目标船只轨迹监测方法、装置、电子设备及可读存储介质转让专利

申请号 : CN202311023281.8

文献号 : CN116778437B

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发明人 : 胡威李娟张新何杰陈兰文何训于龙广睿吴旭东彭泽洋剧梦婕蒋琦王浩王文琦段文博

申请人 : 中国铁塔股份有限公司铁塔智联技术有限公司

摘要 :

本发明提供一种目标船只轨迹监测方法、装置、电子设备及可读存储介质,涉及数据处理技术领域,该方法包括:获取第一AIS数据,包括第一水上移动通信业务标识码MMSI和第一位置和第一移动数据,第一移动数据用于表征目标对象目标船只的移动情况;接收目标对象目标船只发送的第二AIS数据,第二AIS数据包括第二MMSI、第二位置和第二移动数据;在第一MMSI和第二MMSI匹配的情况下,或者,在第一MMSI和第二MMSI不匹配,且第一移动数据与第二移动数据匹配的情况下,基于第一位置和第二位置,计算目标对象目标船只的轨迹。本发明能提高对目标船只的航运轨迹监控准确率。

权利要求 :

1.一种目标船只轨迹监测方法,其特征在于,包括:

获取目标船只的第一船舶自动识别系统AIS数据,第一AIS数据包括第一水上移动通信业务标识码MMSI和第一位置和第一移动数据,所述第一移动数据用于表征所述目标船只的移动情况;

接收所述目标船只发送的第二AIS数据,所述第二AIS数据包括第二MMSI、第二位置和第二移动数据,所述第一AIS数据的发送时间早于所述第二AIS数据的发送时间;

在所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配的情况下,计算所述第一位置和所述第二位置之间的距离,以及接收到所述第一MMSI和接收到所述第二MMSI之间的时间间隔;

在所述第一位置和所述第二位置之间的距离小于或等于第二设定距离阈值,或者,在接收到所述第一MMSI和接收到所述第二MMSI之间的时间间隔小于或等于时间阈值的情况下,基于目标预测模型对所述第一移动数据和所述第二移动数据进行计算,得到目标概率;

在所述目标概率大于设定概率阈值的情况下,确定所述第一移动数据和所述第二移动数据匹配;

在第一MMSI和所述第二MMSI匹配的情况下,或者,在所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配,且所述第一移动数据与所述第二移动数据匹配的情况下,基于所述第一位置和所述第二位置,计算所述目标船只的轨迹。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述接收所述目标船只发送的第二AIS数据之后,所述方法还包括如下至少一项:在所述第一MMSI为空,所述第二MMSI存在的情况下,或者,在所述第一MMSI和所述第二MMSI均存在且相同的情况下,确定所述第一MMSI和所述第二MMSI匹配;

在所述第一MMSI和所述第二MMSI均存在且不相同的情况下,确定所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述确定所述第一MMSI和所述第二MMSI匹配,或者,所述确定所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配之前,所述方法包括:接收多个第三AIS数据,所述第三AIS数据包括第三MMSI数据和第三位置,所述多个第三AIS数据为多个船只发送的实时AIS数据,所述多个船只为所述目标船只以外的船只;

在第一船只的第三MMSI与所述第二MMSI相同的情况下,计算所述第二位置和所述第三位置之间的距离,所述第一船只为所述多个船只中的一个船只;

在所述第二位置和所述第三位置之间的距离大于第一设定距离阈值的情况下,删除所述第二AIS数据。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二设定距离阈值通过如下方式得到:获取所述目标船只在所述第一位置的速度;

将所述目标船只在所述第一位置的速度与所述时间间隔的乘积,以及设定比例的乘积设为所述第二设定距离阈值。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于目标预测模型对所述第一移动数据和所述第二移动数据进行计算,得到目标概率,包括:获取第三位置,所述第三位置为在接收所述第一MMSI数据之前接收到的所述目标船只的位置;

计算所述第一位置和所述第二位置之间的第一直线和所述第一位置和所述第三位置之间的第二直线的夹角;

计算第一移动数据和所述第二移动数据之间的差值;

将所述夹角和所述差值输入至所述目标预测模型中,计算得到所述目标概率;

其中,所述第一移动数据包括所述目标船只在所述第一位置的速度、航向和船长中的至少一项,所述第二移动数据包括所述目标船只在所述第二位置的速度、航向和船长中的至少一项,所述差值包括所述目标船只在所述第一位置的速度与所述目标船只在所述第二位置的速度差值、所述目标船只在所述第一位置的航向与所述目标船只在所述第二位置的航向差值,以及所述目标船只在所述第一位置的船长与所述目标船只在所述第二位置的船长差值中的至少一项。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标预测模型通过如下方式得到:获取多组样本数据,所述多组样本数据中每组样本数据包括样本夹角、第一样本移动数据和第二样本移动数据,以及目标关系,所述目标关系用于表征第一样本移动数据和第二样本移动数据是否存在匹配关系;

