DE102019216449A1 - Method and device for creating a ship route map - Google Patents
Method and device for creating a ship route map Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019216449A1 DE102019216449A1 DE102019216449.8A DE102019216449A DE102019216449A1 DE 102019216449 A1 DE102019216449 A1 DE 102019216449A1 DE 102019216449 A DE102019216449 A DE 102019216449A DE 102019216449 A1 DE102019216449 A1 DE 102019216449A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- clusters
- travel
- data
- ships
- tracking data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G3/00—Traffic control systems for marine craft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen einer Schiffsroutenkarte (20), wobei Trackingdaten (10) von Schiffen mittels einer Eingangseinrichtung (2) empfangen oder erfasst werden, wobei die Trackingdaten (10) für jedes der Schiffe jeweils mindestens eine geordnete Menge an geographischen Positionen (41) mit jeweils zugehörigen Fahrtrichtungen (42) umfassen, wobei die Trackingdaten (10) der Schiffe mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung (3) in Abhängigkeit einer auf Grundlage eines Distanzmaßes bestimmten Distanz und mindestens eines vorgegebenen Grenzwertes miteinander zu Clustern (40) zusammengefasst werden, wobei das Distanzmaß sowohl eine Positionsdifferenz zwischen den einzelnen geographischen Positionen (41) als auch eine Fahrtrichtungsdifferenz zwischen den jeweils zugehörigen Fahrtrichtungen (42) berücksichtigt, und wobei jedem Cluster (40) eine geographische Position (41) und eine Fahrtrichtung (42) zugeordnet ist oder zugeordnet wird, und wobei die Cluster (40) über gerichtete Kanten (43,44) miteinander verknüpft werden oder verknüpft sind, und wobei die auf diese Weise erzeugte Menge der über die gerichteten Kanten (43,43) verknüpften Cluster (40) mittels einer Ausgangseinrichtung (4) als Schiffsroutenkarten-Datensatz (41) bereitgestellt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (1) zum Erstellen einer Schiffsroutenkarte (20).The invention relates to a method for creating a ship route map (20), tracking data (10) from ships being received or recorded by means of an input device (2), the tracking data (10) for each of the ships in at least one ordered set of geographical positions ( 41) with respectively associated travel directions (42), the tracking data (10) of the ships being combined to form clusters (40) by means of a data processing device (3) depending on a distance determined on the basis of a distance measure and at least one predetermined limit value Distance measure takes into account both a position difference between the individual geographic positions (41) and a travel direction difference between the respective associated travel directions (42), and a geographic position (41) and a travel direction (42) are or will be assigned to each cluster (40) , and wherein the clusters (40) ü Directed edges (43, 44) are linked to one another or are linked, and the set of clusters (40) linked via the directed edges (43, 43) generated in this way by means of an output device (4) as a ship route map data record (41 ) provided. The invention also relates to a device (1) for creating a ship route map (20).
Description
Die Erfindung betrifft eine Verfahren und eine Vorrichtung zum Erstellen einer Schiffsroutenkarte.The invention relates to a method and a device for creating a ship route map.
Der weltweite Schiffsverkehr ist seit Jahren ansteigend. Insbesondere im kommerziellen Bereich ist es üblich, mit Hilfe von Prognoseverfahren eine geschätzte Ankunftszeit (engl. estimated time of arrival, ETA) vorherzusagen. Um eine solche Vorhersage durchführen zu können, sind Schiffsroutenkarten notwendig, in denen die von Schiffen gefahrenen Schiffsrouten hinterlegt sind.Worldwide shipping traffic has been increasing for years. In the commercial sector in particular, it is common to use forecasting methods to predict an estimated time of arrival (ETA). In order to be able to carry out such a prediction, ship route maps are necessary in which the ship routes traveled by ships are stored.
Es ist bekannt, Schiffsroutenkarten aus Trackingdaten der Schiffe zu erstellen. Solche Trackingdaten werden beispielsweise über das weltweite Automatic Identification System (AIS) gewonnen, das in den Schiffen selbst installiert ist. Das Erstellen der Schiffsroutenkarten erfolgt hierbei jedoch manuell, indem die Trackingdaten an Orten, wo eine Dichte der Datenpunkte besonders hoch ist, zu Schiffsrouten zusammengefasst werden.It is known to create ship route maps from tracking data of the ships. Such tracking data is obtained, for example, via the worldwide Automatic Identification System (AIS), which is installed in the ships themselves. The ship route maps are created manually in this case, however, by combining the tracking data into ship routes at locations where the density of the data points is particularly high.
Aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erstellen einer Schiffsroutenkarte zu verbessern.The invention is based on the object of improving a method and a device for creating a ship route map.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention by a method with the features of
Insbesondere wird ein Verfahren zum Erstellen einer Schiffsroutenkarte zur Verfügung gestellt, wobei Trackingdaten von Schiffen mittels einer Eingangseinrichtung empfangen oder erfasst werden, wobei die Trackingdaten für jedes der Schiffe jeweils mindestens eine geordnete Menge an geographischen Positionen mit jeweils zugehörigen Fahrtrichtungen umfassen, wobei die Trackingdaten der Schiffe mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung in Abhängigkeit einer auf Grundlage eines Distanzmaßes bestimmten Distanz und mindestens eines vorgegebenen Grenzwertes miteinander zu Clustern zusammengefasst werden, wobei das Distanzmaß sowohl eine Positionsdifferenz zwischen den einzelnen geographischen Positionen als auch eine Fahrtrichtungsdifferenz zwischen den jeweils zugehörigen Fahrtrichtungen berücksichtigt, und wobei jedem Cluster eine geographische Position und eine Fahrtrichtung zugeordnet ist oder zugeordnet wird, und wobei die Cluster über gerichtete Kanten miteinander verknüpft werden oder verknüpft sind, und wobei die auf diese Weise erzeugte Menge der über die gerichteten Kanten verknüpften Cluster mittels einer Ausgangseinrichtung als Schiffsroutenkarten-Datensatz bereitgestellt wird.In particular, a method for creating a ship route map is provided, wherein tracking data from ships are received or recorded by means of an input device, the tracking data for each of the ships each comprising at least one ordered set of geographical positions with respectively associated directions of travel, the tracking data of the ships are combined into clusters by means of a data processing device depending on a distance determined on the basis of a distance measure and at least one predetermined limit value, the distance measure taking into account both a position difference between the individual geographical positions and a travel direction difference between the respective associated travel directions, and each cluster taking into account one geographical position and a direction of travel is assigned or is assigned, and wherein the clusters are linked to one another via directed edges or are linked, and the set of clusters linked via the directed edges generated in this way is provided as a ship route map data record by means of an output device.
Ferner wird insbesondere eine Vorrichtung zum Erstellen einer Schiffsroutenkarte geschaffen, umfassend eine Eingangseinrichtung, eine Datenverarbeitungseinrichtung, und eine Ausgangseinrichtung, wobei die Eingangseinrichtung dazu eingerichtet ist, Trackingdaten von Schiffen zu empfangen oder zu erfassen, wobei die Trackingdaten für jedes der Schiffe jeweils mindestens eine geordnete Menge an geographischen Positionen mit jeweils zugehörigen Fahrtrichtungen umfassen, und wobei die Datenverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Trackingdaten der Schiffe in Abhängigkeit einer auf Grundlage eines Distanzmaßes bestimmten Distanz und mindestens eines vorgegebenen Grenzwertes miteinander zu Clustern zusammenzufassen, wobei das Distanzmaß sowohl eine Positionsdifferenz zwischen den einzelnen geographischen Positionen als auch eine Fahrtrichtungsdifferenz zwischen den jeweils zugehörigen Fahrtrichtungen berücksichtigt, und wobei jedem Cluster eine geographische Position und eine Fahrtrichtung zugeordnet ist oder zugeordnet wird, und die Cluster über gerichtete Kanten miteinander zu verknüpfen, und wobei die Ausgangseinrichtung dazu eingerichtet ist, die auf diese Weise erzeugte Menge der über die gerichteten Kanten verknüpften Cluster als Schiffsroutenkarten-Datensatz bereitzustellen.Furthermore, in particular a device for creating a ship route map is created, comprising an input device, a data processing device, and an output device, the input device being configured to receive or record tracking data from ships, the tracking data for each of the ships in at least one ordered set at geographical positions with respectively associated travel directions, and wherein the data processing device is set up to combine the tracking data of the ships into clusters as a function of a distance determined on the basis of a distance measure and at least one predetermined limit value, the distance measure being both a position difference between the individual geographical Positions as well as a travel direction difference between the respective associated travel directions are taken into account, and each cluster has a geographical position and a journey Direction is assigned or is assigned, and to link the clusters to one another via directed edges, and wherein the output device is set up to provide the quantity of clusters linked via the directed edges generated in this way as a ship route map data set.
