CN116300664B - 基于船联网的船舶作业流控方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于船联网的船舶作业流控方法和装置，该方法包括：控制水域内的第一水面对象上传船联网数据至调度计算中心；调度计算中心基于上传的第一AIS系统数据获取至少一组第一基本信息并绘制水域流量控制图；调度计算中心获取至少一组第二基本信息；调度计算中心基于第二基本信息，在水域流量控制图中对应位置绘制第二基本信息的对应船舶虚拟画面；计算水域中船舶作业流量；基于上述船舶作业流量计算结果向控制水域内各船舶传输作业控制指令。通过新的船联网数据实时填补AIS系统数据缺项，增强船舶作业流量数据的稳定性。
Description
技术领域
本申请属于计算机技术领域，特别涉及基于船联网的船舶作业流控方法和装置。
背景技术
货运船舶、旅客油轮、集装箱船、捕捞作业船、挖掘作业船、私人游艇等等多种类型船舶常见于港口、河道进行相关作业。相比于完善配套设施撑起的公路运输体系，水域航运存在着明显的作业管理痛点，水路导航技术落后，河岸河道建筑物、桥梁以及船只众多、水域环境多变，导致河道、港口等水域交通天然复杂，因此水域船舶作业往往会伴随着较难预料的安全隐患。
目前，固定水域中的船舶作业能够有条不紊地进行，得益于船舶智能化管理系统对于船舶作业交通流量的恰当管理。船舶作业交通流量的管理通常是基于在船舶控制中心强制安装的自动定位AIS系统终端收集的船舶数据实现，AIS终端通过船舶之间位置共享，以及船舶向水域调度中心的汇报坐标等方式实现船舶作业交通流量管理，AIS数据作为船舶作业交通流量管理的基础信息，这种应用非常广泛。但现有技术存在如下问题：（1）AIS数据自身存在不可忽视的缺陷，首先其经过长远距离传输报文内容容易缺失变形，更困难的是，AIS卫星报告的时间间隙存在不稳定的通病，时间间隙可能为几分钟，也可能为几小时，这取决于卫星系统及地（水）面系统设计情况、运行情况的复杂性。（2）水域交通流量通常考虑交通流宽度、交通流速度与交通流密度三个参数，与实际流量情况并不相符，在实际应用中存在一定缺陷。
为了至少解决上述现有技术存在的问题中的一个或多个，更优的船舶作业流量控制方法亟待研究。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供基于船联网的船舶作业流控方法，其具体为：
步骤S100：控制水域内的第一水面对象上传船联网数据至调度计算中心，所述船联网数据包括第一AIS系统数据及所识别的临接船舶数据；
步骤S110：调度计算中心基于上传的第一AIS系统数据获取至少一组第一基本信息，基于所述至少一组第一基本信息在调度计算中心用户UI中绘制水域流量控制图，每组第一基本信息对应于水域流量控制图中的一个船舶虚拟画面；
步骤S120：调度计算中心基于上传的临接船舶数据获取第一水面对象附近的其它船舶的至少一组第二基本信息；所述第一基本信息及第二基本信息至少包括船舶标志、船舶类型、实时速度，所述第二基本信息还至少包括相对方位、相对距离；
步骤S130：调度计算中心基于第二基本信息，在水域流量控制图中对应位置绘制第二基本信息的对应船舶虚拟画面，以填补AIS系统数据的缺项，基于填补缺项之后的水域流量控制图计算水域中船舶作业流量；
步骤S140：基于所述船舶作业流量向控制水域内各船舶传输作业控制指令。
一实施例中，所述船舶作业流量计算方法为：
水域流量密度
其中，为与水域环境、管控相关的附加调控值，n为被统计的船舶序号，N为船舶序号最大值 ；Cn为被统计的序号为n的船舶类型，/>为以Cn为类型的船舶对应的船舶大小，/>为以Cn为类型的船舶对应的船舶安全区域大小，VCn为被统计的船舶的航行速度，T为预设时间段；/>为水域大小；K为被统计的常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶总数，k为被统计的常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶当前序号，Ck为当前序号为k的船舶类型;/>为常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶影响面，船舶影响面为船舶作业时在水域中造成影响的面积的大小；
