CN116151625B - 一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法 - Google Patents

一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及海上船舶风险评估技术领域，具体而言是一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法，通过在船舶海上航行过程中进行礁石探测，并在探测到礁石时从触礁距离和触礁冲击两个维度进行海上船舶触礁风险评估，分析得到触礁距离风险指数和触礁冲击风险指数，进而结合两者，得到船舶对应的航行触礁风险指数，实现了海上船舶触礁风险的多维度评估，一方面扩大了评估指标的覆盖面，有助于提高评估结果的全面性，另一方面通过触礁冲击的风险分析凸显出触礁风险评估的核心，能够为船舶航行触礁的预防提供有价值、可靠的参照依据，从而有利于提高船舶航行安全的保障力度。

Description

一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法
技术领域
本发明涉及海上船舶风险评估技术领域，具体而言是一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法。
背景技术
当前，随着国民经济的迅猛发展，人们对航运的需求日益扩大，而船舶作为海上运输的重要载体，其重要性不言而喻，虽说航海科技为船舶航行提供了安全保障，但在具体航行中依旧会受到各种因素影响，导致船舶航行中存在一些风险，给航行带来安全隐患，在这种情况下，为了保障船舶的航行安全，最大程度避免航运事故发生，在船舶航行过程中进行风险评估成为当前航运必不可少的工作。
鉴于海上航运环境较为多变复杂，使得目前在进行船舶航运风险评估时大多侧重于航行海面的气象环境，对航行触礁风险关注度不够，具体体现在目前在进行船舶触礁风险评估时只单纯以触礁距离作为评估指标，导致评估指标覆盖面过于单一；另外，触礁距离是基于礁石现有的分布位置得到的，不具有前瞻性，无法体现出船舶当前航行状态产生的触礁冲击影响，而这个影响又是决定触礁事故危害力的关键点，由此可见目标的评估指标无法凸显出触礁风险评估的核心，难以为船舶航行触礁的预防提供可预见性且可靠的参照依据。
现阶段随着船舶的搁浅、触礁事故在整个航运事故中占比逐年提升，而且带来的危害越来越大，使得对船舶航行礁风险的评估需要进行重点关注，而现有技术对船舶航行触礁风险的评估方式存在缺陷，导致评估结果的可用价值不高，从而在一定程度上降低了船舶航行安全的保障力度。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法，通过从触礁距离和触礁冲击两个维度进行海上船舶触礁风险评估，有效解决了背景技术提到的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法，包括以下步骤：(1)基于船舶的航行起点和航行终点确定全程航行路线，并在航行过程中实时采集船身运行参数和风力参数。
(2)实时定位船舶的当前航行位置，进而利用声呐探测器进行礁石探测，并在探测到礁石时定位目标礁石的分布位置，进而上传目标礁石的外形三维图像和分布位置。
(3)基于船舶的当前航行位置和全程航行路线确定船舶的当前航行路线，并将其结合目标礁石的分布位置判断船舶的当前航行位置是否存在航行阻碍。
(4)当判断船舶的当前航行位置存在航行阻碍时从船身运行参数中提取船身吃水深度，并将其结合船舶的当前航行位置和目标礁石的分布位置分析船舶对应的触礁距离风险指数。
(5)将目标礁石的外形三维图像结合船舶的船身运行参数和风力参数分析船舶对应的触礁冲击风险指数。
(6)基于船舶对应的触礁距离风险指数和触礁冲击风险指数综合评估船舶对应的航行触礁风险指数。
在一种可能的设计中，所述船身运行参数包括船身运行速度、船身振动幅度和船身吃水深度，风力参数包括风速和风向。
