历史破坏记录中的船舶参数，并根据所述船舶参数组建所述预设船舶集。

进一步的，所述系统中的所述初步判断模块M400还用于：

获得预设时段的航行报备列表，其中，所述航行报备列表是指所述目标区域在所述预设时段内的航行报备记录表；

根据所述航行报备列表，得到多个具有船舶标识与线路标识的航行报备信息；

采集所述目标船舶的目标船舶信息；

将所述目标船舶信息在所述多个具有船舶标识与线路标识的航行报备信息中遍历，得到遍历匹配结果；

根据所述遍历匹配结果，判断所述目标船舶是否属于所述预设船舶集。

进一步的，所述系统中的所述初步判断模块M400还用于：

若所述遍历匹配结果为失败，获得标记预警指令；

根据所述标记预警指令，对所述目标船舶进行重点嫌疑标记，同时发出一级预警提醒；

若所述遍历匹配结果为成功，获得三级预警提醒；

根据所述三级预警提醒，得到所述目标船舶的航行报备信息；

提取所述航行报备信息中的线路标识，并根据所述线路标识生成所述预设航线。

进一步的，所述系统中的所述提醒预测模块M700还用于：

基于大数据采集历史航行记录数据，其中，所述历史航行记录数据包括多条历史航行轨迹；

对所述多条历史航行轨迹进行聚类，生成轨迹聚类结果；

根据所述实时航线生成所述目标船舶的实时航行轨迹；

将所述实时航行轨迹在所述轨迹聚类结果中进行相似度遍历，得到相似度遍历结果；

筛选所述相似度遍历结果中的最高轨迹相似度，并反向匹配所述最高轨迹相似度的历史航行轨迹；

将所述历史航行轨迹作为所述预测航线。

进一步的，所述系统中的所述提醒预测模块M700还用于：

提取所述多条历史航行轨迹中任意两条历史航行轨迹；

利用欧几里得距离算法对所述任意两条历史航行轨迹进行轨迹点距离计算，得到轨迹点距离，其中，所述轨迹点距离的计算公式如下：

其中，所述是指所述任意两条历史航行轨迹中第i个轨迹点之间的欧式距离，所述是指所述任意两条历史航行轨迹中的第一条轨迹，所述是指所述任意两条历史航行轨迹中与第一条轨迹不同的轨迹，所述、所述是指所述中第i个轨迹点的x维和y维，所述、所述是指所述中第i个轨迹点的x维和y维；

根据所述轨迹点距离，计算得到所述任意两条历史航行轨迹的轨迹距离，其中，所述轨迹距离的计算公式如下：

其中，所述是指所述与所述之间的轨迹距离，所述n是指所述与所述中各自包含的轨迹点数目；

根据所述轨迹距离进行聚类，生成所述轨迹聚类结果。

进一步的，所述系统中的所述安全预警模块M800还用于：

提取所述目标海缆数据中的海缆抗锚数据、海缆位置数据；

采集所述目标船舶的目标锚重数据；

根据所述海缆抗锚数据与所述目标锚重数据，分析得到船舶抛锚风险值；

提取所述目标实时状态数据中的实时吃水数据；

根据所述海缆位置数据与所述实时吃水数据，计算得到相交水深，其中，所述相交水深是指目标船舶吃水和海缆相交的位置的水深；

根据所述相交水深，分析得到船舶搁浅风险值；

根据所述船舶抛锚风险值与所述船舶搁浅风险值，对所述目标区域进行海缆安全预警。

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，前述图1实施例一中的一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法和具体实例同样适用于本实施例的一种基于船舶状态监测的海缆安全预警系统，通过前述对一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中一种基于船舶状态监测的海缆安全预警系统，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。对于实施例公开的装置而言，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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种基于船舶状态监测的海缆安全预警方法，其特征在于，包括：

对目标区域的海缆铺设数据进行采集，得到目标海缆数据；

提取所述目标海缆数据中的目标海缆类型，并结合大数据采集所述目标海缆类型的历史破坏记录数据；

对所述历史破坏记录数据中多次历史破坏记录的船舶威胁依次进行分析，并根据分析结果组成预设船舶集；

获得目标船舶，并判断所述目标船舶是否属于所述预设船舶集；

若所述目标船舶属于所述预设船舶集，对所述目标船舶进行实时状态监测，得到目标实时状态数据；

根据所述目标实时状态数据得到所述目标船舶的实时航线，并判断所述实时航线是否符合预设航线；

若所述实时航线不符合所述预设航线，获得二级预警提醒，并基于所述二级预警提醒分析得到所述目标船舶的预测航线；

基于所述预测航线，结合所述目标海缆数据对所述目标区域进行海缆安全预警；

其中，所述基于所述二级预警提醒分析得到所述目标船舶的预测航线，包括：

基于大数据采集历史航行记录数据，其中，所述历史航行记录数据包括多条历史航行轨迹；

对所述多条历史航行轨迹进行聚类，生成轨迹聚类结果；

根据所述实时航线生成所述目标船舶的实时航行轨迹；

将所述实时航行轨迹在所述轨迹聚类结果中进行相似度遍历，得到相似度遍历结果；

筛选所述相似度遍历结果中的最高轨迹相似度，并反向匹配所述最高轨迹相似度的历史航行轨迹；

将所述历史航行轨迹作为所述预测航线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据分析结果组成预设船舶集，包括：