Das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen es, ausgehend von, beispielsweise in Form von historischen AIS-Daten, bereitgestellten Trackingdaten eine Schiffsroutenkarte zu erstellen. Hierzu werden die Trackingdaten von mehreren Schiffen zu Clustern zusammengefasst, wobei dies auf Grundlage sowohl der in den Trackingdaten enthaltenen geographischen Positionen als auch jeweils zugehöriger Fahrtrichtungen erfolgt. Um sowohl die geographischen Positionen als auch die zugehörigen Fahrtrichtungen zu berücksichtigen, wird ein entsprechendes Distanzmaß gewählt. Ausgehend von einer geographischen Position und der zugehörigen Fahrtrichtung in den Trackingdaten eines Schiffes und der geographischen Position und der Fahrtrichtung, die einem Cluster zugeordnet sind, wird bestimmt, ob die mittels des Distanzmaßes bestimmte Distanz unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt oder nicht. Ist dies der Fall, so wird der Datenpunkt der Trackingdaten, das heißt die geographische Position und die zugehörige Fahrtrichtung, dem Cluster zugeordnet, anderenfalls nicht. Jedem Cluster sind eine geographische Position und eine Fahrtrichtung zugeordnet. Die zugeordnete geographische Position ist hierbei insbesondere eine über alle dem Cluster über die Trackingdaten zugeordneten geographischen Positionen gemittelte geographische Position. In derselben Weise wird insbesondere auch die Fahrtrichtung über alle dem Cluster zugeordneten Fahrtrichtungen gemittelt. Existiert für eine geographische Position in den Trackingdaten noch kein Cluster, dem der betrachtete Datenpunkt zugeordnet werden kann, so wird ausgehend von der betrachteten geographischen Position der Trackingdaten und der zugehörigen Fahrtrichtung ein neuer Cluster erzeugt. Die einzelnen Cluster sind über gerichtete Kanten miteinander verknüpft. Die Verknüpfung erfolgt hierbei insbesondere über eine zeitliche Abfolge der einzelnen geographischen Positionen in den jeweiligen Trackingdaten der Schiffe. Werden beispielsweise die Trackingdaten zweier Schiffe, die parallel zueinander gefahren sind, zu Clustern zusammengefasst, so erfolgt eine Verknüpfung der Cluster über die gerichteten Kanten insbesondere in der Richtung, in der die einzelnen geographischen Positionen (zeitlich) miteinander verknüpft sind bzw. die einer (zeitlichen) Abfolge der geographischen Positionen entspricht. Sind die Trackingdaten aller Schiffe derart zu miteinander verknüpften Clustern zusammengefasst, so wird die erzeugte Menge der über die gerichteten Kanten verknüpften Cluster als Schiffsroutenkarten-Datensatz bereitgestellt. Insbesondere wird der Schiffsrouten-Datensatz ausgegeben, beispielsweise in Form eines digitalen Datenpakets an einer hierfür vorgesehenen Schnittstelle.The method and the device make it possible to create a ship route map on the basis of tracking data provided, for example in the form of historical AIS data. For this purpose, the tracking data from several ships are combined into clusters, this being done on the basis of both the geographical positions contained in the tracking data and the respective associated directions of travel. In order to take into account both the geographical positions and the associated driving directions, a corresponding distance measure is selected. Starting from a geographical position and the associated direction of travel in the tracking data of a ship and the geographical position and direction of travel assigned to a cluster, it is determined whether the distance determined by means of the distance measure is below a predetermined limit value or not. If this is the case, the data point becomes the Tracking data, that is, the geographical position and the associated direction of travel, assigned to the cluster, otherwise not. A geographical position and a direction of travel are assigned to each cluster. The assigned geographical position is in particular a geographical position averaged over all geographical positions assigned to the cluster via the tracking data. In the same way, in particular, the direction of travel is also averaged over all directions of travel assigned to the cluster. If there is not yet a cluster for a geographical position in the tracking data to which the observed data point can be assigned, a new cluster is generated based on the observed geographical position of the tracking data and the associated direction of travel. The individual clusters are linked to one another via directed edges. The link takes place here in particular via a chronological sequence of the individual geographical positions in the respective tracking data of the ships. If, for example, the tracking data of two ships that have traveled parallel to one another are combined into clusters, the clusters are linked via the directed edges, in particular in the direction in which the individual geographical positions are linked to one another (temporally) or those of one (temporal) ) Corresponds to the sequence of geographical positions. If the tracking data of all ships are combined in this way to form linked clusters, the generated quantity of the clusters linked via the directed edges is provided as a ship route map data record. In particular, the ship route data record is output, for example in the form of a digital data packet at an interface provided for this purpose.
Ein Vorteil des Verfahrens und der Vorrichtung ist, dass eine Schiffsroutenkarte automatisiert erstellt und bereitgestellt werden kann. Mittels des offenbarten Verfahrens ist es insbesondere möglich, Schiffsrouten als „Einbahnstraßen“ zu identifizieren und zu definieren, das heißt Schiffsrouten, auf denen die Schiffe überwiegend oder ausschließlich eine Fahrtrichtung aufweisen. Dies stellt insbesondere einen Vorteil gegenüber Schiffsroutenkarten dar, die lediglich auf Grundlage einer Dichte von geographischen Positionen erstellt wurden, ohne dass hierbei eine Fahrtrichtung berücksichtigt wurde.One advantage of the method and the device is that a ship route map can be created and provided in an automated manner. By means of the disclosed method it is possible in particular to identify and define ship routes as “one-way streets”, that is to say ship routes on which the ships predominantly or exclusively have one direction of travel. This represents in particular an advantage over ship route maps which were created only on the basis of a density of geographical positions without taking a direction of travel into account.