水域交通速度；
船舶作业流量；
其中为水域宽度或水域出入口直径。
一实施例中，所述在水域流量控制图中对应位置绘制第二基本信息的对应船舶虚拟画面，以填补AIS系统数据的缺项，具体包括：
基于已绘制的水域流量控制图设置已绘制的船舶清单，调度计算中心基于临接船舶数据对应的第二基本信息中的船舶标志遍历已绘制的船舶清单，若存在相同船舶标志，则丢弃所述临接船舶数据；若不存在相同船舶标志，则基于第二基本信息中的相对方位、相对距离、实时距离、船舶类型绘制对应船舶虚拟画面，并基于第二基本信息中的船舶标志设置已绘制的船舶清单。
一实施例中，在不存在相同船舶标志的情况下，调度计算中心向船舶标志对应的船舶发送心跳检测，主动更新所述船舶标志对应的船舶的AIS信息，以更新得到的AIS信息覆盖作为对应的第二基本信息绘制对应船舶虚拟画面；当心跳检测无反馈时，以原第二基本信息绘制对应船舶虚拟画面，并执行船舶管控。
一实施例中，所述基于船舶作业流量向控制水域内各船舶传输作业控制指令，具体包括：将水域流量控制图、建议航道、建议航速及相关指令发送至控制水域内的任一船舶，预留反馈接口。
本申请还提供一种基于船联网的船舶作业流控装置，包括：
数据上传单元，用于控制水域内的第一水面对象上传船联网数据至调度计算中心，所述船联网数据包括第一AIS系统数据及所识别的临接船舶数据；
调度计算中心第一信息获取单元，用于基于上传的第一AIS系统数据获取至少一组第一基本信息，基于所述至少一组第一基本信息在调度计算中心用户UI中绘制水域流量控制图，每组第一基本信息对应于水域流量控制图中的一个船舶虚拟画面；
调度计算中心第二信息获取单元，用于基于上传的临接船舶数据获取第一水面对象附近的其它船舶的至少一组第二基本信息；所述第一基本信息及第二基本信息至少包括船舶标志、船舶类型、实时速度，所述第二基本信息还至少包括相对方位、相对距离；
船舶作业流量计算单元，用于调度计算中心基于第二基本信息，在水域流量控制图中对应位置绘制第二基本信息的对应船舶虚拟画面，以填补AIS系统数据的缺项，基于填补缺项之后的水域流量控制图计算水域中船舶作业流量；
指令控制单元，用于基于上述船舶作业流量计算结果向控制水域内各船舶传输作业控制指令。
一实施例中，所述船舶作业流量计算方法为：
水域流量密度
其中，为与水域环境、管控相关的附加调控值，n为被统计的船舶序号，N为船舶序号最大值 ；Cn为被统计的序号为n的船舶类型，/>为以Cn为类型的船舶对应的船舶大小，/>为以Cn为类型的船舶对应的船舶安全区域大小，VCn为被统计的船舶的航行速度，T为预设时间段；/>为水域大小；K为被统计的常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶总数，k为被统计的常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶当前序号，Ck为当前序号为k的船舶类型; />为常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶影响面，船舶影响面为船舶作业时在水域中造成影响的面积的大小；
水域交通速度；
船舶作业流量；
其中为水域宽度或水域出入口直径。
一实施例中，船舶作业流量计算单元具体用于：基于已绘制的水域流量控制图设置已绘制的船舶清单，调度计算中心基于临接船舶数据对应的第二基本信息中的船舶标志遍历已绘制的船舶清单，若存在相同船舶标志，则丢弃所述临接船舶数据；若不存在相同船舶标志，则基于第二基本信息中的相对方位、相对距离、实时距离、船舶类型绘制对应船舶虚拟画面，并基于第二基本信息中的船舶标志设置已绘制的船舶清单。
一实施例中，在不存在相同船舶标志的情况下，调度计算中心向船舶标志对应的船舶发送心跳检测，主动更新所述船舶标志对应的船舶的AIS信息，以更新得到的AIS信息覆盖作为对应的第二基本信息绘制对应船舶虚拟画面；当心跳检测无反馈时，以原第二基本信息绘制对应船舶虚拟画面，并执行船舶管控。
一实施例中，指令控制单元具体用于：将水域流量控制图、建议航道、建议航速及相关指令发送至控制水域内的任一船舶，预留反馈接口。
