CN116337083B - 一种船舶救援路径导航方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船舶救援路径导航方法和系统，其中该方法包括：主控中心与目标地点附近的浮标设备组网；所述主控中心接收所述浮标设备注册的救援船舶在目标水域基于固定周期上报的船舶动态信息，以识别船舶类型并分配船舶序号，并将救援船舶信息加入导航列表，其中，所述主控中心还接收所述浮标设备收集并上传的水域环境信息；所述主控中心基于所述水域环境信息将所述目标水域划分为禁航区、适航区和条件适航区，并设置所述救援船舶的导航路径。如此，基于临时组网全面搜集目标水域信息，为主控中心提供救援管理和导航依据，基于更新的目标水域相关信息进行救援船舶导航，保证了救援导航的动态、灵活、安全、高效。
Description
技术领域
本申请属于计算机技术领域，特别涉及一种船舶救援路径导航方法和系统。
背景技术
随着船舶科技的迅速发展和水上经济的崛起，水域作业的地位日益显著，同时，由于水域交通情况越来越复杂，水域事故屡屡发生。水域搜救关键在于如何缩短救援时间、提高救援成功率。现有技术中，水域救援通常第一步是失事地定位，紧接着动员水域救援船舶导航至失事地展开救援，然而水域搜救作业存在较多的不确定性，目前的水域搜救主要通过舰艇或者直升机进行搜救，往往伴随着耗费巨大人力财力的消耗，难以实现有效、高效的搜救；而且，水路导航与公路导航存在显著的区别，技术转用存在明显障碍，而且相比于完善配套设施撑起的公路运输体系，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、海洋等水域交通天然复杂，因此仅基于简单的水路导航，如直线救援路径导航，远远不能满足实际需求，反而会伴随着较难预料的安全隐患；第三，缺乏科学组织的低效水域救援行动，对于急迫地等待救援的船只而言不亚于又一场灾难。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种船舶救援路径导航方法，其步骤为：
步骤S100，主控中心与目标地点附近的浮标设备组网，其中，所述浮标设备包含无线通信传感器，所述目的地点为目标水域事故发生的地点；
步骤S110，所述主控中心接收所述浮标设备注册的救援船舶在目标水域基于固定周期上报的船舶动态信息，以识别船舶类型并分配船舶序号，并将救援船舶信息加入导航列表，其中，所述主控中心还接收所述浮标设备收集并上传的水域环境信息；
步骤S120，所述主控中心基于所述水域环境信息将所述目标水域划分为禁航区、适航区和条件适航区，并设置所述救援船舶的导航路径，所述禁航区为目标水域中所有救援船舶无法通行的区域；所述适航区为目标水域中所有救援船舶均可通行的区域；所述条件适航区为目标水域中根据救援船舶类型、救援能力而确定的部分救援船舶可通行的区域。
进一步地，在所述步骤S110中，所述主控中心基于获取的注册船舶信息确定救援船舶类型对应的优先等级，并按注册时间戳的顺序分配船舶序号；所述主控中心维护导航列表，所述导航列表为三维列表T[m][n][S]，第一维m用于存储救援船舶的优先等级，第二维n用于按从小到大的顺序存储救援船舶序号，第三维S为救援船舶的船舶动态信息数据结构。
进一步地，在所述步骤S120中，具体包括：
步骤S1201，主控中心基于优先等级顺序遍历导航列表，若当前优先等级存在未更新救援路径船舶，则按序号从小大到的顺序选定未更新救援路径船舶i，确定船舶i在预设时间段T内可通行区域,其中，Areaable为适航区，Areacondition为条件适航区，/>为船舶影响面及船舶在时间段T以速度V航行的航行影响面之和，/>表示对取反，/>表示取区域并集，/>表示取区域交集；