在一种可能的设计中，所述判断船舶的当前航行位置是否存在航行阻碍参见以下步骤：(31)以船舶的当前航行位置为坐标原点，以海平面所在平面作为xoy平面，以垂直于海平面的方向为z轴，由此构建三维直角坐标系，进而获取目标礁石的分布位置坐标。
(32)基于目标礁石的分布位置坐标识别目标礁石的分布类型，若目标礁石的分布类型为明礁，则执行(33)-(34)，若目标礁石的分布类型为暗礁，则执行(35)-(36)。
(33)将目标礁石的分布位置与船舶的当前航行位置进行连接，构成目标礁石分布位置线，并将船舶的当前航行路线与目标礁石分布位置线进行对比，提取两条线之间的夹角θ，进而利用公式计算出船舶对应的触礁几率η。
(34)将η与设定阈值进行对比，若η大于设定阈值，则判断船舶的当前航行位置存在航行阻碍，反之则判断船舶的当前航行位置不存在航行阻碍。
(35)从目标礁石的分布位置坐标中提取位于z轴上的坐标值，将其进行绝对值运算，并将运算结果作为目标礁石分布深度，此时从船身基本参数中提取船身吃水深度，进而将目标礁石分布深度与船身吃水深度进行对比，若目标礁石分布深度大于船身吃水深度，则判断船舶的当前航行位置不存在航行阻碍，反之则执行(36)。
(36)按照(33)-(34)进行操作。
在一种可能的设计中，所述(32)中基于目标礁石的分布位置坐标识别目标礁石的分布类型具体识别方式为：将目标礁石的分布位置坐标中位于z轴上的坐标值与0对比，若位于z轴上的坐标值小于0时则识别目标礁石的分布类型为暗礁，反之则识别目标礁石的分布类型为明礁。
在一种可能的设计中，所述分析船舶对应的触礁距离风险指数包括以下分析步骤：(41)将目标礁石的分布位置坐标代入公式计算目标礁石分布位置与船舶当前航行位置在xoy平面上的距离，将其作为触礁距离l，其中a、b分别表示为目标礁石的分布位置坐标在x轴、y轴上的坐标值。
(42)通过分析公式得到船舶对应的触礁距离风险指数/>其中l0表示为预设的安全触礁距离，e表示为自然常数。
在一种可能的设计中，所述分析船舶对应的触礁冲击风险指数执行以下步骤：(51)从目标礁石的外形三维图像中提取目标礁石的外形轮廓，进而确定目标礁石对应的归属外形类别。
(52)基于目标礁石对应的归属外形类别从参考信息库中提取目标礁石对应的归属外形类别对应单位触礁冲击力的搁浅系数，记为λ。
(53)从风力参数中提取风向，并从船舶对应的当前航行路线中确定船舶对应的当前航行走向，进而将风向与船舶对应的当前航行走向进行对比，由此将风向与当前航行走向之间的夹角记为风力作用角β。
(54)从风力参数中提取风速，并从船身运行参数中提取船身运行速度，进而结合风速、风力作用角和船身运行速度解析船舶在当前航行位置的有效航行速度V，其解析公式为V＝Vw+Vp*cosβ,β∈[0°,180°]，其中Vw表示为船舶对应的船身运行速度，Vp表示为风速。
(55)从参考信息库中筛选出适配撞击作用时间，并获取船舶的载重，由此通过撞击动量守恒演化公式预测得到船舶对应的触礁冲击力F，其中G表示为船舶对应的载重，g表示为重力加速度，取值为9.8N/kg，Δt表示为适配撞击作用时间。
(56)从船身运行参数中提取船身振动幅度，并将其与船舶对应的触礁冲击力和目标礁石对应的归属外形类别对应单位触礁冲击力的搁浅系数代入触礁冲击风险指数分析公式得到船舶对应的触礁冲击风险指数ψ，其中A表示为船舶对应的船身振动幅度，A0表示为安全船身振动幅度。
在一种可能的设计中，所述(51)确定目标礁石对应的归属外形类别参见以下方式：(511)从目标礁石的外形轮廓中标记出中心点，并从参考信息库中提取各种礁石外形类别对应的外形轮廓，进而分别在相应的外形轮廓中标记出中心点。
(521)以目标礁石的外形轮廓中标记的中心点作为重合基点，进而分别将目标礁石的外形轮廓中标记的中心点与各种礁石外形类别对应外形轮廓中标记的中心点进行重合对比，获取重合区域面积，由此计算目标礁石的外形轮廓在各种礁石外形类别下的相似度，从而取最大相似度对应的礁石外形类别作为目标礁石对应的归属外形类别。
