申请/专利权人：中远海运科技股份有限公司

申请日：2022-07-01

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN115273557B

主分类号：G08G3/02

分类号：G08G3/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2022.11.18#实质审查的生效;2022.11.01#公开

摘要：本发明提供了一种基于AIS的在航船舶碰撞风险检测及预警方法及系统，该方法先获取船舶AIS数据，以当前时刻为时间起点、预设时间段为时间间隔，计算出未来某一时间段内多个时间点的本船和他船的多个相对距离，从多个相对距离中提取出最小相对距离作为两船会遇时的最近会遇距离，并确定两船的最小会遇时间，再计算出他船相对本船的弦角，根据弦角判断出本船和他船的会遇态势，并根据计算出的船舶分布密度、平均距离和平均速度，结合会遇态势自动调整最近会遇距离阈值和最小会遇时间阈值，最后利用船舶航行轨迹进行多个轨迹点的碰撞判断，检测出碰撞风险并预警，具有更高的准确性，提高了数据的采集精度，且消除了固定阈值在不同水域产生误报的问题。

主权项：1.一种基于AIS的在航船舶碰撞风险检测及预警方法，其特征在于，包括以下步骤：数据获取步骤：获取在航船舶AIS原始报文数据，并对在航船舶AIS原始报文数据进行解析，得到船舶AIS数据；位置计算步骤：以当前时刻为时间起点、预设时间段为时间间隔，计算出当前时刻后某一时间段内的多个时间点，并计算出本船和他船各自当前最新船舶AIS数据接收时间分别与每个时间点的时间差，设本船当前最新AIS数据接收时间为t0，当前时刻为t，则本船当前最新AIS数据接收时间与时间点i的时间差计算公式如下：Tsi＝t-t0+5×i；设他船当前最新AIS数据接收时间为t1，当前时刻为t，则他船当前最新AIS数据接收时间与时间点i的时间差计算公式如下：Toi＝t-t1+5×i；其中，i表示以5秒为时间间隔向后推移的第i个5秒，其取值范围为0～360；进而根据时间差计算得到本船和他船的航行时间，以将离散、异步的AIS数据向相同时间点进行转换；根据当前时刻本船和他船的航行时间以及船舶AIS数据中的航向角、平均航速和经纬度坐标计算出未来某时刻本船和他船的经纬度坐标，以根据当前最新船舶AIS数据对本船和其他相关船舶在时间序列上按照特定的时间间隔进行时间同步和位置预判；距离及时间预判步骤：根据未来某时刻本船和他船的经纬度坐标计算得到本船和他船的相对距离，以计算得到船舶同步预判位置序列各个对应位置之间的相对距离，并对应计算出未来某一时间段内多个时间点的本船和他船的多个相对距离，从多个相对距离中提取出最小相对距离作为两船会遇时的最近会遇距离，进而确定两船的最小会遇时间；会遇态势判断步骤：根据位于最近会遇距离时本船和他船的经纬度坐标计算出他船相对本船的方位角，根据他船相对本船的方位角和船舶AIS数据中本船的航向角计算出他船相对本船的弦角，并根据会遇态势分类和弦角关系通过会遇态势判定函数判断出本船和他船的会遇态势；阈值调整步骤：根据本船和他船的相对距离计算出本船周围海域的船舶分布密度，根据船舶分布密度、本船和他船的相对距离计算出本船与他船的平均相对距离，并根据船舶分布密度和船舶AIS数据中的船舶航速计算出平均航速；根据计算出的船舶分布密度、平均相对距离和平均航速自动识别本船所处的区域状况，判断本船所处的水域是开阔水域、交汇水域或内河水域，并结合本船和他船的会遇态势以及初始预设的最近会遇距离报警阈值和最小会遇时间报警阈值，依据碰撞的危险程度计算出待自适应调整的最近会遇距离报警阈值和最小会遇时间报警阈值，结合船舶之间的会遇态势，进行有区别的阈值调整；多点碰撞判定及预警步骤：将某一时间段内本船与他船在航行轨迹中多个轨迹点的最近会遇距离和最小会遇时间分别与自适应调整后的最近会遇距离报警阈值和最小会遇时间报警阈值进行比对，并根据比对结果确定两船之间存在碰撞风险的轨迹点数量，若两船之间存在碰撞风险的轨迹点数量大于预设的数量阈值，则进行碰撞风险预警。

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