步骤S1202，基于可通行区域确定船舶i的预设时间段T的直线导航路径并修改当前船舶i的更新标志为已更新；
步骤S1203，遍历当前优先等级的下一个序号船舶，重复上述步骤实现导航路径设置。
进一步地，若当前优先等级不存在未更新救援路径船舶，所述主控中心设置当前优先等级所有救援船舶的更新标志为未更新并进入下一优先等级。
进一步地，若所有优先等级均遍历结束，所述主控中心更新导航列表船舶动态信息数据结构，重新进入步骤S1201，进入下一个更新救援路径循环。
还提供一种船舶救援路径导航系统，包括：
浮标组网模块，用于使得主控中心与目标地点附近的浮标设备组网，其中，所述浮标设备包含无线通信传感器，所述目的地点为目标水域事故发生的地点；
水域信息收集模块，用于所述主控中心接收所述浮标设备注册的救援船舶在目标水域基于固定周期上报的船舶动态信息，以识别船舶类型并分配船舶序号，并将救援船舶信息加入导航列表，其中，所述主控中心还接收所述浮标设备收集并上传的水域环境信息；
导航路径设置模块，用于所述主控中心基于所述水域环境信息将所述目标水域划分为禁航区、适航区和条件适航区，并设置所述救援船舶的导航路径，所述禁航区为目标水域中所有救援船舶无法通行的区域；所述适航区为目标水域中所有救援船舶均可通行的区域；所述条件适航区为目标水域中根据救援船舶类型、救援能力而确定的部分救援船舶可通行的区域。
进一步地，所述水域信息收集模块还用于使得所述主控中心基于获取的注册船舶信息确定救援船舶类型对应的优先等级，并按注册时间戳的顺序分配船舶序号；所述主控中心维护导航列表，所述导航列表为三维列表T[m][n][S]，第一维m用于存储救援船舶的优先等级，第二维n用于按从小到大的顺序存储救援船舶序号，第三维S为救援船舶的船舶动态信息数据结构。
进一步地，所述导航路径设置模块中还包括：
可通行区域确定子模块，用于使得主控中心基于优先等级顺序遍历导航列表，若当前优先等级存在未更新救援路径船舶，则按序号从小大到的顺序选定未更新救援路径船舶i，确定船舶i在预设时间段T内可通行区域,其中，Areaable为适航区，Areacondition为条件适航区，/>为船舶影响面及船舶在时间段T以速度V航行的航行影响面之和，/>表示对/>取反，/>表示取区域并集，/>示取区域交集；
更新标志修改子模块，用于基于可通行区域确定船舶i的预设时间段T的直线导航路径并修改当前船舶i的更新标志为已更新；
循环遍历子模块，用于遍历当前优先等级的下一个序号船舶，重复上述步骤实现导航路径设置。
进一步地，若当前优先等级不存在未更新救援路径船舶，所述主控中心设置当前优先等级所有救援船舶的更新标志为未更新并进入下一优先等级。
进一步地，若所有优先等级均遍历结束，所述主控中心更新导航列表船舶动态信息数据结构，重新进入下一个更新救援路径循环。
本发明采用上述方案至少达到以下效果：（1）基于临时组网全面搜集目标水域信息，为主控中心提供救援管理和导航依据，基于实时更新的目标水域相关信息进行救援船舶导航，保证了救援导航的动态、灵活、安全、高效；（2）基于优先等级及预设顺序科学组织和实施导航规划，提高了水域救援成功率，同时在导航规划时考虑了包括与其它船舶的航线冲突在内的多个关键因素，进一步提高了导航效率。
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一种船舶救援路径导航方法流程图；
图2是本发明实施例提供的一种船舶救援路径导航系统组成结构图；
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。