在一种可能的设计中，所述船舶对应的航行触礁风险指数评估公式为其中φ表示为船舶对应的航行触礁风险指数，α、β分别表示为设定的触礁位置、触礁冲击对应的权重因子。
在一种可能的设计中，所述安全船身振动幅度对应的获取过程如下：从风力参数中提取风速，并筛选得到船舶在当前航行位置对应的风力等级，记为R。
监测船舶在当前航行位置的浪高，并将其结合风力等级推算船舶在当前航行位置的海浪强度指数h表示为船舶在当前航行位置的浪高，H表示为船舶的高度。
从参考信息库中提取单位载重对应的允许船身振动幅度，并将其结合船舶在当前航行位置的海浪强度指数利用公式计算得到安全船身振动幅度，其中/>表示为单位载重对应的允许船身振动幅度，U表示为设定常数，且U>1。
在一种可能的设计中，该方法在实际应用过程中用到参考信息库，用于存储各种礁石外形类别对应的外形轮廓，存储各种礁石外形类别对应单位触礁冲击力的搁浅系数，存储各种材质物体相撞对应的撞击作用时间，存储单位载重对应的允许船身振动幅度，并存储各风力等级对应的风速区间。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
1.本发明通过在船舶海上航行过程中进行礁石探测，并在探测到礁石时从触礁距离和触礁冲击两个维度进行海上船舶触礁风险评估，实现了海上船舶触礁风险的多维度评估，一方面扩大了评估指标的覆盖面，有助于提高评估结果的全面性，另一方面通过触礁冲击的风险分析凸显出触礁风险评估的核心，能够为船舶航行触礁的预防提供有价值、可靠的参照依据，从而有利于提高船舶航行安全的保障力度。
2、本发明在探测到礁石后不是直接进行船舶触礁风险评估，而是在评估前基于礁石的分布位置增加了船舶航行阻碍的判断，并在判断存在航行阻碍时才进行船舶触礁风险评估，由此通过船舶航行阻碍的判断能够大大降低无效评估的发生率，从而在一定程度上避免了评估资源的浪费。
3.本发明在从触礁距离维度进行船舶触礁风险评估时不是直接依据礁石分布位置与船舶当前航行位置之间的距离进行评估，而是将船舶航行路线作为评估基础，更加符合实际，最大程度提高评估结果的准确度。
4.本发明在从触礁冲击维度进行船舶触礁风险评估时不是单纯只以船身运行状态进行评估，而是考虑到风力和礁石外形这些外界因素对船舶触礁冲击的影响，以此增加了上述因素进行触礁冲击风险指数综合分析，能够更加全面精准体现出船舶当前航行状态产生的触礁冲击影响，大大降低了船舶触礁冲击风险的分析误差，更贴近真实。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的方法实施步骤流程图。
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。
参照图1所示，本发明提出一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法，包括以下步骤：(1)基于船舶的航行起点和航行终点确定全程航行路线，并在航行过程中实时采集船身运行参数和风力参数，其中船身运行参数包括船身运行速度、船身振动幅度和船身吃水深度，风力参数包括风速和风向。
优选地，在本发明的具体实施方式中，船身运行参数的采集可以通过在船舶的底部设置运行监测终端，其中运行监测终端由船舶测速仪、振动测量仪和船舶吃水传感器，船舶测速仪用于监测船身运行速度，振动测量仪用于监测船身振动幅度，船舶吃水传感器用于监测船身吃水深度，风力参数的采集可以通过在船舶上设置风速风向仪。
(2)实时定位船舶的当前航行位置，进而利用声呐探测器进行礁石探测，并在探测到礁石时定位目标礁石的分布位置，进而上传目标礁石的外形三维图像和分布位置。
(3)基于船舶的当前航行位置和全程航行路线确定船舶的当前航行路线，示例性地，当前航行路线的具体确定方式为：首先从船舶的全程航行路线中标记出船舶的当前航行位置，进而从标记位置开始沿着全程航行路线截取当前航行路线，此时将船舶的当前航行路线结合目标礁石的分布位置判断船舶的当前航行位置是否存在航行阻碍，具体参见以下步骤：(31)以船舶的当前航行位置为坐标原点，以海平面所在平面作为xoy平面，以垂直于海平面的方向为z轴，由此构建三维直角坐标系，进而获取目标礁石的分布位置坐标。
