本發(fā)明涉及船舶交通管理，尤其涉及一種船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著航運(yùn)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，船舶需求不斷上升，逐漸向智能化、大型化、多樣化的方向發(fā)展，這就導(dǎo)致了海運(yùn)航道上船舶數(shù)量的不斷增加，尤其是在港口周邊海域以及近岸海域水域承載負(fù)荷增大，船舶在近岸海域航行過程中面臨的風(fēng)險(xiǎn)也日益增多。因此，船舶軌跡狀態(tài)的識(shí)別變得尤為重要。準(zhǔn)確的船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別不僅有助于保障船舶的航行安全，減少海難事故的發(fā)生，還能優(yōu)化航道資源利用，提升航運(yùn)效率。

2、對(duì)于船舶軌跡狀態(tài)的識(shí)別需要依賴于船舶航行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在船舶航行數(shù)據(jù)方面，船舶需裝配并開啟船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（automatic?identification?system，ais），它每隔一小段時(shí)間就會(huì)自動(dòng)播發(fā)船名、海上移動(dòng)業(yè)務(wù)標(biāo)識(shí)碼（maritime?mobile?serviceidentity，mmsi）、經(jīng)緯度、航行時(shí)間戳等時(shí)空信息，通過設(shè)備采集后存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫中，成為成本最低、覆蓋最廣的船舶動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源。盡管船舶配備的ais能夠提供豐富的船舶海上航行數(shù)據(jù)，但如何有效利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的軌跡狀態(tài)識(shí)別仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。

3、現(xiàn)有的船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別方式通常采用傳統(tǒng)物理學(xué)統(tǒng)計(jì)模型，雖然模型簡化，但是其只能基本滿足船舶軌跡短時(shí)序的預(yù)測(cè)場景，對(duì)船舶軌跡長時(shí)序的預(yù)測(cè)并不準(zhǔn)確，可能存在“先靠岸?？亢箅x岸”等多段軌跡狀態(tài)混雜的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)針對(duì)船舶軌跡長時(shí)序的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性較低的問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別方法，包括：

3、獲取連續(xù)時(shí)間段內(nèi)船舶的軌跡序列；所述軌跡序列包括多個(gè)按時(shí)間先后順序排序的軌跡點(diǎn)；

4、基于各所述軌跡點(diǎn)到海岸線的距離，匹配各所述軌跡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的靠岸等級(jí)；

5、基于相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的靠岸等級(jí)，確定相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)之間的軌跡方向值，生成軌跡方向序列；

6、基于所述軌跡方向序列，將所述軌跡序列分割為多個(gè)軌跡方向不同的軌跡子序列；

7、對(duì)各所述軌跡子序列進(jìn)行船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別，得到所述船舶的各所述軌跡子序列對(duì)應(yīng)的船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別結(jié)果。

8、在一個(gè)實(shí)施例中，所述基于相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的靠岸等級(jí)，確定相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)之間的軌跡方向值，包括：

9、將相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的靠岸等級(jí)進(jìn)行差分計(jì)算，得到相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)之間的靠岸等級(jí)差值；

10、基于相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)之間的靠岸等級(jí)差值，確定相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)之間的軌跡方向值。

11、在一個(gè)實(shí)施例中，所述基于相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)之間的靠岸等級(jí)差值，確定相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)之間的軌跡方向值，包括：

12、若相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)之間的靠岸等級(jí)差值大于0，則確定相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)之間的軌跡方向值為第一軌跡方向值；所述第一軌跡方向值用于表示軌跡點(diǎn)狀態(tài)為離岸狀態(tài)；

13、若相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)之間的靠岸等級(jí)差值小于0，則確定相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)之間的軌跡方向值為第二軌跡方向值；所述第二軌跡方向值用于表示軌跡點(diǎn)狀態(tài)為靠岸狀態(tài)；

14、若相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)之間的靠岸等級(jí)差值等于0，則確定相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)之間的軌跡方向值為第三軌跡方向值；所述第三軌跡方向值用于表示軌跡點(diǎn)狀態(tài)為無狀態(tài)變化。

15、在一個(gè)實(shí)施例中，所述生成軌跡方向序列，包括：

16、根據(jù)相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)之間的軌跡方向值，生成第一中間處理序列；

17、對(duì)所述第一中間處理序列中出現(xiàn)的各所述第三軌跡方向值進(jìn)行前向填充，得到第二中間處理序列；

18、對(duì)所述第一中間處理序列中出現(xiàn)的各所述第三軌跡方向值進(jìn)行后向填充，得到第三中間處理序列；

19、若所述第二中間處理序列和所述第三中間處理序列之間任意相同位置的軌跡方向值不相同，則將所述軌跡方向值重置為第三軌跡方向值，得到軌跡方向序列。

20、在一個(gè)實(shí)施例中，所述基于所述軌跡方向序列，將所述軌跡序列分割為多個(gè)軌跡方向不同的軌跡子序列，包括：

21、遍歷所述軌跡方向序列中的所有軌跡方向值，確定發(fā)生軌跡方向變化的位置；

22、以所述發(fā)生軌跡方向變化的位置為分割點(diǎn)，將所述軌跡序列分割為多個(gè)軌跡方向不同的子序列；

23、若任意所述子序列中的軌跡點(diǎn)數(shù)量小于預(yù)設(shè)數(shù)量，則將所述子序列合并到相鄰子序列中，得到多個(gè)軌跡方向不同的軌跡子序列。