实施例一：如图1所示，本发明提供一种船舶救援路径导航方法，其特征在于：
步骤S100，主控中心与目标地点附近的浮标设备组网，其中，所述浮标设备包含无线通信传感器，所述目的地点为目标水域事故发生的地点。
示范性地，浮标设备可以通过锚固的方式在目标水域中固定，基于其包含的无线通信传感器设备临时完成与主控中心在目标水域的组网。为了基于接收的船舶信号源方向等信息实现船舶在水域定位，投放的浮标设备数量可以为3个或更多数量；在实际应用中，浮标设备的投放数量还应当与救援行动规模、目标水域范围大小相关。
在一实施例中，投放浮标设备构成为以事故发生地点为中心的中心对称形状上的顶点，进一步地，在救援行动规模较大的情况下，投放的浮标设备还可以被分为内圈浮标设备、外圈浮标设备、中圈浮标设备，间隔均匀地投放在以失事地点为中心的目标水域中。
步骤S110，所述主控中心接收所述浮标设备注册的救援船舶在目标水域基于固定周期上报的船舶动态信息，以识别船舶类型并分配船舶序号，并将救援船舶信息加入导航列表，其中，所述主控中心还接收所述浮标设备收集并上传的水域环境信息。
在一实施例中，救援船舶到达浮标设备通信范围之前，可以例如通过直线导航的方式引导各救援船舶达到目标水域。进入目标水域后，各类船舶数量显著增多，船舶密度增大，而且失事的目标水域存在安全隐患，如船舶失事碰撞、浮冰、大面积油污、危险物泄漏等等，导致目标水域的交通情况复杂，这种环境下救援船舶需要更精细的导航控制。
救援船舶到达浮标设备通信范围时可以检测到浮标信号，并向浮标设备发送注册船舶信息请求。在一实施例中，该注册船舶信息请求包含船舶编号、船舶类型、船舶尺寸和影响面参数、救援设备功能、救援行动目标、航行速度和方向、船舶人员情况、船舶权限等信息。浮标设备可以对注册船舶信息进行初步审核，识别船舶类型并分配船舶序号，将救援船舶信息加入导航列表，并向请求船舶反馈注册成功信息以及该请求船舶即完成注册并可进入目标水域执行救援任务。
上述分配序号步骤基于主控中心的分配指令实现。同时，浮标设备还可以收集水域环境信息，在一实施例中，水域环境信息包含浮标设备周围天气情况、水浪情况、水面监视情况、失事点附近当前情况等。浮标设备保持实时数据动态更新并上传至主控中心进行分析、应用。
本实施例中，主控中心基于获取的注册船舶信息确定救援船舶类型对应的优先等级，并按注册时间戳的顺序分配船舶序号。主控中心维护有导航列表，该导航列表可以表示为三维列表T[m][n][S]，其中第一维m用于存储救援船舶的优先等级，第二维n用于按例如从小到大或从大到小的顺序存储救援船舶序号，第三维S为救援船舶的船舶动态信息数据结构。
在一实施例中，主控中心基于获取的注册船舶信息确定救援船舶类型对应的优先等级，例如，人员救援类型的船舶具有高优先级、破冰类型船舶具有较高优先级、具备海面除污设备的船舶具有较高优先级、安全管控船只具有一般优先级，民间救援船舶具有较低优先级等。
在一实施例中，船舶的优先等级根据救援行动的具体内容不同会发生变化，例如，在河道狭窄的特定应用场景中，小型船舶具有较高优先级，民间救援船舶具有较高优先级，在冰面救援的应用场景中破冰船具有最高优先级等。
在实际的应用场景中，船舶的优先级等级可以基于历史经验预先设置，并且在救援船舶注册时即可以根据注册船舶信息确定救援船舶类型当前对应的优先等级。
示范性地，一导航列表为T[3][20][S信息]，其表示共有三个优先等级及20个序号的救援船舶。三个优先等级可以例如为高、中、低，在高优先等级中，救援船舶序号可以为{2，4，7，13}，在中优先等级中，救援船舶序号可以为{1，3，5，6，8，9，10， 15，17，19，20}，在低优先等级中，救援船舶序号可以为{11，12，14，16，18}。每个数组空间还存放对应船舶的船舶动态信息数据结构，该船舶动态信息是动态更新的，其包含的内容除注册船舶信息以外，还可以包含当前坐标、当前速度、相较于T时间之前的移动方位等。为了节约存储空间，导航列表可以以动态数组形式实现。