(32)基于目标礁石的分布位置坐标识别目标礁石的分布类型，若目标礁石的分布类型为明礁，则执行(33)-(34)，若目标礁石的分布类型为暗礁，则执行(35)-(36)。
在本发明的具体实施方式中，目标礁石分布类型的具体识别方式为：将目标礁石的分布位置坐标中位于z轴上的坐标值与0对比，若位于z轴上的坐标值小于0时则识别目标礁石的分布类型为暗礁，反之则识别目标礁石的分布类型为明礁。
需要说明的是，当目标礁石的分布类型为明礁时，表明目标礁石是裸露在海平面上的，这种情况下可以确定一旦船舶航行到目标礁石的分布位置就一定会与目标礁石接触，此时就可以直接以目标礁石的分布位置与船舶的当前航行位置作为航行阻碍的判断依据，而当目标礁石的分布类型为暗礁时，表明目标礁石是隐藏在海面下的，这种情况下首先需要确定目标礁石的分布位置是否对船底产生接触，当确定目标礁石的分布位置可能会对船底产生接触时才去分析目标礁石的分布位置与船舶当前航行位置之间的关系，这种判断方式会更加符合实际，同时效率更高。
(33)将目标礁石的分布位置与船舶的当前航行位置进行连接，构成目标礁石分布位置线，并将船舶的当前航行路线与目标礁石分布位置线进行对比，提取两条线之间的夹角θ，进而利用公式计算出船舶对应的触礁几率η，其中船舶的当前航行路线与目标礁石分布位置线之间的夹角越小，船舶的当前航行路线与目标礁石分布位置线重合的概率越大，代表目标礁石分布位置越趋近于落在船舶的当前航行路线上，表明船舶的触礁几率越大。
(34)将η与设定阈值进行对比，若η大于设定阈值，则判断船舶的当前航行位置存在航行阻碍，反之则判断船舶的当前航行位置不存在航行阻碍。
(35)从目标礁石的分布位置坐标中提取位于z轴上的坐标值，这里需要提醒的是，由于当前分析的目标礁石的分布类型为暗礁，使得其分布位置坐标中位于z轴上的坐标值为负值，为了方便运算，需要将其进行绝对值运算，并将运算结果作为目标礁石分布深度，此时从船身基本参数中提取船身吃水深度，进而将目标礁石分布深度与船身吃水深度进行对比，若目标礁石分布深度大于船身吃水深度，表明目标礁石的分布深度远离船身，此时即使船舶航行到目标礁石的分布位置也不会与目标礁石接触，则判断船舶的当前航行位置不存在航行阻碍，反之则执行(36)。
(36)按照(33)-(34)进行操作。
本发明在探测到礁石后不是直接进行船舶触礁风险评估，而是在评估前基于礁石的分布位置增加了船舶航行阻碍的判断，并在判断存在航行阻碍时才进行船舶触礁风险评估，由此通过船舶航行阻碍的判断能够大大降低无效评估的发生率，从而在一定程度上避免了评估资源的浪费。
(4)当判断船舶的当前航行位置存在航行阻碍时从船身运行参数中提取船身吃水深度，并将其结合船舶的当前航行位置和目标礁石的分布位置分析船舶对应的触礁距离风险指数，具体包括以下分析步骤：(41)将目标礁石的分布位置坐标代入公式计算目标礁石分布位置与船舶当前航行位置在xoy平面上的距离，将其作为触礁距离l，其中a、b分别表示为目标礁石的分布位置坐标在x轴、y轴上的坐标值。
(42)通过分析公式得到船舶对应的触礁距离风险指数/>其中l0表示为预设的安全触礁距离，e表示为自然常数，其中目标礁石的触礁距离和船舶的当前航行路线与目标礁石分布位置线之间的夹角均对触礁距离风险指数产生负影响。
本发明在从触礁距离维度进行船舶触礁风险评估时不是直接依据礁石分布位置与船舶当前航行位置之间的距离进行评估，而是将船舶航行路线作为评估基础，更加符合实际，最大程度提高评估结果的准确度。
(5)将目标礁石的外形三维图像结合船舶的船身运行参数和风力参数分析船舶对应的触礁冲击风险指数，具体执行以下步骤：(51)从目标礁石的外形三维图像中提取目标礁石的外形轮廓，进而确定目标礁石对应的归属外形类别，作为一种示例，确定目标礁石对应的归属外形类别参见以下方式：(511)从目标礁石的外形轮廓中标记出中心点，并从参考信息库中提取各种礁石外形类别对应的外形轮廓，进而分别在相应的外形轮廓中标记出中心点。