将所述每组样本数据的样本夹角、第一样本移动数据、第二样本移动数据和目标关系输入至初始预测模型进行训练,得到所述目标预测模型。

7.一种目标船只轨迹监测装置,其特征在于,包括:

第一获取模块,用于获取目标船只的第一船舶自动识别系统AIS数据,第一AIS数据包括第一水上移动通信业务标识码MMSI和第一位置和第一移动数据,所述第一移动数据用于表征所述目标船只的移动情况;

第一接收模块,用于接收所述目标船只发送的第二AIS数据,所述第二AIS数据包括第二MMSI、第二位置和第二移动数据,所述第一AIS数据的发送时间早于所述第二AIS数据的发送时间;

第三计算模块,用于在所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配的情况下,计算所述第一位置和所述第二位置之间的距离,以及接收到所述第一MMSI和接收到所述第二MMSI之间的时间间隔;

第三处理模块,用于在所述第一位置和所述第二位置之间的距离小于或等于第二设定距离阈值,或者,在接收到所述第一MMSI和接收到所述第二MMSI之间的时间间隔小于或等于设定时间阈值的情况下,基于目标预测模型对所述第一移动数据和所述第二移动数据进行计算,得到目标概率;

第四处理模块,用于在所述目标概率大于设定概率阈值的情况下,确定所述第一移动数据和所述第二移动数据匹配;

第一计算模块,用于在第一MMSI和所述第二MMSI匹配的情况下,或者,在所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配,且所述第一移动数据与所述第二移动数据匹配的情况下,基于所述第一位置和所述第二位置,计算所述目标船只的轨迹。

8.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的目标船只轨迹监测方法中的步骤。

9.一种可读存储介质,用于存储程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的目标船只轨迹监测方法中的步骤。

说明书 :

目标船只轨迹监测方法、装置、电子设备及可读存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及数据处理技术领域,具体涉及一种目标船只轨迹监测方法、装置、电子设备及可读存储介质。

背景技术

[0002] 船舶自动识别系统(Automatic identification System,AIS)数据是船只在海上航行时确定轨迹的重要参数之一,在相关技术中,通过依次接收同一船只发送的AIS数据,可以得到船只的航运轨迹。而在实际航运过程中,船只存在长时间不发生AIS数据,或者,关闭发送AIS数据的装置后重新开启(关闭后重新开启,AIS数据中的水上移动通信业务标识码(Maritime Mobile Service Identify,MMSI)发生改变)的情况,相关技术中在长时间未接收到AIS数据,或者,收到新的MMSI对应的AIS数据后绘制新的航运轨迹,与船只之前的航运轨迹断裂,被认为是船只的两次航运轨迹,与实际船只只有一次航运轨迹冲突,导致对船只的航运轨迹监控准确率较低。
[0003] 可见,相关技术中存在对船只的航运轨迹监控准确率较低的问题。

发明内容

[0004] 本发明实施例提供一种目标船只轨迹监测方法、装置、电子设备及可读存储介质方法、装置、电子设备及可读存储介质,以解决现有技术中存在对目标的航运轨迹监控准确率较低的问题。
[0005] 为解决上述问题,本发明是这样实现的:
[0006] 第一方面,本发明实施例提供一种目标船只轨迹监测方法,包括:
[0007] 获取目标船只的第一船舶自动识别系统AIS数据,第一AIS数据包括第一水上移动通信业务标识码MMSI和第一位置和第一移动数据,所述第一移动数据用于表征所述目标船只的移动情况;
[0008] 接收所述目标船只发送的第二AIS数据,所述第二AIS数据包括第二MMSI、第二位置和第二移动数据,所述第一AIS数据的发送时间早于所述第二AIS数据的发送时间;
[0009] 在第一MMSI和所述第二MMSI匹配的情况下,或者,在所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配,且所述第一移动数据与所述第二移动数据匹配的情况下,基于所述第一位置和所述第二位置,计算所述目标船只的轨迹。
[0010] 第二方面,本发明实施例还提供一种目标船只轨迹监测装置,包括:
[0011] 第一获取模块,用于获取目标船只的第一船舶自动识别系统AIS数据,第一AIS数据包括第一水上移动通信业务标识码MMSI和第一位置和第一移动数据,所述第一移动数据用于表征所述目标船只的移动情况;
[0012] 第一接收模块,用于接收所述目标船只发送的第二AIS数据,所述第二AIS数据包括第二MMSI、第二位置和第二移动数据,所述第一AIS数据的发送时间早于所述第二AIS数据的发送时间;
[0013] 第一计算模块,用于在第一MMSI和所述第二MMSI匹配的情况下,或者,在所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配,且所述第一移动数据与所述第二移动数据匹配的情况下,基于所述第一位置和所述第二位置,计算所述目标船只的轨迹。
[0014] 第三方面,本发明实施例还提供一种电子设备,包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述第一方面所述的目标船只轨迹监测方法中的步骤。
[0015] 第四方面,本发明实施例还提供一种可读存储介质,用于存储程序,所述程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的目标船只轨迹监测方法中的步骤。
[0016] 在本发明实施例中,通过获取目标船只的包括第一MMSI、第一位置和第一移动数据的第一AIS数据,以及接收目标船只发送的包括第二MMSI、第二位置和第二移动数据的第二AIS数据;在第一MMSI和第二MMSI匹配的情况下,或者,在第一MMSI和第二MMSI不匹配,且第一移动数据与第二移动数据匹配的情况下,基于第一位置和第二位置,计算目标船只的轨迹,避免出现在长时间未接收到AIS数据,或者,收到新的MMSI对应的AIS数据后绘制新的航运轨迹,与船只之前的航运轨迹断裂的情况,进而提高了对船只的航运轨迹监控准确率。

