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)識別方法、系統(tǒng)、電子設備及存儲介質。

背景技術：

1、隨著航運產(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，這就導致了海運航道上船舶數(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荷增大，船舶在近岸海域航行過程中面臨的風險也日益增多。因此，船舶軌跡狀態(tài)的識別變得尤為重要。準確的船舶軌跡狀態(tài)識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，提升航運效率。

2、對于船舶軌跡狀態(tài)的識別需要依賴于船舶航行數(shù)據(jù)進行分析。在船舶航行數(shù)據(jù)方面，船舶需裝配并開啟船舶自動識別系統(tǒng)（automatic?identification?system，ais），它每隔一小段時間就會自動播發(fā)船名、海上移動業(yè)務標識碼（maritime?mobile?serviceidentity，mmsi）、經(jīng)緯度、航行時間戳等時空信息，通過設備采集后存儲至數(shù)據(jù)庫中，成為成本最低、覆蓋最廣的船舶動態(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)進行準確的軌跡狀態(tài)識別仍是一個挑戰(zhàn)。

3、現(xiàn)有的船舶軌跡狀態(tài)識別方式通常采用傳統(tǒng)物理學統(tǒng)計模型，雖然模型簡化，但是其只能基本滿足船舶軌跡短時序的預測場景，對船舶軌跡長時序的預測并不準確，可能存在“先靠岸停靠后離岸”等多段軌跡狀態(tài)混雜的影響。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種船舶軌跡狀態(tài)識別方法、系統(tǒng)、電子設備及存儲介質，用以解決現(xiàn)有技術針對船舶軌跡長時序的預測準確性較低的問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種船舶軌跡狀態(tài)識別方法，包括：

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

4、基于各所述軌跡點到海岸線的距離，匹配各所述軌跡點對應的靠岸等級；

5、基于相鄰兩個軌跡點分別對應的靠岸等級，確定相鄰兩個軌跡點之間的軌跡方向值，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軌跡方向不同的軌跡子序列；

7、對各所述軌跡子序列進行船舶軌跡狀態(tài)識別，得到所述船舶的各所述軌跡子序列對應的船舶軌跡狀態(tài)識別結果。

8、在一個實施例中，所述基于相鄰兩個軌跡點分別對應的靠岸等級，確定相鄰兩個軌跡點之間的軌跡方向值，包括：

9、將相鄰兩個軌跡點分別對應的靠岸等級進行差分計算，得到相鄰兩個軌跡點之間的靠岸等級差值；

10、基于相鄰兩個軌跡點之間的靠岸等級差值，確定相鄰兩個軌跡點之間的軌跡方向值。

11、在一個實施例中，所述基于相鄰兩個軌跡點之間的靠岸等級差值，確定相鄰兩個軌跡點之間的軌跡方向值，包括：

12、若相鄰兩個軌跡點之間的靠岸等級差值大于0，則確定相鄰兩個軌跡點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狀態(tài)為離岸狀態(tài)；

13、若相鄰兩個軌跡點之間的靠岸等級差值小于0，則確定相鄰兩個軌跡點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狀態(tài)為靠岸狀態(tài)；

14、若相鄰兩個軌跡點之間的靠岸等級差值等于0，則確定相鄰兩個軌跡點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狀態(tài)為無狀態(tài)變化。

15、在一個實施例中，所述生成軌跡方向序列，包括：

16、根據(jù)相鄰兩個軌跡點之間的軌跡方向值，生成第一中間處理序列；

17、對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行前向填充，得到第二中間處理序列；

18、對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、在一個實施例中，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，將所述軌跡序列分割為多個軌跡方向不同的子序列；

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

24、在一個實施例中，在對各所述軌跡子序列進行船舶軌跡狀態(tài)識別，得到所述船舶的各所述軌跡子序列對應的船舶軌跡狀態(tài)識別結果時，針對每個軌跡子序列執(zhí)行如下步驟：

25、基于與軌跡點對應的靠岸等級相關聯(lián)的參數(shù)，對所述軌跡子序列進行船舶軌跡狀態(tài)識別；

26、若識別成功，則生成所述船舶的所述軌跡子序列對應的船舶軌跡狀態(tài)識別結果；

27、若識別失敗，則基于與軌跡點離岸距離相關聯(lián)的參數(shù)，對所述軌跡子序列進行船舶軌跡狀態(tài)識別，生成所述船舶的所述軌跡子序列對應的船舶軌跡狀態(tài)識別結果。

28、在一個實施例中，所述與軌跡點對應的靠岸等級相關聯(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對應的最大靠岸等級與最小靠岸等級之間的差值；所述第二參數(shù)是所述軌跡子序列中起始軌跡點對應的靠岸等級；所述第三參數(shù)是所述軌跡子序列中終止軌跡點對應的靠岸等級；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、所述與軌跡點離岸距離相關聯(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離岸距離隨時間變化所構成的曲線的斜率值；所述第七參數(shù)是所述軌跡子序列中終止軌跡點離岸距離與起始軌跡點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)識別系統(tǒng)，包括：

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

32、靠岸等級匹配模塊，用于基于各所述軌跡點到海岸線的距離，匹配各所述軌跡點對應的靠岸等級；

33、軌跡方向確定模塊，用于基于相鄰兩個軌跡點分別對應的靠岸等級，確定相鄰兩個軌跡點之間的軌跡方向值，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軌跡方向不同的軌跡子序列；

35、船舶軌跡狀態(tài)識別模塊，用于對各所述軌跡子序列進行船舶軌跡狀態(tài)識別，得到所述船舶的各所述軌跡子序列對應的船舶軌跡狀態(tài)識別結果。

36、第三方面，本發(fā)明提供一種電子設備，所述電子設備包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)如上述任一種所述船舶軌跡狀態(tài)識別方法的步驟。

37、第四方面，本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計算機可讀存儲介質，所述非暫態(tài)計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述任一種所述船舶軌跡狀態(tài)識別方法的步驟。

38、本發(fā)明提供的船舶軌跡狀態(tài)識別方法、系統(tǒng)、電子設備及存儲介質，對軌跡點到海岸線的距離進行分級，能夠衡量船舶軌跡點到海岸線的相對位置關系，基于軌跡點的靠岸等級確定軌跡點間的軌跡方向值，能夠展現(xiàn)船舶的航行趨勢與方向變化，便于更加直觀、準確地識別出船舶軌跡狀態(tài)，減少了判別船舶軌跡狀態(tài)的參數(shù)量，進一步結合軌跡點間的方向變化，將軌跡序列進行分段，將船舶在連續(xù)時間內的整體軌跡細分為多個軌跡方向不同的軌跡子序列，再針對每個軌跡子序列進行單獨的船舶軌跡狀態(tài)識別，尤其適用于長時序軌跡的識別，有效避免了多段軌跡狀態(tài)混合的影響，可以準確識別出每段軌跡子序列對應的船舶軌跡狀態(tài)。