(521)以目标礁石的外形轮廓中标记的中心点作为重合基点，进而分别将目标礁石的外形轮廓中标记的中心点与各种礁石外形类别对应外形轮廓中标记的中心点进行重合对比，获取重合区域面积，由此计算目标礁石的外形轮廓在各种礁石外形类别下的相似度，具体计算方式为首先基于目标礁石的外形轮廓获取目标礁石的表面积，然后将各种礁石外形类别下的重合区域面积除以目标礁石的表面积，得到目标礁石的外形轮廓在各种礁石外形类别下的相似度，此时取最大相似度对应的礁石外形类别作为目标礁石对应的归属外形类别。
作为一种优选，礁石的外形类别包括锥形、台形、球形等，其中目标礁石对应的归属外形类别为台形时对应单位触礁冲击力的搁浅系数要比锥形、球形对应单位触礁冲击力的搁浅系数大。
(52)基于目标礁石对应的归属外形类别从参考信息库中提取目标礁石对应的归属外形类别对应单位触礁冲击力的搁浅系数，记为λ。
(53)从风力参数中提取风向，并从船舶对应的当前航行路线中确定船舶对应的当前航行走向，进而将风向与船舶对应的当前航行走向进行对比，由此将风向与当前航行走向之间的夹角记为风力作用角β，其中风力作用角越小，表明风向与船舶对应的当前航行走向越重合。
(54)从风力参数中提取风速，并从船身运行参数中提取船身运行速度，进而结合风速、风力作用角和船身运行速度解析船舶在当前航行位置的有效航行速度V，其解析公式为V＝Vw+Vp*cosβ,β∈[0°,180°]，其中Vw表示为船舶对应的船身运行速度，Vp表示为风速，其中风力作用角越小，船舶在当前航行位置的有效航行速度越大。
(55)从参考信息库中筛选出适配撞击作用时间，并获取船舶的载重，由此通过撞击动量守恒演化公式预测得到船舶对应的触礁冲击力F，其中G表示为船舶对应的载重，g表示为重力加速度，取值为9.8N/kg，Δt表示为适配撞击作用时间。
在本发明的又一具体实施例中，适配撞击作用时间的筛选过程如下：分别获取船舶的制造材质和礁石的形成材质，具体示例化地，船舶的材质为钢材，礁石的形成材质为石头。
将船舶的制造材质和礁石的形成材质与参考信息库中存储的各种材质物体相撞对应的撞击作用时间进行匹配，由此筛选出匹配成功的撞击作用时间作为船舶对应的适配撞击作用时间。
(56)从船身运行参数中提取船身振动幅度，并将其与船舶对应的触礁冲击力和目标礁石对应的归属外形类别对应单位触礁冲击力的搁浅系数代入触礁冲击风险指数分析公式得到船舶对应的触礁冲击风险指数ψ，其中A表示为船舶对应的船身振动幅度，A0表示为安全船身振动幅度，其中船舶对应的触礁冲击力越大，目标礁石对应的归属外形类别对应单位触礁冲击力的搁浅系数越大，船身振动幅度越大，船舶对应的触礁冲击风险指数越大。
本发明在从触礁冲击维度进行船舶触礁风险评估时不是单纯只以船身运行状态进行评估，而是考虑到风力和礁石外形这些外界因素对船舶触礁冲击的影响，以此增加了上述因素进行触礁冲击风险指数综合分析，能够更加全面精准体现出船舶当前航行状态产生的触礁冲击影响，大大降低了船舶触礁冲击风险的分析误差，更贴近真实。
特别地，上述中安全船身振动幅度对应的获取过程如下：从风力参数中提取风速，并筛选得到船舶在当前航行位置对应的风力等级，记为R，具体筛选方式为:将船舶在当前航行位置的风速与参考信息库中存储的各风力等级对应的风速区间进行对比，以此筛选出船舶在当前航行位置对应的风力等级。
监测船舶在当前航行位置的浪高，并将其结合风力等级推算船舶在当前航行位置的海浪强度指数h表示为船舶在当前航行位置的浪高，H表示为船舶的高度，其中船舶在当前航行位置的浪高越大，风力等级越大，船舶在当前航行位置的海浪强度指数越大。
从参考信息库中提取单位载重对应的允许船身振动幅度，并将其结合船舶在当前航行位置的海浪强度指数利用公式计算得到安全船身振动幅度，其中/>表示为单位载重对应的允许船身振动幅度，U表示为设定常数，且U>1。