附图说明

[0017] 为更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018] 图1是本发明实施例提供的一种目标船只轨迹监测方法的流程图;
[0019] 图2是本发明实施例提供的第一位置和第二位置的示意图;
[0020] 图3是本发明实施例提供的对目标船只进行监测的框架图;
[0021] 图4是本发明实施例提供的训练目标预测模型的示意图;
[0022] 图5是本发明实施例提供的一种目标船只轨迹监测装置的结构图;
[0023] 图6是本发明实施例提供的一种电子设备的结构图。

具体实施方式

[0024] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0025] 请参见图1,图1是本发明实施例提供的一种目标船只轨迹监测方法的流程图,如图1所示,包括以下步骤:
[0026] 步骤101、获取目标船只的第一船舶自动识别系统AIS数据,第一AIS数据包括第一水上移动通信业务标识码MMSI和第一位置和第一移动数据,所述第一移动数据用于表征所述目标船只的移动情况。
[0027] 上述第一AIS数据为预先存储有多个船只中每个船只的AIS数据,多个船只中包括目标船只,通过获取目标船只的第一AIS数据。第一AIS数据可以存储在高吞吐量的分布式发布订阅消息系统中(例如Kafka)中,在每次接收到船只的AIS数据后都写入Kafka中,在需要监控船只轨迹的情况下从Kafka中获取第一AIS数据。
[0028] 上述第一MMSI为目标船只的第一AIS数据的标识。应理解,目标船只在航行过程中每次开启发送AIS数据的装置后,目标船只发送的AIS数据中MMSI发生变化,故在获取第一AIS数据的第一MMSI的过程中,将第一AIS数据中目标船只最后发送的AIS数据的MMSI作为第一MMSI。
[0029] 上述第一位置为目标船只发送AIS数据时所在的位置,可以为经纬度位置,也可以为经纬度位置转换后的数据。例如,通过GeoHash算法计算当前位置的GeoHash编码。具体的,将纬度范围(‑90,90)分为第一纬度区间(‑90,0)和第二纬度区间(0,90),在目标船只的位置的纬度位于第一区间的情况下,则编码为0,否则编码为1。将轨迹点的纬度所落的纬度区间再平分成两个纬度区间进行编码,以此类推,按照设定平分次数进行平分,得到目标船只的位置的纬度编码。同样的,对经度也进行类似处理,对经度范围(‑180,180)依次细分,进行编码,得到目标船只的位置的经度编码。最后合并经度编码和纬度编码,奇数位放纬度,偶数位放经度,组成一串新的二进制编码,并按照Base32进行编码,获得经纬度对应的GeoHash编码。
[0030] 上述第一移动数据可以为目标船只的航向、船长和/或速度等参数,用于表征目标船只在发送第一AIS数据时的移动情况。
[0031] 步骤102、接收所述目标船只发送的第二AIS数据,所述第二AIS数据包括第二MMSI、第二位置和第二移动数据,所述第一AIS数据的发送时间早于所述第二AIS数据的发送时间。
[0032] 上述第二AIS数据为目标船只在当前的航行过程中发送的数据,上述第二MMSI为目标船只发送的AIS数据的标识,上述第二位置为目标船只在发送第二AIS数据时的位置,上述第二移动数据为目标船只在发送第二AIS数据时的移动情况。
[0033] 应理解,在目标船只的第一AIS数据和第二AIS数据为同一段航行过程中发送的数据的情况下,第一AIS数据和第二AIS数据具有较高相似度,例如,第一AIS数据和第二AIS数据中的MMSI相同,或者,第一AIS数据和第二AIS数据中的移动数据相似。通过对比第一AIS数据和第二AIS数据,确定第一AIS数据和第二AIS数据是否属于同一段航行过程,进而确定是否需要基于第一位置和第二位置计算目标船只的轨迹,详见后续实施例。
[0034] 步骤103、在第一MMSI和所述第二MMSI匹配的情况下,或者,在所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配,且所述第一移动数据与所述第二移动数据匹配的情况下,基于所述第一位置和所述第二位置,计算所述目标船只的轨迹。
[0035] 上述第一MMSI和第二MMSI匹配可以是第一MMSI和第二MMSI相同,或者,发送第一MMSI的时间和发送第二MMSI时间接近。在第一MMSI和第二MMSI匹配的情况下,认为目标船只重启了发送AIS数据的装置,导致发送的AIS数据中的MMSI发生变化,从第一MMSI变化为第二MMSI,但第一AIS数据和第二AIS数据仍属于同一段航行过程,第一位置和第二位置为同一轨迹上的位置。
