大連海事大學劉子豪獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉大連海事大學申請的專利一種基于動態時間規整的水域時段碰撞危險識別方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119649648B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411763677.0,技術領域涉及:G08G3/02;該發明授權一種基于動態時間規整的水域時段碰撞危險識別方法是由劉子豪;于珮珺;張顏設計研發完成,并于2024-12-03向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于動態時間規整的水域時段碰撞危險識別方法在說明書摘要公布了:本發明涉及船舶交通安全與風險評估技術領域,具體而言,尤其涉及一種基于動態時間規整的水域時段碰撞危險識別方法及裝置。首先,從幾何會遇的角度建立避碰參數與碰撞危險的映射關系。同時,從交通強度及緊湊度的角度,確定船舶感知的交通環境壓力,進而將其與幾何會遇碰撞危險組合,建立船舶碰撞危險時間序列。最后,通過動態時間規整算法對時間序列所表現出的特征進行挖掘,識別其與危險序列之間的相似性,并通過時間序列之間的累積距離對碰撞危險特征進行表征,并在考慮每艘船舶對于水域碰撞危險的貢獻的基礎上,對水域時段碰撞危險進行量化。本發明有助于更加準確地預測水域未來的碰撞危險,從而及時部署預防性措施,提升海上交通安全。
本發明授權一種基于動態時間規整的水域時段碰撞危險識別方法在權利要求書中公布了:1.一種基于動態時間規整的水域時段碰撞危險識別方法,其特征在于,包括以下步驟: 由船舶信息集中獲取各船舶的航行狀態信息,所述船舶的航行狀態信息包括船舶位置、船舶航向、以及船舶速度;基于所述船舶的航行狀態信息計算兩兩船舶間的最近會遇距離和最小會遇時間; 獲取目標水域內所有船舶與其他船舶間的最近會遇距離數據和最小會遇時間數據,基于最近會遇距離數據構建目標水域內碰撞危險的空間表征,基于最小會遇時間數據構建目標水域內碰撞危險的時間表征;基于目標水域內碰撞危險的空間表征和目標水域內碰撞危險的時間表征構建船舶幾何會遇碰撞危險表征;所述船舶幾何會遇碰撞危險表征根據以下公式計算: 其中,表示船舶幾何會遇碰撞危險表征,其中,和表示碰撞危險的空間表征負指數函數的調整系數,和表示碰撞危險的時間表征負指數函數的調整系數,表示船舶i在目標水域內的碰撞危險的空間表征,表示船舶i在目標水域內的碰撞危險的時間表征; 獲取目標水域的水域狀態信息,所述水域狀態信息包括水域平均密度信息;基于船舶的航行狀態信息和水域平均密度信息構建目標水域內碰撞危險的交通強度表征;基于船舶的航行狀態信息構建目標水域內碰撞危險的船舶緊湊性表征;基于目標水域內碰撞危險的交通強度表征和目標水域內碰撞危險的船舶緊湊性表征構建船舶交通環境壓力碰撞危險表征;其中,目標水域內碰撞危險的交通強度表征根據以下計算獲取: 其中,表示目標水域內碰撞危險的交通強度表征,表示交通環境感知域內的船舶數量,表示交通環境感知域內的最大船舶數; 目標水域內船舶碰撞危險的緊湊性表征根據以下計算獲取: 對進行標準化,從而獲得: 其中,表示目標水域內碰撞危險的船舶緊湊性表征,和表示船舶碰撞危險的緊湊性表征負指數函數的調整參數,表示船舶i和船舶j的船舶領域中心的距離,和表示船舶i和船舶j的船舶領域的半徑長度; 船舶交通環境壓力碰撞危險表征根據以下計算獲取: 其中,表示船舶交通環境碰撞危險表征; 基于船舶幾何會遇碰撞危險表征和船舶交通環境壓力碰撞危險表征計算各船舶在某一時刻所面臨的碰撞危險指數,從而構建船舶碰撞危險的時間序列;所述船舶碰撞危險的時間序列為: 其中,表示船舶i在某一時刻所面臨的碰撞危險指數,表示船舶交通環境壓力碰撞危險表征,表示船舶幾何會遇碰撞危險表征,t表示該時間序列的長度; 基于船舶碰撞危險的時間序列構建兩兩船舶之間的距離矩陣,基于所述距離矩陣的元素遞推構建兩兩船舶之間的積累距離矩陣,由所述積累距離矩陣獲取兩兩船舶間的碰撞危險特征,基于所述碰撞危險特征計算各船舶在當前時段內所面臨的整體碰撞危險特征;對所有船舶在當前時段內所面臨的整體碰撞危險特征進行加權組合,從而得到水域時段碰撞危險表征,根據所述水域時段碰撞危險表征進行碰撞危險識別;所述距離矩陣的元素對應行兩船船舶碰撞危險的時間序列點到點的歐氏距離; 所述積累距離矩陣根據以下方式構建: 累積距離矩陣的左下角開始,依次向累積距離矩陣的右上角進行累積距離的計算,起始條件和遞推規則如下: 其中,表示累積距離矩陣的左下角元素,表示距離矩陣的左下角元素, 對于邊界上的元素,通過下列規則進行累積距離的計算: 其中,表示積累距離矩陣,表示距離矩陣,表示積累距離矩陣第i行第j列的元素,i和j表示兩個時間序列的長度,即每個時間序列包含元素的個數,它們的取值范圍為大于等于1的正整數。
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