(6)基于船舶对应的触礁距离风险指数和触礁冲击风险指数综合评估船舶对应的航行触礁风险指数，评估公式为其中φ表示为船舶对应的航行触礁风险指数，α、β分别表示为设定的触礁位置、触礁冲击对应的权重因子，其中船舶对应的触礁距离风险指数越大，触礁冲击风险指数越大，船舶对应的航行触礁风险指数越大。
本发明在实际应用过程中用到参考信息库，用于存储各种礁石外形类别对应的外形轮廓，存储各种礁石外形类别对应单位触礁冲击力的搁浅系数，存储各种材质物体相撞对应的撞击作用时间，存储单位载重对应的允许船身振动幅度，并存储各风力等级对应的风速区间。
本发明通过在船舶海上航行过程中进行礁石探测，并在探测到礁石时从触礁距离和触礁冲击两个维度进行海上船舶触礁风险评估，实现了海上船舶触礁风险的多维度评估，一方面扩大了评估指标的覆盖面，有助于提高评估结果的全面性，另一方面通过触礁冲击的风险分析凸显出触礁风险评估的核心，能够为船舶航行触礁的预防提供有价值、可靠的参照依据，从而有利于提高船舶航行安全的保障力度。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)基于船舶的航行起点和航行终点确定全程航行路线，并在航行过程中实时采集船身运行参数和风力参数；
(2)实时定位船舶的当前航行位置，进而利用声呐探测器进行礁石探测，并在探测到礁石时定位目标礁石的分布位置，进而上传目标礁石的外形三维图像和分布位置；
(3)基于船舶的当前航行位置和全程航行路线确定船舶的当前航行路线，并将其结合目标礁石的分布位置判断船舶的当前航行位置是否存在航行阻碍；
(4)当判断船舶的当前航行位置存在航行阻碍时从船身运行参数中提取船身吃水深度，并将其结合船舶的当前航行位置和目标礁石的分布位置分析船舶对应的触礁距离风险指数；
(5)将目标礁石的外形三维图像结合船舶的船身运行参数和风力参数分析船舶对应的触礁冲击风险指数；
(6)基于船舶对应的触礁距离风险指数和触礁冲击风险指数综合评估船舶对应的航行触礁风险指数；
所述分析船舶对应的触礁距离风险指数包括以下分析步骤：
(41)将目标礁石的分布位置坐标代入公式计算目标礁石分布位置与船舶当前航行位置在xoy平面上的距离，将其作为触礁距离l，其中a、b分别表示为目标礁石的分布位置坐标在x轴、y轴上的坐标值；
(42)通过分析公式得到船舶对应的触礁距离风险指数/>其中l0表示为预设的安全触礁距离，e表示为自然常数；
所述船舶对应的航行触礁风险指数评估公式为其中φ表示为船舶对应的航行触礁风险指数，α、β分别表示为设定的触礁位置、触礁冲击对应的权重因子；
所述分析船舶对应的触礁冲击风险指数执行以下步骤：
(51)从目标礁石的外形三维图像中提取目标礁石的外形轮廓，进而确定目标礁石对应的归属外形类别；
(52)基于目标礁石对应的归属外形类别从参考信息库中提取目标礁石对应的归属外形类别对应单位触礁冲击力的搁浅系数，记为λ；
(53)从风力参数中提取风向，并从船舶对应的当前航行路线中确定船舶对应的当前航行走向，进而将风向与船舶对应的当前航行走向进行对比，由此将风向与当前航行走向之间的夹角记为风力作用角β；
(54)从风力参数中提取风速，并从船身运行参数中提取船身运行速度，进而结合风速、风力作用角和船身运行速度解析船舶在当前航行位置的有效航行速度V,其解析公式为V＝Vw+Vp*cosβ,β∈[0°,180°]，其中Vw表示为船舶对应的船身运行速度，Vp表示为风速；
(55)从参考信息库中筛选出适配撞击作用时间，并获取船舶的载重，由此通过撞击动量守恒演化公式预测得到船舶对应的触礁冲击力F，其中G表示为船舶对应的载重，g表示为重力加速度，取值为9.8N/kg,Δt表示为适配撞击作用时间；
(56)从船身运行参数中提取船身振动幅度，并将其与船舶对应的触礁冲击力和目标礁石对应的归属外形类别对应单位触礁冲击力的搁浅系数代入触礁冲击风险指数分析公式得到船舶对应的触礁冲击风险指数ψ，其中A表示为船舶对应的船身振动幅度，A0表示为安全船身振动幅度；