[0036] 而在第一MMSI和第二MMSI不匹配的情况下,无法从MMSI确定第一AIS数据和第二AIS数据是否属于同一段航行过程,需要通过第一移动数据和第二移动数据确定。在第一移动数据和第二移动数据匹配的情况下,认为第一AIS数据和第二AIS数据仍属于同一段航行过程,第一位置和第二位置为同一轨迹上的位置。
[0037] 如图2所示,上述基于第一位置和第二位置计算目标船只的轨迹,即将第一位置和第二位置设为同一轨迹上的位置;而在第一MMSI和第二MMSI不匹配,且第一移动数据和第二移动数据不匹配的情况下,第一位置为目标船只的上一次轨迹的终点位置,而第二位置为目标船只的当前轨迹的起点位置。
[0038] 在本发明实施例中,通过获取目标船只的包括第一MMSI、第一位置和第一移动数据的第一AIS数据,以及接收目标船只发送的包括第二MMSI、第二位置和第二移动数据的第二AIS数据;在第一MMSI和第二MMSI匹配的情况下,或者,在第一MMSI和第二MMSI不匹配,且第一移动数据与第二移动数据匹配的情况下,基于第一位置和第二位置,计算目标船只的轨迹,避免出现在长时间未接收到AIS数据,或者,收到新的MMSI对应的AIS数据后绘制新的航运轨迹,与船只之前的航运轨迹断裂的情况,进而提高了对船只的航运轨迹监控准确率。
[0039] 在一个实施例中,在所述接收所述目标船只发送的第二AIS数据之后,所述方法还包括如下至少一项:
[0040] 在所述第一MMSI为空,所述第二MMSI存在的情况下,或者,在所述第一MMSI和所述第二MMSI均存在且相同的情况下,确定所述第一MMSI和所述第二MMSI匹配;
[0041] 在所述第一MMSI和所述第二MMSI均存在且不相同的情况下,确定所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配。
[0042] 在第一MMSI为空的情况下,即目标船只并未发送过AIS数据,接收到的目标船只发送的第二AIS数据为目标船只第一次发送的数据;或者,发送的第一AIS数据中MMSI数据丢失,第一位置仍可能与第二位置为同一轨迹上的位置,为避免轨迹断裂,可以认为第一MMSI和第二MMSI匹配。
[0043] 进一步地,可以对获取到的第一AIS数据进行过滤,去除虚拟数据和静态目标数据,避免虚拟数据和静态目标数据对分析结果造成干扰。其中,虚拟数据是指模拟的数据,不是真实船舶轨迹;静态目标数据是固定目标产生的数据,例如灯塔。
[0044] 而在第一MMSI和第二MMSI存在且不相同的情况下,第一MMSI和第二MMSI不匹配,此时可能为目标船只重启了发送AIS数据的装置,也可能是目标船只开启了新的航行,进而需要通过第一移动数据和第二移动数据进行判断。
[0045] 进一步地,在所述接收所述目标船只发送的第二AIS数据之后,所述方法包括:
[0046] 在所述第一MMSI和所述第二MMSI均存在且相同的情况下,获取接收到所述第一MMSI和接收到所述第二MMSI之间的时间间隔;
[0047] 所述在所述第一MMSI和所述第二MMSI均存在且相同的情况下,确定所述第一MMSI和所述第二MMSI匹配,包括:
[0048] 在所述第一MMSI和所述第二MMSI均存在并相同,且所述时间间隔小于或等于设定时间的情况下,确定所述第一MMSI和所述第二MMSI匹配;
[0049] 在所述第一MMSI和所述第二MMSI均存在并相同,且所述时间间隔大于所述设定时间的情况下,确定所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配。
[0050] 应理解,在实际船只航行过程中,可能存在两段航行之间并未重启发送AIS数据的装置的情况,此时两段航行轨迹的MMSI仍相同,若将该两段航行轨迹合并为一段航行轨迹将导致轨迹监测错误,在该情况下需要对两段航行轨迹进行划分。
[0051] 具体的,通过接收第一MMSI和接收第二MMSI之间的时间间隔对第一MMSI和第二MMSI是否匹配进行区分。其中,在接收第一MMSI和接收第二MMSI之间的时间间隔较近(即时间间隔小于或等于设定时间)的情况下,认为第一AIS数据和第二AIS数据为目标船只在同一航行轨迹时发送的数据;而在接收第一MMSI和接收第二MMSI之间的时间间隔较远(即时间间隔大于设定时间)的情况下,无法判断第一AIS数据和第二AIS数据是否为目标船只在同一航行轨迹时发送的数据,需要进一步通过第一移动数据和第二移动数据进行判断,此时第一MMSI和第二MMSI不匹配。