步骤S120，所述主控中心基于所述水域环境信息将所述目标水域划分为禁航区、适航区和条件适航区，并设置所述救援船舶的导航路径。
本实施例中，禁航区为目标水域中所有救援船舶无法通行的区域；适航区为目标水域中所有救援船舶均可通行的区域；条件适航区为目标水域中根据救援船舶类型、救援能力而确定的部分救援船舶可通行的区域。
水域环境复杂多变，不同的船舶类型的航行能力不同，而航行能力是水面路径导航的一个重要指标。例如，失事船舶由于暗礁搁浅，则将基于环境探查得到的礁石水域属于禁航区，暗礁水域属于条件适航区，该条件适航区仅适于吨位在预设值以下的救援船舶航行，其他常规水域属于适航区。在上述划分的基础上，主控中心针对导航列表中所有救援船舶发送导航路径规划。
以下介绍导航路径的一具体设置方法。
步骤S1201，主控中心基于优先等级顺序遍历导航列表，若当前优先等级存在未更新救援路径船舶，则按序号从小大到的顺序选定未更新救援路径船舶i，确定船舶i在预设时间段T内可通行区域,其中，Areaable为适航区，Areacondition为条件适航区，/>为船舶影响面及船舶在时间段T以速度V航行的航行影响面之和，/>表示对取反，也即非船舶影响面及船舶在时间段T以速度V航向的影响面，表示取区域并集，/>表示取区域交集。
救援船舶的航行路径不仅与目标水域的水域环境相关，多个救援船舶的航行路径相互之间也会有明显的影响，因此在设置导航路径时，需要确定的影响导航路径的因素至少需要考虑当前可以船行水域集合，以及除其它救援船舶的在停泊或航行时所影响水域以外的水域集合。在具体实施导航规划时，由于在先导航的救援船舶具有水路航行优先权，而靠后导航的救援船舶需要避开优先权高的救援船舶，从而导致靠后导航的救援船舶存在绕路或避让的路径可能性，因此导航路径的设置顺序是导航过程的一个重要方面。
在一个实施例中，首先考虑优先等级最高的救援船舶的路径设置，通常而言这类船舶对救援行动所能产生的贡献量最大或最关键，这是设置优先级的一个参考准则；其次，在优先等级相同的情况下，考虑先来先到的顺序原则实施导航规划。例如，还是以上述导航列表为T[3][20][S信息]为例，最先设置导航的救援船舶为优先等级为高优先级的、序号为2的救援船舶，之后的导航的顺序为4，7，13，1，3，5，6，8，9，10， 15，17，19，11，12，14，16，18。
在一个可替代的方案中，在优先等级相同的情况下，可以考虑当前救援船舶离其目标地的远近程度进行按序导航，即，离目标地近的救援船舶优先导航；在另外一个可替代的方案中，在优先等级相同的情况下，可以考虑当前救援船舶速度的快慢程度进行按序导航，即，速度快的救援船舶优先导航。进一步地，在具体实施时可以考虑多维条件组合以确定导航顺序。
步骤S1202，基于可通行区域确定船舶i的预设时间段T的直线导航路径并修改当前船舶i的更新标志为已更新。
在排除了不可航行的水域及各其它船舶的影响面集合之后，由于当前救援船舶为最高优先等级的船舶，因此可以设置直线导航路径。
步骤S1203，遍历当前优先等级的下一个序号船舶，重复上述步骤实现导航路径设置。
进一步地，若当前优先等级不存在未更新救援路径船舶，设置当前优先等级所有救援船舶的更新标志为未更新并进入下一优先等级；
进一步地，若所有优先等级均遍历结束，更新导航列表船舶动态信息数据结构，重新进入步骤S1201，进入下一个更新救援路径循环。