Die Trackingdaten umfassen insbesondere für jedes der Schiffe jeweils mindestens eine, insbesondere zeitlich, geordnete Menge an Datenpunkten. Ein Datenpunkt umfasst jeweils ein aus einer geographischen Position und einer zugehörigen Fahrtrichtung gebildetes Tupel. Geordnet soll in diesem Zusammenhang insbesondere bedeuten, dass einzelne geographische Positionen miteinander verknüpft sind, das heißt in einer vorgegebenen Reihenfolge von dem betrachteten Schiff durchfahren wurden. Eine solche geordnete Menge kann auch als Trajektorie des Schiffes bezeichnet werden. Jeder geographischen Position ist hierbei eine Fahrtrichtung zugeordnet, die angibt, in welcher Richtung das betrachtete Schiff die geographische Position durchfahren hat. Die geographische Position wird beispielsweise in Form von geographischen Koordinaten (Längengrad und Breitengrad) angegeben. Die Fahrtrichtung wird beispielsweise durch einen Wert zwischen 0 und 360° angegeben. Die Trackingdaten sind insbesondere AIS-Daten.The tracking data include, in particular, for each of the ships, in each case at least one, in particular chronologically, ordered amount of data points. Each data point comprises a tuple formed from a geographical position and an associated direction of travel. In this context, ordered is intended to mean, in particular, that individual geographical positions are linked to one another, that is to say that the ship under consideration has passed through in a predetermined sequence. Such an ordered set can also be referred to as the ship's trajectory. A direction of travel is assigned to each geographical position, which indicates the direction in which the ship under consideration has passed through the geographical position. The geographical position is indicated, for example, in the form of geographical coordinates (longitude and latitude). The direction of travel is indicated, for example, by a value between 0 and 360 °. The tracking data are in particular AIS data.
Der vorgegebene Grenzwert wird insbesondere in Form eines Abstands (z.B. 1 km, 2 km, 10 km etc.) vorgegeben. Je nachdem, ob die mittels des Distanzmaßes bestimmte Distanz kleiner als der vorgegebene Grenzwert, das heißt kleiner als der vorgegebene Abstand, ist oder nicht, wird eine Zuordnung zu einem Cluster vorgenommen oder nicht.The specified limit value is specified in particular in the form of a distance (e.g. 1 km, 2 km, 10 km, etc.). Depending on whether the distance determined by means of the distance measure is smaller than the predefined limit value, that is to say smaller than the predefined distance, or not, an assignment to a cluster is made or not.
Insbesondere ist vorgesehen, dass zum Zusammenfassen der Trackingdaten zu Clustern das BIRCH-Verfahren verwendet wird, wobei das hierbei verwendete Distanzmaß verfahrensgemäß derart angepasst wird, dass sowohl eine Positionsdifferenz zwischen den einzelnen geographischen Positionen als auch eine Fahrtrichtungsdifferenz zwischen den jeweils zugehörigen Fahrtrichtungen berücksichtigt wird.In particular, it is provided that the BIRCH method is used to combine the tracking data into clusters, the distance measure used here being adapted according to the method in such a way that both a position difference between the individual geographical positions and a travel direction difference between the respective associated travel directions are taken into account.
Teile der Vorrichtung können einzeln oder zusammengefasst als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird.Parts of the device can be designed individually or collectively as a combination of hardware and software, for example as program code that is executed on a microcontroller or microprocessor.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass den gerichteten Kanten zwischen den Clustern ein Gewichtungswert zugeordnet ist oder zugeordnet wird, wobei der Gewichtungswert zwischen zwei miteinander verbundenen Clustern für jede aufgrund von Trackingdaten hinzukommende gleichgerichtete Verknüpfung zwischen diesen Clustern erhöht wird, und wobei der Gewichtungswert zwischen zwei miteinander verknüpften Clustern für jede aufgrund von Trackingdaten hinzukommende Verknüpfung zwischen diesen Clustern, die in entgegengesetzter Richtung verläuft, verringert wird. Der Gewichtungswert entspricht hierbei einer Wertigkeit der Verknüpfung bzw. Verbindung zwischen zwei Clustern und wird beispielsweise als natürliche Zahl oder ganze Zahl angegeben. Hierdurch kann eine Anzahl von Schiffen, die die gleiche Schiffsroute gefahren sind, bestimmt bzw. zugeordnet werden. Je mehr Schiffe die gleiche Schiffsroute gefahren sind, desto mehr geographische Positionen wurden den Clustern in gleicher Weise, insbesondere in gleicher Fahrtrichtung, zugeordnet. Für jedes Schiff, das einen über jeweils zwei miteinander über eine gerichtete Kante verknüpfte Cluster abgebildeten Teil der Schiffsroute entlanggefahren ist, wird der Gewichtungswert der gerichteten Kante, beispielsweise um den Wert 1, erhöht. Ist ein Schiff hingegen in entgegengesetzter Richtung gefahren, so wird der Gewichtungswert für die gerichtete Kante, beispielsweise um den Wert 1, verringert. Hierdurch kann insbesondere verhindert werden, dass Vor-und-Zurück-Verknüpfungen zwischen benachbarten Clustern entstehen, bei denen geographische Positionen benachbarten