所述安全船身振动幅度对应的获取过程如下：从风力参数中提取风速，并筛选得到船舶在当前航行位置对应的风力等级，记为R；
监测船舶在当前航行位置的浪高，并将其结合风力等级推算船舶在当前航行位置的海浪强度指数h表示为船舶在当前航行位置的浪高，H表示为船舶的高度；
从参考信息库中提取单位载重对应的允许船身振动幅度，并将其结合船舶在当前航行位置的海浪强度指数利用公式计算得到安全船身振动幅度，其中/>表示为单位载重对应的允许船身振动幅度，U表示为设定常数，且U>1。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法，其参数在于：所述船身运行参数包括船身运行速度、船身振动幅度和船身吃水深度，风力参数包括风速和风向。
3.根据权利要求2所述的一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法，其参数在于：所述判断船舶的当前航行位置是否存在航行阻碍参见以下步骤：
(31)以船舶的当前航行位置为坐标原点，以海平面所在平面作为xoy平面，以垂直于海平面的方向为z轴，由此构建三维直角坐标系，进而获取目标礁石的分布位置坐标；
(32)基于目标礁石的分布位置坐标识别目标礁石的分布类型，若目标礁石的分布类型为明礁，则执行(33)-(34)，若目标礁石的分布类型为暗礁，则执行(35)-(36)；
(33)将目标礁石的分布位置与船舶的当前航行位置进行连接，构成目标礁石分布位置线，并将船舶的当前航行路线与目标礁石分布位置线进行对比，提取两条线之间的夹角θ，进而利用公式计算出船舶对应的触礁几率η；
(34)将η与设定阈值进行对比，若η大于设定阈值，则判断船舶的当前航行位置存在航行阻碍，反之则判断船舶的当前航行位置不存在航行阻碍；
(35)从目标礁石的分布位置坐标中提取位于z轴上的坐标值，将其进行绝对值运算，并将运算结果作为目标礁石分布深度，此时从船身基本参数中提取船身吃水深度，进而将目标礁石分布深度与船身吃水深度进行对比，若目标礁石分布深度大于船身吃水深度，则判断船舶的当前航行位置不存在航行阻碍，反之则执行(36)；
(36)按照(33)-(34)进行操作。
4.根据权利要求3所述的一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法，其特征在于：所述(32)中基于目标礁石的分布位置坐标识别目标礁石的分布类型具体识别方式为：将目标礁石的分布位置坐标中位于z轴上的坐标值与0对比，若位于z轴上的坐标值小于0时则识别目标礁石的分布类型为暗礁，反之则识别目标礁石的分布类型为明礁。
5.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法，其特征在于：所述(51)确定目标礁石对应的归属外形类别参见以下方式：
(511)从目标礁石的外形轮廓中标记出中心点，并从参考信息库中提取各种礁石外形类别对应的外形轮廓，进而分别在相应的外形轮廓中标记出中心点；
(521)以目标礁石的外形轮廓中标记的中心点作为重合基点，进而分别将目标礁石的外形轮廓中标记的中心点与各种礁石外形类别对应外形轮廓中标记的中心点进行重合对比，获取重合区域面积，由此计算目标礁石的外形轮廓在各种礁石外形类别下的相似度，从而取最大相似度对应的礁石外形类别作为目标礁石对应的归属外形类别。
6.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的海上船舶风险评估方法，其特征在于：该方法在实际应用过程中用到参考信息库，用于存储各种礁石外形类别对应的外形轮廓，存储各种礁石外形类别对应单位触礁冲击力的搁浅系数，存储各种材质物体相撞对应的撞击作用时间，存储单位载重对应的允许船身振动幅度，并存储各风力等级对应的风速区间。
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