根据所述历史破坏记录数据，得到多次历史破坏记录；

对所述多次历史破坏记录依次进行分析，得到多个破坏因素类型；

提取所述多个破坏因素类型中的人为破坏因素，并反向匹配所述人为破坏因素的历史破坏记录，得到人为历史破坏记录；

采集所述人为历史破坏记录中的船舶参数，并根据所述船舶参数组建所述预设船舶集。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述判断所述目标船舶是否属于所述预设船舶集之前，还包括：

获得预设时段的航行报备列表，其中，所述航行报备列表是指所述目标区域在所述预设时段内的航行报备记录表；

根据所述航行报备列表，得到多个具有船舶标识与线路标识的航行报备信息；

采集所述目标船舶的目标船舶信息；

将所述目标船舶信息在所述多个具有船舶标识与线路标识的航行报备信息中遍历，得到遍历匹配结果；

根据所述遍历匹配结果，判断所述目标船舶是否属于所述预设船舶集。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述遍历匹配结果，判断所述目标船舶是否属于所述预设船舶集，包括：

若所述遍历匹配结果为失败，获得标记预警指令；

根据所述标记预警指令，对所述目标船舶进行重点嫌疑标记，同时发出一级预警提醒；

若所述遍历匹配结果为成功，获得三级预警提醒；

根据所述三级预警提醒，得到所述目标船舶的航行报备信息；

提取所述航行报备信息中的线路标识，并根据所述线路标识生成所述预设航线。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述多条历史航行轨迹进行聚类，生成轨迹聚类结果，包括：

提取所述多条历史航行轨迹中任意两条历史航行轨迹；

利用欧几里得距离算法对所述任意两条历史航行轨迹进行轨迹点距离计算，得到轨迹点距离，其中，所述轨迹点距离的计算公式如下：

其中，所述是指所述任意两条历史航行轨迹中第i个轨迹点之间的欧式距离，所述是指所述任意两条历史航行轨迹中的第一条轨迹，所述是指所述任意两条历史航行轨迹中与第一条轨迹不同的轨迹，所述、所述是指所述中第i个轨迹点的x维和y维，所述、所述是指所述中第i个轨迹点的x维和y维；

根据所述轨迹点距离，计算得到所述任意两条历史航行轨迹的轨迹距离，其中，所述轨迹距离的计算公式如下：

其中，所述是指所述与所述之间的轨迹距离，所述n是指所述与所述中各自包含的轨迹点数目；

根据所述轨迹距离进行聚类，生成所述轨迹聚类结果。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标区域进行海缆安全预警，包括：

提取所述目标海缆数据中的海缆抗锚数据、海缆位置数据；

采集所述目标船舶的目标锚重数据；

根据所述海缆抗锚数据与所述目标锚重数据，分析得到船舶抛锚风险值；

提取所述目标实时状态数据中的实时吃水数据；

根据所述海缆位置数据与所述实时吃水数据，计算得到相交水深，其中，所述相交水深是指目标船舶吃水和海缆相交的位置的水深；

根据所述相交水深，分析得到船舶搁浅风险值；

根据所述船舶抛锚风险值与所述船舶搁浅风险值，对所述目标区域进行海缆安全预警。

7.一种基于船舶状态监测的海缆安全预警系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，所述数据采集模块用于对目标区域的海缆铺设数据进行采集，得到目标海缆数据；

数据分析模块，所述数据分析模块用于提取所述目标海缆数据中的目标海缆类型，并结合大数据采集所述目标海缆类型的历史破坏记录数据；

预设确定模块，所述预设确定模块用于对所述历史破坏记录数据中多次历史破坏记录的船舶威胁依次进行分析，并根据分析结果组成预设船舶集；

初步判断模块，所述初步判断模块用于获得目标船舶，并判断所述目标船舶是否属于所述预设船舶集；

实时监测模块，所述实时监测模块用于若所述目标船舶属于所述预设船舶集，对所述目标船舶进行实时状态监测，得到目标实时状态数据；

分析判断模块，所述分析判断模块用于根据所述目标实时状态数据得到所述目标船舶的实时航线，并判断所述实时航线是否符合预设航线；

提醒预测模块，所述提醒预测模块用于若所述实时航线不符合所述预设航线，获得二级预警提醒，并基于所述二级预警提醒分析得到所述目标船舶的预测航线；

安全预警模块，所述安全预警模块用于基于所述预测航线，结合所述目标海缆数据对所述目标区域进行海缆安全预警；

其中，所述提醒预测模块还用于基于大数据采集历史航行记录数据，其中，所述历史航行记录数据包括多条历史航行轨迹；

对所述多条历史航行轨迹进行聚类，生成轨迹聚类结果；

根据所述实时航线生成所述目标船舶的实时航行轨迹；

将所述实时航行轨迹在所述轨迹聚类结果中进行相似度遍历，得到相似度遍历结果；

筛选所述相似度遍历结果中的最高轨迹相似度，并反向匹配所述最高轨迹相似度的历史航行轨迹；

将所述历史航行轨迹作为所述预测航线。

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