[0052] 示例性的,如图3所示,本申请实施例通过一个流式处理计算框架(例如Flink)对目标船只轨迹进行监测,Flink读取Kafka数据,并过滤虚拟数据和静态目标数据,得到第一AIS数据。在第一MMSI和第二MMIS相同的情况下,将第二AIS数据发送至第一侧数据流;在时间间隔超过定时器设置的设定时间的情况下,将第二AIS数据发送至第二侧数据流;再将第一侧数据流和第二侧数据流进行间隔连接(IntervalJoin),确定第一MMSI和第二MMSI是否匹配。
[0053] 在一个实施例中,在所述确定所述第一MMSI和所述第二MMSI匹配,或者,所述确定所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配之前,所述方法包括:
[0054] 接收多个第三AIS数据,所述第三AIS数据包括第三MMSI数据和第三位置,所述多个第三AIS数据为多个船只发送的实时AIS数据,所述多个船只为所述目标船只以外的船只;
[0055] 在第一船只的第三MMSI与所述第二MMSI相同的情况下,计算所述第二位置和所述第三位置之间的距离,所述第一船只为所述多个船只中的一个船只;
[0056] 在所述第二位置和所述第三位置之间的距离大于第一设定距离阈值的情况下,删除所述第二AIS数据。
[0057] 应理解,船只在航行过程中存在套牌的情况,若第二AIS数据为套牌船只发送的数据,则该数据不可信,需要删除该数据。
[0058] 具体的,在存在第一船只的第三MMSI与目标船只的第二MMSI相同的情况下,目标船只或第一船只可能为套牌船只,通过第一船只和目标船只之间的距离进行进一步确定。在第一船只和目标船只之间的距离大于第一设定距离阈值的情况下,认为第一船只和目标船只为不同的船只,在该情况下第一船只和目标船只均可能为套牌船只,则第二AIS数据不可靠,需要删除该数据。而在第一船只和目标船只之间的距离小于或等于第一设定距离阈值的情况下,认为第一船只和目标船只为同一船只,则不存在套牌的情况,第二AIS数据可信,进而可以根据第二AIS数据确定第一MMSI和第二MMSI是否匹配。
[0059] 在一个实施例中,在所述接收所述目标船只发送的第二AIS数据之后,所述方法还包括:
[0060] 在所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配的情况下,计算所述第一位置和所述第二位置之间的距离,以及接收到所述第一MMSI和接收到所述第二MMSI之间的时间间隔;
[0061] 在所述第一位置和所述第二位置之间的距离小于或等于第二设定距离阈值,或者,在接收到所述第一MMSI和接收到所述第二MMSI之间的时间间隔小于或等于设定时间阈值的情况下,基于目标预测模型对所述第一移动数据和所述第二移动数据进行计算,得到目标概率;
[0062] 在所述目标概率大于设定概率阈值的情况下,确定所述第一移动数据和所述第二移动数据匹配。
[0063] 上述第二设定距离阈值用于在第一MMSI和第二MMSI不匹配的情况下确定第一AIS数据和第二AIS数据是否为目标船只在同一航行轨迹发送的数据。应理解,在第一位置和第二位置之间的距离大于第二设定距离阈值的情况下,第一位置和第二位置相差过大,目标船只在第一位置和第二位置同属于一段航行轨迹的概率较小,此时认为第一AIS数据和第二AIS数据不为目标船只在同一航行轨迹发送的数据。在第一位置和第二位置之间的距离小于或等于第二设定距离阈值的情况下,第一位置和第二位置较为接近,目标船只在第一位置和第二位置同属于一段航行轨迹的概率较大,可以进一步通过第一移动数据和第二移动数据确定是否属于同一航行轨迹。
[0064] 上述设定时间阈值用于在第一MMSI和第二MMSI不匹配的情况下确定第一AIS数据和第二AIS数据是否为目标船只在同一航行轨迹发送的数据。设定时间阈值小于或等于设定时间阈值,在时间间隔大于设定时间阈值的情况下,目标船只在第一位置和第二位置同属于一段航行轨迹的概率较小;在时间间隔小于或等于设定时间阈值的情况下,第一位置和第二位置较为接近,目标船只在第一位置和第二位置同属于一段航行轨迹的概率较大,可以进一步通过第一移动数据和第二移动数据确定是否属于同一航行轨迹。
[0065] 上述目标概率用于在第一MMSI和第二MMSI不匹配的情况下确定第一位置和第二位置是否属于同一航行轨迹的位置,在目标概率大于设定概率阈值的情况下,确定第一移动数据和第二移动数据匹配;在目标概率小于或等于设定概率阈值的情况下,确定第一移动数据和第二移动数据不匹配。