本发明采用上述方法或装置可至少达到以下效果：（1）采用新的船联网数据实时填补AIS系统数据缺项，增强船舶作业流量数据的稳定性；（2）给定了新的船舶作业流量计算方法公式，该计算方法与传统考的计算方法相兼容，并能够进一步地不仅将船舶类型船舶速度等参变量纳入考量，而且考虑了水面停留或低速船舶的影响，能够更准确地实现船舶作业流量的计算与应用；（3）主动寻找AIS信息丢失的船舶，对AIS信息异常的相关船舶执行管控措施，提高了船舶作业流量的准确度，提高了水域航行的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例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介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅用于示意本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图中未提及的技术特征、连接关系乃至方法步骤。
图1是本发明实施例提供的基于船联网的船舶作业流控的方法流程图；
图2是本发明实施例提供的基于船联网的船舶作业流控的装置组成结构图；
图3是根据本发明实施例电子设备的硬件结构图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本申请进行详细描述。但该等实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“对应于”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本申请实施例所提供的基于船联网的船舶作业流控方法均可以应用于人工智能之中。人工智能(Artificial Intelligence，AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
另外，人工智能技术是一门综合学科，涉及领域广泛，既有硬件层面的技术也有软件层面的技术。人工智能基础技术一般包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理技术、操作/交互系统、机电一体化等技术。人工智能软件技术主要包括计算机视觉技术、语音处理技术、自然语言处理技术以及机器学习/深度学习等几大方向。
随着人工智能技术的研究和进步，人工智能技术在多个领域展开了研究和应用；例如，常见的智能家居、智能穿戴设备、虚拟助理、智能音箱、智能营销、无人驾驶、自动驾驶、无人机、机器人、智能医疗和智能客服等；随着技术的发展，人工智能技术将在更多的领域得到应用，并发挥越来越重要的价值。在本发明实施例中，将对人工智能在船联网，特别是基于船联网的船舶作业流控的应用进行说明。
实施例一：如图1所示，本发明提供基于船联网的船舶作业流控方法，其具体为：
步骤S100：控制水域内的第一水面对象上传船联网数据至调度计算中心，所述船联网数据包括第一AIS系统数据及所识别的临接船舶数据。
在河道、港口等水域内存通常存在若干航行船舶，每个船舶都可以将自身的船联网数据上传至调度控制中心，通常船舶上传的数据通常是本身的AIS系统数据，由于AIS数据会发生不上传、上传失败等异常情况，因此本实施例中第一水面对象上传的船联网数据除了船舶本身的AIS数据，还包含其所监控得到的临接船舶数据，其目的在于通过监控得到的数据弥补AIS数据缺项。特别地，第一水面对象可以为常规船舶，也可以为其它水面航行设备，如无人船设施等，通过多维管控，减少水域交通流量控制盲点，提高船舶作业流控的准确性。
第一水面对象基于设置的监控设备获取第二基本信息，监控设备自动识别船体编号及船舶特征，向调控计算中心上传对应的临接船舶数据；当向用户提示无法自动识别时，用户能够手动录入临接船舶数据。
步骤S110：调度计算中心基于上传的第一AIS系统数据获取至少一组第一基本信息，基于所述至少一组第一基本信息在调度计算中心用户UI中绘制水域流量控制图，每组第一基本信息对应于水域流量控制图中的一个船舶虚拟画面。
船舶虚拟画面方便直观地展示当前水域交通情况，调度计算中心通过船舶虚拟画面实施流量控制。在一实施例中，调度计算中心端所绘制的船舶虚拟画面是提供用户操作接口，画面可以包含多个航道。用户点击航道可详细展示航道相关信息，如：将航道情况放大至全屏，展示出该航道中各船舶当前运行的最大速度、最小速度、平均速度；点击船只可将水域航道中各船的详细信息进行展示，包括个船速度、方向，影响面、作业内容、登记信息等。