24、在一個(gè)實(shí)施例中，在對(duì)各所述軌跡子序列進(jìn)行船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別，得到所述船舶的各所述軌跡子序列對(duì)應(yīng)的船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別結(jié)果時(shí)，針對(duì)每個(gè)軌跡子序列執(zhí)行如下步驟：

25、基于與軌跡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的靠岸等級(jí)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，對(duì)所述軌跡子序列進(jìn)行船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別；

26、若識(shí)別成功，則生成所述船舶的所述軌跡子序列對(duì)應(yīng)的船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別結(jié)果；

27、若識(shí)別失敗，則基于與軌跡點(diǎn)離岸距離相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，對(duì)所述軌跡子序列進(jìn)行船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別，生成所述船舶的所述軌跡子序列對(duì)應(yīng)的船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別結(jié)果。

28、在一個(gè)實(shí)施例中，所述與軌跡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的靠岸等級(jí)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)包括第一參數(shù)、第二參數(shù)、第三參數(shù)、第四參數(shù)和第五參數(shù)；所述第一參數(shù)是所述軌跡子序列中軌跡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最大靠岸等級(jí)與最小靠岸等級(jí)之間的差值；所述第二參數(shù)是所述軌跡子序列中起始軌跡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的靠岸等級(jí)；所述第三參數(shù)是所述軌跡子序列中終止軌跡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的靠岸等級(jí)；所述第四參數(shù)是所述第三參數(shù)與所述第二參數(shù)之間的差值；所述第五參數(shù)是所述船舶在所述軌跡子序列中的平均速度；

29、所述與軌跡點(diǎn)離岸距離相關(guān)聯(lián)的參數(shù)包括所述第五參數(shù)、第六參數(shù)和第七參數(shù)；所述第六參數(shù)是所述軌跡子序列中軌跡點(diǎn)離岸距離隨時(shí)間變化所構(gòu)成的曲線的斜率值；所述第七參數(shù)是所述軌跡子序列中終止軌跡點(diǎn)離岸距離與起始軌跡點(diǎn)離岸距離之間的差值。

30、第二方面，本發(fā)明還提供一種船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別系統(tǒng)，包括：

31、獲取模塊，用于獲取連續(xù)時(shí)間段內(nèi)船舶的軌跡序列；所述軌跡序列包括多個(gè)按時(shí)間先后順序排序的軌跡點(diǎn)；

32、靠岸等級(jí)匹配模塊，用于基于各所述軌跡點(diǎn)到海岸線的距離，匹配各所述軌跡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的靠岸等級(jí)；

33、軌跡方向確定模塊，用于基于相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的靠岸等級(jí)，確定相鄰兩個(gè)軌跡點(diǎn)之間的軌跡方向值，生成軌跡方向序列；

34、分割模塊，用于基于所述軌跡方向序列，將所述軌跡序列分割為多個(gè)軌跡方向不同的軌跡子序列；

35、船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別模塊，用于對(duì)各所述軌跡子序列進(jìn)行船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別，得到所述船舶的各所述軌跡子序列對(duì)應(yīng)的船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別結(jié)果。

36、第三方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別方法的步驟。

37、第四方面，本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別方法的步驟。

38、本發(fā)明提供的船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，對(duì)軌跡點(diǎn)到海岸線的距離進(jìn)行分級(jí)，能夠衡量船舶軌跡點(diǎn)到海岸線的相對(duì)位置關(guān)系，基于軌跡點(diǎn)的靠岸等級(jí)確定軌跡點(diǎn)間的軌跡方向值，能夠展現(xiàn)船舶的航行趨勢(shì)與方向變化，便于更加直觀、準(zhǔn)確地識(shí)別出船舶軌跡狀態(tài)，減少了判別船舶軌跡狀態(tài)的參數(shù)量，進(jìn)一步結(jié)合軌跡點(diǎn)間的方向變化，將軌跡序列進(jìn)行分段，將船舶在連續(xù)時(shí)間內(nèi)的整體軌跡細(xì)分為多個(gè)軌跡方向不同的軌跡子序列，再針對(duì)每個(gè)軌跡子序列進(jìn)行單獨(dú)的船舶軌跡狀態(tài)識(shí)別，尤其適用于長時(shí)序軌跡的識(shí)別，有效避免了多段軌跡狀態(tài)混合的影響，可以準(zhǔn)確識(shí)別出每段軌跡子序列對(duì)應(yīng)的船舶軌跡狀態(tài)。