[0066] 在本发明实施例中,通过在第一位置和第二位置之间的距离小于或等于第二设定距离阈值,或者,在接收到第一MMSI和接收到第二MMSI之间的时间间隔小于或等于设定时间阈值的情况下,基于目标预测模型对第一移动数据和第二移动数据进行计算,得到目标概率;在目标概率大于设定概率阈值的情况下,确定第一移动数据和第二移动数据匹配,进而实现基于第一位置和第二位置计算目标船只的轨迹。
[0067] 在一个实施例中,所述第二设定距离阈值通过如下方式得到:
[0068] 获取所述目标船只在所述第一位置的速度;
[0069] 将所述目标船只在所述第一位置的速度与所述时间间隔的乘积,以及设定比例的乘积设为所述第二设定距离阈值。
[0070] 应理解,第二设定距离阈值可以是固定值,也可以是根据第一位置的速度确定,其中,根据第一位置的速度确定第二设定距离阈值相对于固定值能进一步提高筛选的准确率,进而提高对目标船只的航行轨迹的监测准确率。
[0071] 具体的,第二设定距离阈值可以通过如下公式计算得到:
[0072] e=abs((v×t0)/d‑1)
[0073] 其中,abs( )为取绝对值,v为目标船只在第一位置的速度,t0为时间间隔,e为设定比例,d为第二设定距离阈值。通过上述公式计算得到第二设定距离阈值,并基于第二设定距离阈值确定第一位置和第二位置是否属于同一航行轨迹。
[0074] 在一个实施例中,所述基于目标预测模型对所述第一移动数据和所述第二移动数据进行计算,得到目标概率,包括:
[0075] 获取第三位置,所述第三位置为在接收所述第一MMSI数据之前接收到的所述目标船只的位置;
[0076] 计算所述第一位置和所述第二位置之间的第一直线和所述第一位置和所述第三位置之间的第二直线的夹角;
[0077] 计算第一移动数据和所述第二移动数据之间的差值;
[0078] 将所述夹角和所述差值输入至所述目标预测模型中,计算得到所述目标概率;
[0079] 其中,所述第一移动数据包括所述目标船只在所述第一位置的速度、航向和船长中的至少一项,所述第二移动数据包括所述目标船只在所述第二位置的速度、航向和船长中的至少一项,所述差值包括所述目标船只在所述第一位置的速度与所述目标船只在所述第二位置的速度差值、所述目标船只在所述第一位置的航向与所述目标船只在所述第二位置的航向差值,以及所述目标船只在所述第一位置的船长与所述目标船只在所述第二位置的船长差值中的至少一项。
[0080] 应理解,若第一AIS数据和第二AIS数据为目标船只在同一航行轨迹发送的数据,则第一移动数据和第二移动数据较为相似,在本申请实施例中通过目标预测模型对第一移动数据和第二移动数据进行计算,得到目标概率,通过目标概率确定第一位置和第二位置是否属于同一航行轨迹。
[0081] 其中,第一移动数据包括目标船只在第一位置的速度、航向和船长中的至少一项,第二移动数据包括目标船只在第二位置的速度、航向和船长中的至少一项,差值包括目标船只在第一位置的速度与目标船只在第二位置的速度差值、目标船只在第一位置的航向与目标船只在第二位置的航向差值,以及目标船只在第一位置的船长与目标船只在第二位置的船长差值中的至少一项。在计算得到速度差值、航向差值和/或船长差值后,速度差值、航向差值和/或船长差值,以及夹角输入至目标预测模型,得到目标概率,进而通过目标概率确定第一位置和第二位置是否属于同一航行轨迹。
[0082] 在一个实施例中,所述目标预测模型通过如下方式得到:
[0083] 获取多组样本数据,所述多组样本数据中每组样本数据包括样本夹角、第一样本移动数据和第二样本移动数据,以及目标关系,所述目标关系用于表征第一样本移动数据和第二样本移动数据是否存在匹配关系;
[0084] 将所述每组样本数据的样本夹角、第一样本移动数据、第二样本移动数据和目标关系输入至初始预测模型进行训练,得到所述目标预测模型。
[0085] 上述每组样本数据可以是从第一AIS数据中获取的数据,也可以是人工筛选得到的数据。如图4所示,在获取到多组样本数据后,可以将多组样本数据拆分为训练集和测试集,训练集和测试集包括不同的样本数据,通过训练集对初始预测模型进行训练,再通过测试集测试训练后的模型,目标预测模型为测试准确率最高的模型。
[0086] 其中,在获取多组样本数据之后,还需要对多组样本数据进行清洗,删除异常数据,异常数据为夹角、移动数据或目标关系空白的数据。
[0087] 上述初始预测模型为机器学习模型,通常选择分类模型,例如逻辑回归、GBDT、XGBOOST、随机森林、SVM、LightGbm等算法模型。
[0088] 在本发明实施例中,通过获取多组样本数据,多组样本数据中每组样本数据包括样本夹角、第一样本移动数据和第二样本移动数据,以及目标关系,再将每组样本数据的样本夹角、第一样本移动数据、第二样本移动数据和目标关系输入至初始预测模型进行训练,得到目标预测模型,进而实现通过目标预测模型对第一移动数据和第二移动数据进行计算,得到目标概率。