在另一实施例中，调度计算中心端所绘制的船舶虚拟画面是提供用户操作接口，画面包含多个子水域。用户点击子水域可详细展示子水域相关信息，如：将子水域情况放大至全屏，展示出该子水域中各船舶当前运行的最大速度、最小速度、平均速度，点击船只可将子水域中各船的详细信息进行展示，包括个船速度、方向，影响面、作业内容、登记信息等。
船舶虚拟画面可向受控船舶发送，亦可在船舶与船舶之间共享，为实现流量控制提供便利性。特别地，船舶虚拟画面还可以包含限制内容，其需要匹配的特殊权限调出查看，尤其是向受控船舶发送或共享时，可以通过遮挡、打码、隐藏或加密手段实现虚拟画面内容的限制。
步骤S120：调度计算中心基于上传的临接船舶数据获取第一水面对象附近的其它船舶的至少一组第二基本信息；所述第一基本信息及第二基本信息至少包括船舶标志、船舶类型、实时速度，所述第二基本信息还至少包括相对方位、相对距离。
步骤S130：调度计算中心基于第二基本信息，在水域流量控制图中对应位置绘制第二基本信息的对应船舶虚拟画面，以填补AIS系统数据的缺项，基于填补缺项之后的水域流量控制图计算水域中船舶作业流量。
在水域流量控制图中对应位置绘制他船基本信息的对应船舶虚拟画面，以填补AIS系统数据的缺项，具体可以是基于已绘制的水域流量控制图设置已绘制的船舶清单，调度计算中心基于临接船舶数据对应的第二基本信息中的船舶标志遍历已绘制的船舶清单，若存在相同船舶标志，则丢弃所述临接船舶数据；若不存在相同船舶标志，则基于第二基本信息中的相对方位、相对距离、实时距离、船舶类型绘制对应船舶虚拟画面，并基于第二基本信息中的船舶标志设置已绘制的船舶清单。
由于第二基本信息来自于AIS信息通信正常的水面对象，因此通过采用新的船联网数据中的第二基本信息，如正常行驶的船舶监控拍摄画面的智能识别所得到的异常船舶的船舶标志、船舶特征、相对位置等信息，可以实时填补AIS系统数据缺项，增强船舶作业流量数据的稳定性。同时，并不是所有监控到的船舶均是AIS信息异常船舶，因此，设置船舶标志比较，若存在相同船舶标志，则丢弃所述临接船舶数据可以避免数据冗余，择优选择船舶数据；若不存在相同船舶标志则说明新的船舶数据为AIS系统数据的缺项，通过对数据的解析，获取绘制船舶虚拟画面所需的相关数据，实现填补AIS系统数据缺项。
本实施例中，在不存在相同船舶标志的情况下，调度计算中心向船舶标志对应的船舶发送心跳检测，主动更新所述船舶标志对应的船舶的AIS信息，以更新得到的AIS信息覆盖作为对应的第二基本信息绘制对应船舶虚拟画面；当心跳检测无反馈时，以原第二基本信息绘制对应船舶虚拟画面，并采取船舶管控措施。
AIS设备为特定排水吨位以上强制安装设备，因此在水域船舶管理中应用广泛，为了便于船舶管理以及航行信息获取越来越多较小吨位船舶也会安装相关设备。如客船（有免除的除外）、所有港作拖船和参与沿海水上水下施工作业的自航船舶，航行于内河长江干线、珠江干线、京杭运河及黄浦江的100总吨及以上的所有船舶以及100总吨以下的液货船和集装箱船应配备AIS设备。
AIS信息异常会导致不可预料的安全风险，因此，对于AIS信息数据异常情况，如逃避海上监管，人为关闭AIS或者套用其他船舶信息、天线未连接、设置方位不正确等不满足规范要求的安装所导致的数据无法识别/识别距离有限/数据同步出错问题、船员管理水平技术有限、设备本身质量较差、使用年限过长等导致的AIS信息数据异常的情况，需要及时管理和纠偏。因此当AIS数据异常情况发生时，通过心跳检测主动询问、寻找，以及实施对应的管理、管控措施是必要的。
本实施例中，船舶作业流量计算方法为：
水域流量密度；
其中，为与水域环境、管控相关的附加调控值，n为被统计的船舶序号，N为船舶序号最大值 ；Cn为被统计的序号为n的船舶类型，/>为以Cn为类型的船舶对应的船舶大小，/>为以Cn为类型的船舶对应的船舶安全区域大小，VCn为被统计的船舶的航行速度，T为预设时间段；/>为水域大小；K为被统计的常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶总数，k为被统计的常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶当前序号，Ck为当前序号为k的船舶类型;/>为常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶影响面，船舶影响面为船舶作业时在水域中造成影响的面积的大小；