类似于车辆行驶，各救援船舶的速度、位置等信息是也是动态的，因此导航的路径也会跟着发生变化。本方案时实获取船舶信息，并基于导航列表的对各注册的救援船舶基于特定顺序按周期进行循环设置导航，保证了导航路径的动态、有效和安全。
在一个实施例中，在完成救援船舶的导航路径设置之后，主控中心通过将导航信息发送至导航列表中各救援船舶，所述导航信息至少包含建议航行方向、建议航行速度、目标水域Areadest中救援船舶虚拟画面、建议航行路径图，禁航区、适航区、条件适航区。
在一个实施例中，主控中心具备管理员权限，基于该权限主控中心能够手动修改导航信息，例如调度特殊船舶优先航行、手动降低严重偏航船舶的优先等级等、手动圈定禁航区等等，从而实现救援船舶的调度管理。
在一个实施例中，救援船舶收到主控中心的导航信息后可以基于导航信息的建议航行方向、航行速度进行航行；在另一个实施例中，救援船舶根据该船舶在水域航行中面临的实际情况进行航行方式的调整，同时将更改的航行信息上报至最近的浮标设备，由浮标设备将动态改变的航行信息上报给主控中心，主控中心对该救援船舶实施监控，同时基于改变的航行信息重新设置导航路径以及重新发送导航信息至该救援船舶。
示范性地，救援船舶虚拟画面可以方便直观地展示当前水域交通情况，主控中心所绘制的船舶虚拟画面向提供用户交互接口，画面包含多个航道，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相关信息，点击船只可将水域航道中各救援船舶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，主控中心所绘制的船舶虚拟画面是提供用户交互接口，画面包含多个子水域，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。在另一个实施例中，主控中心所绘制的船舶虚拟画面向提供用户交互接口，用户可以基于接口向主控中心发送请求，例如，提高本船权限、优先等级的请求，接收或更改本船救援任务、向主控中心汇报任务进度等；在另一个实施例中，主控中心所绘制的船舶虚拟画面向提供用户交互接口，通过该接口向船舶发送指令、危险警报、管控措施等。
特别地，在一个实施中，船舶虚拟画面还可能包含限制内容，其需要特殊权限才可以调出查看，尤其是向受控船舶发送或共享时，通过遮挡、打码、隐藏或加密手段实现虚拟画面内容的限制。
实施例二：如图2所示，本发明还提供一种船舶救援路径导航系统，包括：
浮标组网模块，用于使得主控中心与目标地点附近的浮标设备组网，其中，所述浮标设备包含无线通信传感器，所述目的地点为目标水域事故发生的地点；
水域信息收集模块，用于所述主控中心接收所述浮标设备注册的救援船舶在目标水域基于固定周期上报的船舶动态信息，以识别船舶类型并分配船舶序号，并将救援船舶信息加入导航列表，其中，所述主控中心还接收所述浮标设备收集并上传的水域环境信息；
导航路径设置模块，用于所述主控中心基于所述水域环境信息将所述目标水域划分为禁航区、适航区和条件适航区，并设置所述救援船舶的导航路径，所述禁航区为目标水域中所有救援船舶无法通行的区域；所述适航区为目标水域中所有救援船舶均可通行的区域；所述条件适航区为目标水域中根据救援船舶类型、救援能力而确定的部分救援船舶可通行的区域。
进一步地，所述水域信息收集模块还用于使得所述主控中心基于获取的注册船舶信息确定救援船舶类型对应的优先等级，并按注册时间戳的顺序分配船舶序号；所述主控中心维护导航列表，所述导航列表为三维列表T[m][n][S]，第一维m用于存储救援船舶的优先等级，第二维n用于按序存储救援船舶序号，第三维S为救援船舶的船舶动态信息数据结构。
进一步地，所述导航路径设置模块中还包括：