Clustern mehrmals zugeordnet werden (Verbindungen in Form von A → B, B → A, A → B). Ausgehend von den Gewichtungswerten der gerichteten Kanten zwischen den Clustern kann in der erstellten Schiffsroutenkarte bestimmt werden, wie häufig die Schiffsroute im Vergleich zu anderen Schiffsrouten gefahren wird bzw. wurde.In one embodiment it is provided that a weighting value is or is assigned to the directed edges between the clusters, the weighting value between two interconnected clusters being increased for each unidirectional link between these clusters due to tracking data, and the weighting value between two with one another linked clusters is reduced for each additional link between these clusters due to tracking data that runs in the opposite direction. The weighting value here corresponds to a valency of the link or connection between two clusters and is specified, for example, as a natural number or whole number. As a result, a number of ships that have traveled the same ship route can be determined or assigned. The more ships have traveled the same route, the more geographical positions were assigned to the clusters in the same way, in particular in the same direction of travel, assigned. The weighting value of the directed edge is increased, for example by the
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mittels der Eingangseinrichtung mindestens eine statische geographische Position empfangen wird, wobei für die mindestens eine statische geographische Position mittels der Datenverarbeitungseinrichtung zwei Cluster erzeugt werden, und wobei die zwei erzeugten Cluster mit Clustern, die in einem vorgegebenen Umkreis um die mindestens eine statische geographische Position liegen, verknüpft werden, wobei die zugehörigen gerichteten Kanten dieser Verknüpfungen für die zwei Cluster unterschiedliche Richtungen aufweisen. Hierdurch können Häfen an die jeweils über die miteinander verknüpften Cluster abgebildeten Schiffsrouten in der Schiffsroutenkarte angebunden werden. Die statischen geographischen Koordinaten für einen Hafen werden hierbei fest vorgegeben. Um sowohl eine Fahrtrichtung in Richtung des Hafens als auch eine Fahrtrichtung vom Hafen weg zu ermöglichen, werden, da ein Cluster nur eine Fahrtrichtung aufweisen kann, zwei Cluster erzeugt. Die erzeugten Cluster werden dann mit Clustern in der Nähe verknüpft. Hierbei kann vorgesehen sein, dass ein Suchradius für Cluster im Umkreis der geographischen Position eines Hafens schrittweise erhöht wird (z.B. in den Schritten 2 km, 4 km, 8 km), wenn anfangs kein Cluster gefunden wird.In one embodiment it is provided that at least one static geographical position is received by means of the input device, two clusters being generated for the at least one static geographical position by means of the data processing device, and the two clusters generated with clusters that are located in a predetermined radius around the at least one static geographical position are linked, the associated directed edges of these links having different directions for the two clusters. In this way, ports can be linked to the ship routes shown in the ship route map via the linked clusters. The static geographic coordinates for a port are fixed here. In order to enable both a direction of travel in the direction of the port and a direction of travel away from the port, since a cluster can only have one direction of travel, two clusters are generated. The generated clusters are then linked to clusters in the vicinity. It can be provided that a search radius for clusters in the vicinity of the geographical position of a port is gradually increased (e.g. in steps of 2 km, 4 km, 8 km) if no cluster is initially found.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass als Distanzmaß eine gewichtete Summe zwischen einer jeweiligen Positionsdifferenz und der zugehörigen Fahrtrichtungsdifferenz gebildet wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass als Distanzmaß die folgende Funktion verwendet wird:
Um eine Gewichtung des Unterschieds in den Fahrtrichtungen festzulegen, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass F = (1000 m/10°). Eine Fahrtrichtungsdifferenz von 10° entspricht dann einem Abstand zwischen den geographischen Positionen von 1000 m. Im genannten Beispiel würde sich in diesem Fall
In einer weiteren Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass das Distanzmaß derart gewählt ist, dass eine Fahrtrichtungsdifferenz in der bestimmten Distanz überproportional stark in Abhängigkeit der bestimmten Fahrtrichtungsdifferenz berücksichtigt wird. Hierdurch kann eine große Fahrtrichtungsdifferenz stärker berücksichtigt werden. Beispielsweise kann die folgende Funktion als Distanzmaß verwendet werden:
Der Faktor F wird hierbei beispielsweise wie folgt gewählt:
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mittels der Datenverarbeitungseinrichtung eine Clusterauflösung in Abhängigkeit einer zugehörigen geographischen Position festgelegt wird. Dies ermöglicht es, eine Clusterauflösung für unterschiedliche geographische Regionen separat festzulegen. Insbesondere ermöglicht dies, auch im Nachhinein eine Auflösung zu verringern, beispielsweise, wenn sich Schiffsrouten in der Schiffsroutenkarte erkennen lassen, die auch mit einer geringeren Clusterauflösung in ausreichender Detailgenauigkeit abgebildet werden können. Zum Verringern der Auflösung werden benachbarte Cluster zusammengefasst, wobei das Vorgehen hierbei analog zu der bereits beschriebenen Zuordnung von Datenpunkten bzw. geographischen Positionen der Trackingdaten zu einzelnen Clustern ist. Die Cluster werden in Abhängigkeit einer mittels des Distanzmaßes bestimmten Distanz und eines jeweils vorgegebenen Grenzwertes, der entsprechend der gewünschten Clusterauflösung gewählt wird, zusammengefasst.In one embodiment it is provided that a cluster resolution is determined by means of the data processing device as a function of an associated geographical position. This enables a cluster resolution to be specified separately for different geographic regions. In particular, this makes it possible to reduce a resolution even afterwards, for example if ship routes can be recognized in the ship route map, which can also be mapped with a lower cluster resolution in sufficient detail. To reduce the resolution, neighboring clusters are combined, the procedure here being analogous to the already described assignment of data points or geographical positions of the tracking data to individual clusters. The clusters are combined as a function of a distance determined by means of the distance measure and a respectively predetermined limit value which is selected according to the desired cluster resolution.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Clusterauflösung auf Grundlage einer vorgegebenen Bereichskarte festgelegt wird oder festgelegt ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass Bereiche, in denen eine Clusterauflösung verringert wird, auf Grundlage der vorgegebenen Bereichskarte festgelegt werden oder festgelegt sind. Die Bereichskarte definiert insbesondere eine Clusterauflösung für Bereiche der Erdoberfläche. In einem einfachen Beispiel einer solchen Bereichskarte kann vorgesehen sein, dass in Küstennähe, das heißt beispielsweise in einem Abstand von ≤ 5 km von der Küste eine Clusterauflösung von 1 km vorgesehen ist, in einem Abstand von > 5 km hingegen eine Clusterauflösung von 5 km und in einem Abstand von ≥ 30 km eine Clusterauflösung von 10 km. Hierdurch kann insbesondere auch eine Nachbearbeitung der Auflösung der Schiffsroutenkarte in Abhängigkeit der in der Bereichskarte hinterlegten Vorgaben erfolgen, wenn eine Clusterauflösung beim ersten Erstellen oberhalb der jeweils festgelegten Clusterauflösung liegt. Eine Datenmenge der Schiffsroutenkarte lässt sich hierdurch gezielt reduzieren, ohne dass für relevante Bereiche der Erdoberfläche eine Auflösung der Schiffsroutenkarte reduziert werden muss. Zum Verringern der Auflösung werden benachbarte Cluster zusammengefasst, wobei das Vorgehen hierbei analog zu der bereits beschriebenen Zuordnung von Datenpunkten bzw. geographischen Positionen der Trackingdaten zu einzelnen Clustern ist. Die Cluster werden in Abhängigkeit einer mittels des Distanzmaßes bestimmten Distanz und eines jeweils vorgegebenen Grenzwertes, der entsprechend der gewünschten Clusterauflösung gewählt wird, zusammengefasst.In one embodiment it is provided that the cluster resolution is established or is established on the basis of a predetermined area map. In particular, it can be provided that areas in which a cluster resolution is reduced are or are defined on the basis of the predetermined area map. The area map defines in particular a cluster resolution for areas of the Surface of the earth. In a simple example of such an area map, provision can be made for a cluster resolution of 1 km to be provided near the coast, i.e. for example at a distance of ≤ 5 km from the coast, whereas at a distance of> 5 km, a cluster resolution of 5 km and a cluster resolution of 10 km at a distance of ≥ 30 km. As a result, the resolution of the ship route map can in particular also be post-processed as a function of the specifications stored in the area map if a cluster resolution is above the respectively specified cluster resolution when it is first created. A quantity of data on the ship route map can thereby be reduced in a targeted manner, without a resolution of the ship route map having to be reduced for relevant areas of the earth's surface. To reduce the resolution, neighboring clusters are combined, the procedure here being analogous to the already described assignment of data points or geographical positions of the tracking data to individual clusters. The clusters are combined as a function of a distance determined by means of the distance measure and a respectively predetermined limit value which is selected according to the desired cluster resolution.