水域交通速度；
船舶作业流量；
其中为水域宽度或水域出入口直径。
本实施例提供的船舶作业流量计算方法中，选取为三项重要参数的乘积，这样可以与现有系统的计算方法相兼容。更进一步地，不仅将船舶类型船舶速度等参变量纳入考量，同时考虑水面停留或低速船舶对影响船舶作业流控的较大影响，并设置附加调控值，例如在环境越恶劣，水流越急，波浪越大的情况下，设置/>为正数调控值，或者在设置通行安全优先、设置水域特殊任务优先的情况下，设置 />为正数调控值，例如，可以设置/>取值区间为/>；或者在交通吞吐量优先的情况下，设置为负数调控值，例如，可以设置/>取值区间为/>；上述附加调控值的设置区间仅为取值示例，实际可以依据更加复杂的规则进行有意义范围内的数值取值。将通过上述公式计算得到的流量情况应用于水域流量控制，更准确地贴合实际场景，更优地实现船舶作业流量的计算与应用。
步骤S140：基于所述船舶作业流量计算结果向控制水域内各船舶传输作业控制指令。
具体地，可以将水域流量控制图、建议航道、建议航速及相关指令发送至控制水域内的任一船舶，预留反馈接口。
通过建议指令可以直接或间接地调度船舶，水域流量控制图提供了良好的船舶在水域运行体验，操作人员可以通过其方便地了周围水域环境、当前其它船只运行情况，并依据建议指令结合本船实际情况然调度。更进一步地，相关数据可以提供于船舶自动驾驶系统、无人船设备进行分析以及指导船舶或设备运行。
实施例二：如图2所示，本发明还提供基于船联网的船舶作业流控装置，包括：
数据上传单元，用于控制水域内的第一水面对象上传船联网数据至调度计算中心，所述船联网数据包括第一AIS系统数据及所识别的临接船舶数据；
调度计算中心第一信息获取单元，用于基于上传的第一AIS系统数据获取至少一组第一基本信息，基于所述至少一组第一基本信息在调度计算中心用户UI中绘制水域流量控制图，每组第一基本信息对应于水域流量控制图中的一个船舶虚拟画面；
调度计算中心第二信息获取单元，用于基于上传的临接船舶数据获取第一水面对象附近的其它船舶的至少一组第二基本信息；所述第一基本信息及第二基本信息至少包括船舶标志、船舶类型、实时速度，所述第二基本信息还至少包括相对方位、相对距离；
所述数据上传单元还包括数据监控单元，第一水面对象基于设置的监控设备获取第二基本信息，监控设备自动识别船体编号及船舶特征，向调控计算中心上传对应的临接船舶数据；当向用户提示无法自动识别时，用户能够手动录入临接船舶数据。
船舶作业流量计算单元：用于调度计算中心基于第二基本信息，在水域流量控制图中对应位置绘制第二基本信息的对应船舶虚拟画面，以填补AIS系统数据的缺项，基于填补缺项之后的水域流量控制图计算水域中船舶作业流量，
所述在水域流量控制图中对应位置绘制他船基本信息的对应船舶虚拟画面，以填补AIS系统数据的缺项，具体为：基于已绘制的水域流量控制图设置已绘制的船舶清单，调度计算中心基于临接船舶数据对应的第二基本信息中的船舶标志遍历已绘制的船舶清单，若存在相同船舶标志，则丢弃所述临接船舶数据；若不存在相同船舶标志，则基于第二基本信息中的相对方位、相对距离、实时距离、船舶类型绘制对应船舶虚拟画面，并基于第二基本信息中的船舶标志设置已绘制的船舶清单。
在不存在相同船舶标志的情况下，调度计算中心向船舶标志对应的船舶发送心跳检测，主动更新所述船舶标志对应的船舶的AIS信息，以更新得到的AIS信息覆盖作为对应的第二基本信息绘制对应船舶虚拟画面；当心跳检测无反馈时，以原第二基本信息绘制对应船舶虚拟画面，并采取船舶管控措施。
所述船舶作业流量计算方法为：
水域流量密度