可通行区域确定子模块，主控中心基于优先等级顺序遍历导航列表，若当前优先等级存在未更新救援路径船舶，则按序号从小大到的顺序选定未更新救援路径船舶i，确定船舶i在预设时间段T内可通行区域,其中，Areaable为适航区，Areacondition为条件适航区，/>为船舶影响面及船舶在时间段T以速度V航行的航行影响面之和，/>表示对/>取反，/>表示取区域并集，/>表示取区域交集；
更新标志修改子模块，用于基于可通行区域确定船舶i的预设时间段T的直线导航路径并修改当前船舶i的更新标志为已更新；
循环遍历子模块，遍历当前优先等级的下一个序号船舶，重复上述步骤实现导航路径设置。
进一步地，若当前优先等级不存在未更新救援路径船舶，所述主控中心设置当前优先等级所有救援船舶的更新标志为未更新并进入下一优先等级。
进一步地，若所有优先等级均遍历结束，所述主控中心更新导航列表船舶动态信息数据结构，重新进入下一个更新救援路径循环。
本发明提供了一种船舶救援路径导航方法和系统，包括：主控中心与目标地点附近的浮标设备组网；救援船舶到达浮标设备通信范围时，向浮标设备注册船舶信息，浮标设备收集水域环境信息；浮标设备动态更新所获取的信息，并实时上传至主控中心；主控中心基于所获取的水域环境信息将目标水域划分为禁航区、适航区、条件适航区；进入导航路径设置步骤，实现救援船舶的导航路径设置。采用上述方案至少可以达到以下技术效果：（1）基于临时组网全面搜集目标水域信息，为主控中心提供救援管理和导航依据，基于实时更新的目标水域相关信息进行救援船舶导航，保证了救援导航的动态、灵活、安全、高效；（2）基于优先等级及预设顺序科学组织和实施导航规划，提高了水域救援成功率，同时在导航规划时考虑了包括与其它船舶的航线冲突在内的多个关键因素，进一步提高了导航效率。
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 (6)
1.一种船舶救援路径导航方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S100，主控中心与目标地点附近的浮标设备组网，其中，所述浮标设备包含无线通信传感器，所述目标地点为目标水域事故发生的地点；
步骤S110，所述主控中心接收所述浮标设备注册的救援船舶在目标水域基于固定周期上报的船舶动态信息，以识别船舶类型并分配船舶序号，并将救援船舶信息加入导航列表，其中，所述主控中心还接收所述浮标设备收集并上传的水域环境信息；
步骤S120，所述主控中心基于所述水域环境信息将所述目标水域划分为禁航区、适航区和条件适航区，并设置所述救援船舶的导航路径，所述禁航区为目标水域中所有救援船舶无法通行的区域；所述适航区为目标水域中所有救援船舶均可通行的区域；所述条件适航区为目标水域中根据救援船舶类型、救援能力而确定的部分救援船舶可通行的区域；
在所述步骤S110中，所述主控中心基于获取的注册船舶信息确定救援船舶类型对应的优先等级，并按注册时间戳的顺序分配船舶序号；所述主控中心维护导航列表，所述导航列表为三维列表T[m][n][S]，第一维m用于存储救援船舶的优先等级，第二维n用于按序存储救援船舶序号，第三维S为救援船舶的船舶动态信息数据结构；
首先考虑优先等级最高的救援船舶的路径设置，其次在优先等级相同的情况下，其次考虑先来先到的顺序原则实施导航规划，或者考虑当前救援船舶离其目标地的远近程度进行按序导航，或者速度快的救援船舶优先导航；
在所述步骤S120中，具体包括：
步骤S1201，主控中心基于优先等级顺序遍历导航列表，若当前优先等级存在未更新救援路径船舶，则选定未更新救援路径船舶i，确定船舶i在预设时间段T内可通行区域,其中，Areaable为适航区，Areacondition为条件适航区，/>为船舶影响面及船舶在时间段T以速度V航行的航行影响面之和，/>表示对/>取反，/>表示取区域并集，/>表示取区域交集；