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mittels der Datenverarbeitungseinrichtung eine Clusterauflösung in Abhängigkeit einer Änderung zwischen den jeweils zugeordneten Fahrtrichtungen miteinander verknüpfter Cluster verringert wird. Eine Clusterauflösung bezeichnet hierbei insbesondere eine Anzahl von Clustern pro Wegstrecken. Hierdurch ist es möglich, eine Clusterauflösung von Schiffsrouten in den Bereichen zu reduzieren, in denen die Schiffsroute auch mit einer geringeren Clusterauflösung ausreichend genau beschrieben werden kann. Dies ist insbesondere in Bereichen der Fall, in denen eine Schiffsroute über eine längere Wegstrecke hinweg geradeaus verläuft. Dies lässt sich erkennen, indem eine Änderung zwischen den Fahrtrichtungen bestimmt wird, die jeweils benachbarten Clustern zugeordnet sind. Ist die Änderung der Fahrtrichtung über mehrere Cluster hinweg gering, das heißt liegt die Änderung der Fahrtrichtung beispielsweise unterhalb von einem vorgegebenen Schwellenwert (z.B. < 2°, < 5°...etc.), so können die betroffenen Cluster auf eine geringere Anzahl an Clustern reduziert werden, ohne dass eine Abbildung der Schiffsroute hierdurch an Genauigkeit einbüßt. Eine Datenmenge für Bereiche, in denen Schiffsrouten größtenteils geradeaus verlaufen, kann hierdurch verringert werden, ohne die Genauigkeit zu beeinträchtigen. Zum Verringern der Clusterauflösung werden anschließend benachbarte Cluster zusammengefasst, wobei das Vorgehen hierbei analog zu der bereits beschriebenen Zuordnung von Datenpunkten bzw. geographischen Positionen der Trackingdaten zu einzelnen Clustern ist. Die Cluster werden in Abhängigkeit einer mittels des Distanzmaßes bestimmten Distanz und eines jeweils vorgegebenen Grenzwertes, der entsprechend der gewünschten Clusterauflösung gewählt wird, zusammengefasst.In one embodiment it is provided that a cluster resolution is reduced by means of the data processing device as a function of a change between the respectively assigned directions of travel of clusters linked to one another. A cluster resolution here refers in particular to a number of clusters per route. This makes it possible to reduce a cluster resolution of ship routes in those areas in which the ship route can be described with sufficient accuracy even with a lower cluster resolution. This is particularly the case in areas in which a ship route runs straight ahead over a longer distance. This can be seen by determining a change between the directions of travel that are assigned to neighboring clusters. If the change in the direction of travel is small over several clusters, i.e. if the change in the direction of travel is, for example, below a specified threshold value (e.g. <2 °, <5 ° ... etc.), The clusters concerned can respond to a smaller number Clusters can be reduced without a mapping of the ship route thereby losing accuracy. An amount of data for areas in which ship routes are mostly straight can thereby be reduced without impairing the accuracy. In order to reduce the cluster resolution, neighboring clusters are then combined, the procedure here being analogous to the already described assignment of data points or geographical positions of the tracking data to individual clusters. The clusters are combined as a function of a distance determined by means of the distance measure and a respectively predetermined limit value which is selected according to the desired cluster resolution.
Weitere Merkmale zur Ausgestaltung der Vorrichtung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausgestaltungen des Verfahrens. Die Vorteile der Vorrichtung sind hierbei jeweils die gleichen wie bei den Ausgestaltungen des VerfahrensFurther features for the configuration of the device emerge from the description of configurations of the method. The advantages of the device are in each case the same as in the embodiments of the method
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Erstellen einer Schiffsroutenkarte; -
2 eine schematische Darstellung einer Schiffsroutenkarte; -
3 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung der Anbindung einer statischen geographischen Position eines Hafens an Schiffsrouten in der Schiffsroutenkarte.
-
1 a schematic representation of an embodiment of the device for creating a ship route map; -
2 a schematic representation of a ship route map; -
3 a schematic representation to illustrate the connection of a static geographical position of a port to ship routes in the ship route map.
In
Die Eingangseinrichtung
Die Datenverarbeitungseinrichtung
Die auf diese Weise erzeugte Menge der über die gerichteten Kanten verknüpften Cluster definiert die Schiffsroutenkarte
Die in Form des Schiffsrouten-Datensatz
Es kann vorgesehen sein, dass den gerichteten Kanten zwischen den Clustern ein Gewichtungswert zugeordnet ist oder zugeordnet wird, wobei der Gewichtungswert zwischen zwei miteinander verbundenen Clustern für jede aufgrund von Trackingdaten
Ferner kann vorgesehen sein, dass als Distanzmaß eine gewichtete Summe zwischen einer jeweiligen Positionsdifferenz und der zugehörigen Fahrtrichtungsdifferenz gebildet wird.Furthermore, it can be provided that a weighted sum between a respective position difference and the associated travel direction difference is formed as a distance measure.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass das Distanzmaß derart gewählt ist, dass eine Fahrtrichtungsdifferenz in der bestimmten Distanz überproportional stark in Abhängigkeit der bestimmten Fahrtrichtungsdifferenz berücksichtigt wird.It can further be provided that the distance measure is selected such that a travel direction difference in the determined distance is taken into account disproportionately as a function of the determined travel direction difference.
In
Es kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine vorgegebene Grenzwert in Abhängigkeit der geographischen Position gewählt ist oder gewählt wird.It can be provided that the at least one predetermined limit value is selected or is selected as a function of the geographical position.