其中，为与水域环境、管控相关的附加调控值，n为被统计的船舶序号，N为船舶序号最大值 ；Cn为被统计的序号为n的船舶类型，/>为以Cn为类型的船舶对应的船舶大小，/>为以Cn为类型的船舶对应的船舶安全区域大小，VCn为被统计的船舶的航行速度，T为预设时间段；/>为水域大小；K为被统计的常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶总数，k为被统计的常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶当前序号，Ck为当前序号为k的船舶类型; />为常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶影响面，船舶影响面为船舶作业时在水域中造成影响的面积的大小；
水域交通速度；
船舶作业流量；
其中为水域宽度或水域出入口直径。
指令控制单元：用于基于上述船舶作业流量计算结果向控制水域内各船舶传输作业控制指令。所述基于上述船舶作业流量计算结果向控制水域内各船舶传输作业控制指令，具体为：将水域流量控制图、建议航道、建议航速及相关指令发送至控制水域内的任一船舶，预留反馈接口。
采用上述方法或装置可至少达到以下效果：（1）采用新的船联网数据实时填补AIS系统数据缺项，增强船舶作业流量数据的稳定性；（2）给定了新的船舶作业流量计算方法公式，该计算方法与传统考的计算方法相兼容，并能够进一步地不仅将船舶类型船舶速度等参变量纳入考量，而且考虑了水面停留或低速船舶的影响，能够更准确地实现船舶作业流量的计算与应用；（3）主动寻找AIS信息丢失的船舶，对AIS信息异常的相关船舶执行管控措施，提高了船舶作业流量的准确度，提高了水域航行的安全性。
图3还示出了根据本说明书的实施例的电子设备的硬件结构图。如图3所示，电子设备30可以包括至少一个处理器31、存储器32(例如非易失性存储器)、内存33和通信接口34，并且至少一个处理器31、存储器32、内存33和通信接口34经由内部总线35连接在一起。至少一个处理器31执行在存储器32中存储或编码的至少一个计算机可读指令。
应该理解，在存储器32中存储的计算机可执行指令当执行时使得至少一个处理器31进行本说明书的各个实施例中以上结合图1描述的各种操作和功能。
在本说明书的实施例中，电子设备30可以包括但不限于：个人计算机、服务器计算机、工作站、桌面型计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、移动电子设备、智能电话、平板计算机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、手持装置、消息收发设备、可佩戴电子设备、消费电子设备等等。
根据一个实施例，提供了一种比如机器可读介质的程序产品。机器可读介质可以具有指令(即，上述以软件形式实现的元素)，该指令当被机器执行时，使得机器执行本说明书的各个实施例中以上结合图1描述的各种操作和功能。具体地，可以提供配有可读存储介质的系统或者装置，在该可读存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机或处理器读出并执行存储在该可读存储介质中的指令。
在这种情况下，从可读介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此机器可读代码和存储机器可读代码的可读存储介质构成了本说明书的一部分。
可读存储介质的实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD-RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上或云上下载程序代码。
本领域技术人员应当理解，上面公开的各个实施例可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形和修改。因此，本说明书的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。
需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和单元都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或单元。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行确定。上述各实施例中描述的装置结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些单元可能由同一物理客户实现，或者，有些单元可能分由多个物理客户实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。