步骤S1202，基于可通行区域确定船舶i的预设时间段T的直线导航路径并修改当前船舶i的更新标志为已更新；
步骤S1203，遍历当前优先等级的下一个序号船舶，重复上述步骤实现导航路径设置。
2.如权利要求1所述的船舶救援路径导航方法，其特征在于，若当前优先等级不存在未更新救援路径船舶，所述主控中心设置当前优先等级所有救援船舶的更新标志为未更新并进入下一优先等级。
3.如权利要求2所述的船舶救援路径导航方法，其特征在于，若所有优先等级均遍历结束，所述主控中心更新导航列表船舶动态信息数据结构，重新进入步骤S1201，进入下一个更新救援路径循环。
4.一种船舶救援路径导航系统，其特征在于：
浮标组网模块，用于使得主控中心与目标地点附近的浮标设备组网，其中，所述浮标设备包含无线通信传感器，所述目标地点为目标水域事故发生的地点；
水域信息收集模块，用于所述主控中心接收所述浮标设备注册的救援船舶在目标水域基于固定周期上报的船舶动态信息，以识别船舶类型并分配船舶序号，并将救援船舶信息加入导航列表，其中，所述主控中心还接收所述浮标设备收集并上传的水域环境信息；
导航路径设置模块，用于所述主控中心基于所述水域环境信息将所述目标水域划分为禁航区、适航区和条件适航区，并设置所述救援船舶的导航路径，所述禁航区为目标水域中所有救援船舶无法通行的区域；所述适航区为目标水域中所有救援船舶均可通行的区域；所述条件适航区为目标水域中根据救援船舶类型、救援能力而确定的部分救援船舶可通行的区域；
所述水域信息收集模块还用于使得所述主控中心基于获取的注册船舶信息确定救援船舶类型对应的优先等级，并按注册时间戳的顺序分配船舶序号；所述主控中心维护导航列表，所述导航列表为三维列表T[m][n][S]，第一维m用于存储救援船舶的优先等级，第二维n用于按序存储救援船舶序号，第三维S为救援船舶的船舶动态信息数据结构；首先考虑优先等级最高的救援船舶的路径设置，其次在优先等级相同的情况下，其次考虑先来先到的顺序原则实施导航规划，或者考虑当前救援船舶离其目标地的远近程度进行按序导航，或者速度快的救援船舶优先导航；
所述导航路径设置模块中还包括：
可通行区域确定子模块，用于使得主控中心基于优先等级顺序遍历导航列表，若当前优先等级存在未更新救援路径船舶，则选定未更新救援路径船舶i，确定船舶i在预设时间段T内可通行区域,其中，Areaable为适航区，Areacondition为条件适航区，/>为船舶影响面及船舶在时间段T以速度V航行的航行影响面之和，/>表示对取反，/>表示取区域并集，表示取区域交集；
更新标志修改子模块，用于基于可通行区域确定船舶i的预设时间段T的直线导航路径并修改当前船舶i的更新标志为已更新；
循环遍历子模块，用于遍历当前优先等级的下一个序号船舶，重复上述步骤实现导航路径设置。
5.如权利要求4所述的一种船舶救援路径导航系统，其特征在于：若当前优先等级不存在未更新救援路径船舶，所述主控中心设置当前优先等级所有救援船舶的更新标志为未更新并进入下一优先等级。
6.如权利要求5所述的一种船舶救援路径导航系统，其特征在于，若所有优先等级均遍历结束，所述主控中心更新导航列表船舶动态信息数据结构，重新进入下一个更新救援路径循环。
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116337083A (zh) | 2023-06-27 |
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