[0089] 请参见图5,图5是本发明实施例提供的一种目标船只轨迹监测装置的结构图,如图5所示,目标船只轨迹监测装置500包括:
[0090] 第一获取模块501,用于获取目标船只的第一船舶自动识别系统AIS数据,第一AIS数据包括第一水上移动通信业务标识码MMSI和第一位置和第一移动数据,所述第一移动数据用于表征所述目标船只的移动情况;
[0091] 第一接收模块502,用于接收所述目标船只发送的第二AIS数据,所述第二AIS数据包括第二MMSI、第二位置和第二移动数据,所述第一AIS数据的发送时间早于所述第二AIS数据的发送时间;
[0092] 第一计算模块503,用于在第一MMSI和所述第二MMSI匹配的情况下,或者,在所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配,且所述第一移动数据与所述第二移动数据匹配的情况下,基于所述第一位置和所述第二位置,计算所述目标船只的轨迹。
[0093] 在一个实施例中,在所述第一接收模块502之后,所述目标船只轨迹监测装置500还包括如下至少一项:
[0094] 第一处理模块,用于在所述第一MMSI为空,所述第二MMSI存在的情况下,或者,在所述第一MMSI和所述第二MMSI均存在且相同的情况下,确定所述第一MMSI和所述第二MMSI匹配;
[0095] 第二处理模块,用于在所述第一MMSI和所述第二MMSI均存在且不相同的情况下,确定所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配。
[0096] 在一个实施例中,在所述第一接收模块502之后,所述目标船只轨迹监测装置500包括:
[0097] 第二获取模块,用于在所述第一MMSI和所述第二MMSI均存在且相同的情况下,获取接收到所述第一MMSI和接收到所述第二MMSI之间的时间间隔;
[0098] 所述第一处理模块包括:
[0099] 第一处理单元,用于在所述第一MMSI和所述第二MMSI均存在并相同,且所述时间间隔小于或等于设定时间的情况下,确定所述第一MMSI和所述第二MMSI匹配;
[0100] 第二处理单元,用于在所述第一MMSI和所述第二MMSI均存在并相同,且所述时间间隔大于所述设定时间的情况下,确定所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配。
[0101] 在一个实施例中,在所述第一处理模块或所述第二处理模块之前,所述目标船只轨迹监测装置500还包括:
[0102] 第二接收模块,用于接收多个第三AIS数据,所述第三AIS数据包括第三MMSI数据和第三位置,所述多个第三AIS数据为多个船只发送的实时AIS数据,所述多个船只为所述目标船只以外的船只;
[0103] 第二计算模块,用于在第一船只的第三MMSI与所述第二MMSI相同的情况下,计算所述第二位置和所述第三位置之间的距离,所述第一船只为所述多个船只中的一个船只;
[0104] 删除模块,用于在所述第二位置和所述第三位置之间的距离大于第一设定距离阈值的情况下,删除所述第二AIS数据。
[0105] 在一个实施例中,在所述第一接收模块502之后,所述目标船只轨迹监测装置500还包括:
[0106] 第三计算模块,用于在所述第一MMSI和所述第二MMSI不匹配的情况下,计算所述第一位置和所述第二位置之间的距离,以及接收到所述第一MMSI和接收到所述第二MMSI之间的时间间隔;
[0107] 第三处理模块,用于在所述第一位置和所述第二位置之间的距离小于或等于第二设定距离阈值,或者,在接收到所述第一MMSI和接收到所述第二MMSI之间的时间间隔小于或等于设定时间阈值的情况下,基于目标预测模型对所述第一移动数据和所述第二移动数据进行计算,得到目标概率;
[0108] 第四处理模块,用于在所述目标概率大于设定概率阈值的情况下,确定所述第一移动数据和所述第二移动数据匹配。
[0109] 在一个实施例中,所述第二设定距离阈值通过如下方式得到:
[0110] 获取所述目标船只在所述第一位置的速度;
[0111] 将所述目标船只在所述第一位置的速度与所述时间间隔的乘积,以及设定比例的乘积设为所述第二设定距离阈值。
[0112] 在一个实施例中,所述第三处理模块包括:
[0113] 获取单元,用于获取第三位置,所述第三位置为在接收所述第一MMSI数据之前接收到的所述目标船只的位置;
[0114] 第一计算单元,用于计算所述第一位置和所述第二位置之间的第一直线和所述第一位置和所述第三位置之间的第二直线的夹角;
[0115] 第二计算单元,用于计算第一移动数据和所述第二移动数据之间的差值;
[0116] 第三计算单元,用于将所述夹角和所述差值输入至所述目标预测模型中,计算得到所述目标概率;
[0117] 其中,所述第一移动数据包括所述目标船只在所述第一位置的速度、航向和船长中的至少一项,所述第二移动数据包括所述目标船只在所述第二位置的速度、航向和船长中的至少一项,所述差值包括所述目标船只在所述第一位置的速度与所述目标船只在所述第二位置的速度差值、所述目标船只在所述第一位置的航向与所述目标船只在所述第二位置的航向差值,以及所述目标船只在所述第一位置的船长与所述目标船只在所述第二位置的船长差值中的至少一项。
[0118] 在一个实施例中,所述目标预测模型通过如下方式得到:
[0119] 获取多组样本数据,所述多组样本数据中每组样本数据包括样本夹角、第一样本移动数据和第二样本移动数据,以及目标关系,所述目标关系用于表征第一样本移动数据和第二样本移动数据是否存在匹配关系;
[0120] 将所述每组样本数据的样本夹角、第一样本移动数据、第二样本移动数据和目标关系输入至初始预测模型进行训练,得到所述目标预测模型。
[0121] 本发明实施例提供的目标船只轨迹监测装置为能实现上述目标船只轨迹监测方法的各实施例的各个过程,技术特征一一对应,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
[0122] 需要说明的是,本发明实施例中的目标船只轨迹监测装置可以是装置,也可以是电子设备中的部件、集成电路、或芯片。
[0123] 本发明实施例还提供一种电子设备,参见图6,图6是本发明实施提供的一种电子设备的结构示意图,电子设备包括存储器601、处理器602和存储在存储器601上运行的程序或者指令,该程序或者指令被处理器602执行时可实现图1对应的方法实施例中的任意步骤及达到相同的有益效果,此处不再赘述。
[0124] 其中,处理器602可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)、应用型专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field Prog ram mable Gate Array,FPGA)或图像处理单元(Graphics Processing Unit,GPU)。
[0125] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法的全部或者部分步骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成,所述的程序可以存储于一可读取介质中。
[0126] 本发明实施例还提供一种可读存储介质,可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时可实现上述图1对应的方法实施例中的任意步骤,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。所述的存储介质,如只读存储器(Read‑Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等。
[0127] 本发明实施例中的术语“第一”、“第二”等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。此外,术语“包括”和“具有”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。此外,本申请中使用“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,例如A和/或B和/或C,表示包含单独A,单独B,单独C,以及A和B都存在,B和C都存在,A和C都存在,以及A、B和C都存在的7种情况。
[0128] 需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0129] 通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者第二终端设备等)执行本申请各个实施例的方法。
[0130] 上面结合附图对本申请的实施例进行描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。