以上各实施例中，硬件单元或模块可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件单元、模块或处理器可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件单元或处理器还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。
上面结合附图阐述的具体实施方式描述了示例性实施例，但并不表示可以实现的或者落入权利要求书的保护范围的所有实施例。在整个本说明书中使用的术语“示例性”意味着“用作示例、实例或例示”，并不意味着比其它实施例“优选”或“具有优势”。出于提供对所描述技术的理解的目的，具体实施方式包括具体细节。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施这些技术。在一些实例中，为了避免对所描述的实施例的概念造成难以理解，公知的结构和装置以框图形式示出。
本公开内容的上述描述被提供来使得本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本公开内容。对于本领域普通技术人员来说，对本公开内容进行的各种修改是显而易见的，并且，也可以在不脱离本公开内容的保护范围的情况下，将本文所对应的一般性原理应用于其它变型。因此，本公开内容并不限于本文所描述的示例和设计，而是与符合本文公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
Claims (8)
1.一种基于船联网的船舶作业流控方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S100：控制水域内的第一水面对象上传船联网数据至调度计算中心，所述船联网数据包括第一AIS系统数据及所识别的临接船舶数据；
步骤S110：调度计算中心基于上传的第一AIS系统数据获取至少一组第一基本信息，基于所述至少一组第一基本信息在调度计算中心用户UI中绘制水域流量控制图，每组第一基本信息对应于水域流量控制图中的一个船舶虚拟画面；
步骤S120：调度计算中心基于上传的临接船舶数据获取第一水面对象附近的其它船舶的至少一组第二基本信息；所述第一基本信息及第二基本信息至少包括船舶标志、船舶类型、实时速度，所述第二基本信息还至少包括相对方位、相对距离；
步骤S130：调度计算中心基于第二基本信息，在水域流量控制图中对应位置绘制第二基本信息的对应船舶虚拟画面，以填补AIS系统数据的缺项，基于填补缺项之后的水域流量控制图计算水域中船舶作业流量；
步骤S140：基于所述船舶作业流量向控制水域内各船舶传输作业控制指令；
所述船舶作业流量计算方法为：
水域流量密度其中，/>为与水域环境、管控相关的附加调控值，n为被统计的船舶序号，N为船舶序号最大值 ；Cn为被统计的序号为n的船舶类型，/>为以Cn为类型的船舶对应的船舶大小，为以Cn为类型的船舶对应的船舶安全区域大小，VCn为被统计的船舶的航行速度，T为预设时间段；/>为水域大小；K为被统计的常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶总数，k为被统计的常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶当前序号，Ck为当前序号为k的船舶类型; />为常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶影响面，船舶影响面为船舶作业时在水域中造成影响的面积的大小；
水域交通速度；
船舶作业流量；
其中为水域宽度或水域出入口直径。
2.如权利要求1所述的基于船联网的船舶作业流控方法，其特征在于：所述在水域流量控制图中对应位置绘制第二基本信息的对应船舶虚拟画面，以填补AIS系统数据的缺项，具体包括：
基于已绘制的水域流量控制图设置已绘制的船舶清单，调度计算中心基于临接船舶数据对应的第二基本信息中的船舶标志遍历已绘制的船舶清单，若存在相同船舶标志，则丢弃所述临接船舶数据；若不存在相同船舶标志，则基于第二基本信息中的相对方位、相对距离、实时距离、船舶类型绘制对应船舶虚拟画面，并基于第二基本信息中的船舶标志设置已绘制的船舶清单。
3.如权利要求2所述的基于船联网的船舶作业流控方法，其特征在于：在不存在相同船舶标志的情况下，调度计算中心向船舶标志对应的船舶发送心跳检测，主动更新所述船舶标志对应的船舶的AIS信息，以更新得到的AIS信息覆盖作为对应的第二基本信息绘制对应船舶虚拟画面；当心跳检测无反馈时，以原第二基本信息绘制对应船舶虚拟画面，并执行船舶管控。
4.如权利要求1所述的基于船联网的船舶作业流控方法，其特征在于：基于船舶作业流量向控制水域内各船舶传输作业控制指令，具体包括：将水域流量控制图、建议航道、建议航速及相关指令发送至控制水域内的任一船舶，预留反馈接口。
5.一种基于船联网的船舶作业流控装置，其特征在于，包括：
数据上传单元，用于控制水域内的第一水面对象上传船联网数据至调度计算中心，所述船联网数据包括第一AIS系统数据及所识别的临接船舶数据；
调度计算中心第一信息获取单元，用于基于上传的第一AIS系统数据获取至少一组第一基本信息，基于所述至少一组第一基本信息在调度计算中心用户UI中绘制水域流量控制图，每组第一基本信息对应于水域流量控制图中的一个船舶虚拟画面；
调度计算中心第二信息获取单元，用于基于上传的临接船舶数据获取第一水面对象附近的其它船舶的至少一组第二基本信息；所述第一基本信息及第二基本信息至少包括船舶标志、船舶类型、实时速度，所述第二基本信息还至少包括相对方位、相对距离；
船舶作业流量计算单元，用于调度计算中心基于第二基本信息，在水域流量控制图中对应位置绘制第二基本信息的对应船舶虚拟画面，以填补AIS系统数据的缺项，基于填补缺项之后的水域流量控制图计算水域中船舶作业流量；
指令控制单元，用于基于所述船舶作业流量计算结果向控制水域内各船舶传输作业控制指令；
所述船舶作业流量计算方法为：
水域流量密度其中，/>为与水域环境、管控相关的附加调控值，n为被统计的船舶序号，N为船舶序号最大值 ；Cn为被统计的序号为n的船舶类型，/>为以Cn为类型的船舶对应的船舶大小，/>为以Cn为类型的船舶对应的船舶安全区域大小，VCn为被统计的船舶的航行速度，T为预设时间段；/>为水域大小；K为被统计的常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶总数，k为被统计的常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶当前序号，Ck为当前序号为k的船舶类型;为常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶影响面，船舶影响面为船舶作业时在水域中造成影响的面积的大小；
水域交通速度；
船舶作业流量；
其中为水域宽度或水域出入口直径。
6.如权利要求5所述的基于船联网的船舶作业流控装置，其特征在于：船舶作业流量计算单元具体用于：基于已绘制的水域流量控制图设置已绘制的船舶清单，调度计算中心基于临接船舶数据对应的第二基本信息中的船舶标志遍历已绘制的船舶清单，若存在相同船舶标志，则丢弃所述临接船舶数据；若不存在相同船舶标志，则基于第二基本信息中的相对方位、相对距离、实时距离、船舶类型绘制对应船舶虚拟画面，并基于第二基本信息中的船舶标志设置已绘制的船舶清单。
7.如权利要求6所述的基于船联网的船舶作业流控装置，其特征在于：在不存在相同船舶标志的情况下，调度计算中心向船舶标志对应的船舶发送心跳检测，主动更新所述船舶标志对应的船舶的AIS信息，以更新得到的AIS信息覆盖作为对应的第二基本信息绘制对应船舶虚拟画面；当心跳检测无反馈时，以原第二基本信息绘制对应船舶虚拟画面，并执行船舶管控。
8.如权利要求5所述的基于船联网的船舶作业流控装置，其特征在于：指令控制单元具体用于：将水域流量控制图、建议航道、建议航速及相关指令发送至控制水域内的任一船舶，预留反馈接口。
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