Weiter kann vorgesehen sein, dass mittels der Datenverarbeitungseinrichtung
Es kann vorgesehen sein, dass die Clusterauflösung auf Grundlage einer vorgegebenen Bereichskarte festgelegt wird oder festgelegt ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass Bereiche
Es kann vorgesehen sein, dass mittels der Datenverarbeitungseinrichtung
In dem Küstenbereich
Dies ist schematisch in der
In der
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- EingangseinrichtungEntrance facility
- 33
- DatenverarbeitungseinrichtungData processing device
- 44th
- AusgangseinrichtungExit facility
- 1010
- TrackingdatenTracking data
- 1111
- statische geographische Position (Hafen)static geographic position (port)
- 2020th
- SchiffsroutenkarteShip route map
- 2121
- Schiffsrouten-DatensatzShip route record
- 3030th
- SchiffsrouteShip route
- 3131
- KüstenbereichCoastal area
- 3232
- FestlandMainland
- 3333
- Hafenport
- 3434
- HochseebereichOffshore area
- 4040
- ClusterCluster
- 4141
- geographische Positiongeographical position
- 4242
- FahrtrichtungDirection of travel
- 4343
- gerichtete Kante (eine Richtung)directed edge (one direction)
- 4444
- gerichtete Kante (andere Richtung)directed edge (other direction)
- 5050
- UmkreisRadius
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
- T. Zhang et al., BIRCH: an efficient data clustering method for very large databases, ACM Sigmod Record, 1996 [0004]T. Zhang et al., BIRCH: an efficient data clustering method for very large databases, ACM Sigmod Record, 1996 [0004]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019216449.8A DE102019216449A1 (en) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | Method and device for creating a ship route map |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019216449.8A DE102019216449A1 (en) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | Method and device for creating a ship route map |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019216449A1 true DE102019216449A1 (en) | 2021-04-29 |
Family
ID=75378819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019216449.8A Pending DE102019216449A1 (en) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | Method and device for creating a ship route map |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019216449A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220146266A1 (en) * | 2019-03-20 | 2022-05-12 | Seavantage Ltd. | Course guidance method for efficient sailing of ship |
DE102023001619B3 (en) | 2023-04-24 | 2024-09-05 | Mercedes-Benz Group AG | Method for determining the direction of travel of a vehicle |
-
2019
- 2019-10-25 DE DE102019216449.8A patent/DE102019216449A1/en active Pending
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SHENG, P. und YIN, J.: Extracting Shipping Route Patterns by Trajectory Clustering Model Based on Automatic Identification System Data. Sustainability, Vol.10, No. 7, 2018, S. 2327, DOI: 10.3390/su10072327. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220146266A1 (en) * | 2019-03-20 | 2022-05-12 | Seavantage Ltd. | Course guidance method for efficient sailing of ship |
US11719543B2 (en) * | 2019-03-20 | 2023-08-08 | Seavantage Ltd. | Course guidance method for efficient sailing of ship |
DE102023001619B3 (en) | 2023-04-24 | 2024-09-05 | Mercedes-Benz Group AG | Method for determining the direction of travel of a vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102015207804B4 (en) | Method for detecting parking areas and / or open spaces | |
DE112014004990B4 (en) | Method for generating exact lane level maps | |
EP2507589B1 (en) | Method for simplifying a description of a route | |
EP3380810B1 (en) | Method, device, map processing device and system for precise localization of a vehicle in its surroundings | |
EP3279050A1 (en) | Control system and control method for selecting and tracking a motor vehicle | |
DE102010027775A1 (en) | Navigation system for use in motor vehicle, has reading device providing card information, and evaluation device determining movement path over grid points based on movement parameter and providing navigation information based on path | |
DE102018214510A1 (en) | Parking ticket generation on the street | |
EP3387633B1 (en) | Method and system for predicting traffic in sea areas of limited cross-section | |
DE102010007091A1 (en) | Method for determining the position of a motor vehicle | |
EP3279049B1 (en) | Control system and control method for determining a roadway | |
DE102019216449A1 (en) | Method and device for creating a ship route map | |
EP3279051B1 (en) | Control system and control method for selecting and tracking a motor vehicle | |
DE102016207089A1 (en) | Method and device for comparing two maps with landmarks stored therein | |
DE102018209804A1 (en) | Method and device for predicting a likely driving route for a vehicle | |
DE102007015227A1 (en) | Method for determining active drive lane of roadway from vehicle, involves determining active drive lane from vehicle by artificial neuronal network that has input layer, activation layer and output layer | |
DE102018202970A1 (en) | Method for determining topological information of a road intersection | |
DE102010052098A1 (en) | Method for planning and/or guiding route in motor vehicle i.e. car, involves determining traffic lane markings of traffic lanes and additional traffic lanes, and determining lane changes of driving paths based on traffic lane markings | |
DE102020128484A1 (en) | System and method for avoiding rear-end cross-traffic collisions | |
DE102020203543A1 (en) | Method and system for creating a semantic representation of the surroundings of a vehicle | |
DE102013217060A1 (en) | Accurate positioning of a vehicle | |
DE102017100871A1 (en) | Determining a measure of a local traffic density by a driver assistance system of a motor vehicle | |
DE102020004689A1 (en) | Method for determining an inclination of a road surface for a vehicle | |
DE102020119498A1 (en) | Method for estimating a vehicle's own motion based on measurements from a lidar sensor and computing device | |
DE102019206336A1 (en) | Method and device for creating a first map | |
DE102019119002A1 (en) | Determining a lane boundary |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication |