基于船联网的船舶作业流控方法和装置与流程

本技术属于计算机，特别涉及基于船联网的船舶作业流控方法和装置。

背景技术：

1、货运船舶、旅客油轮、集装箱船、捕捞作业船、挖掘作业船、私人游艇等等多种类型船舶常见于港口、河道进行相关作业。相比于完善配套设施撑起的公路运输体系，水域航运存在着明显的作业管理痛点，水路导航技术落后，河岸河道建筑物、桥梁以及船只众多、水域环境多变，导致河道、港口等水域交通天然复杂，因此水域船舶作业往往会伴随着较难预料的安全隐患。

2、目前，固定水域中的船舶作业能够有条不紊地进行，得益于船舶智能化管理系统对于船舶作业交通流量的恰当管理。船舶作业交通流量的管理通常是基于在船舶控制中心强制安装的自动定位ais系统终端收集的船舶数据实现，ais终端通过船舶之间位置共享，以及船舶向水域调度中心的汇报坐标等方式实现船舶作业交通流量管理，ais数据作为船舶作业交通流量管理的基础信息，这种应用非常广泛。但现有技术存在如下问题：（1）ais数据自身存在不可忽视的缺陷，首先其经过长远距离传输报文内容容易缺失变形，更困难的是，ais卫星报告的时间间隙存在不稳定的通病，时间间隙可能为几分钟，也可能为几小时，这取决于卫星系统及地（水）面系统设计情况、运行情况的复杂性。（2）水域交通流量通常考虑交通流宽度、交通流速度与交通流密度三个参数，与实际流量情况并不相符，在实际应用中存在一定缺陷。

3、为了至少解决上述现有技术存在的问题中的一个或多个，更优的船舶作业流量控制方法亟待研究。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供基于船联网的船舶作业流控方法，其具体为：

2、步骤s100：控制水域内的第一水面对象上传船联网数据至调度计算中心，所述船联网数据包括第一ais系统数据及所识别的临接船舶数据；

3、步骤s110：调度计算中心基于上传的第一ais系统数据获取至少一组第一基本信息，基于所述至少一组第一基本信息在调度计算中心用户ui中绘制水域流量控制图，每组第一基本信息对应于水域流量控制图中的一个船舶虚拟画面；

4、步骤s120：调度计算中心基于上传的临接船舶数据获取第一水面对象附近的其它船舶的至少一组第二基本信息；所述第一基本信息及第二基本信息至少包括船舶标志、船舶类型、实时速度，所述第二基本信息还至少包括相对方位、相对距离；

5、步骤s130：调度计算中心基于第二基本信息，在水域流量控制图中对应位置绘制第二基本信息的对应船舶虚拟画面，以填补ais系统数据的缺项，基于填补缺项之后的水域流量控制图计算水域中船舶作业流量；

6、步骤s140：基于所述船舶作业流量向控制水域内各船舶传输作业控制指令。

7、一实施例中，所述船舶作业流量计算方法为：

8、水域流量密度

9、其中，为与水域环境、管控相关的附加调控值，n为被统计的船舶序号，n为船舶序号最大值 ；cn为被统计的序号为n的船舶类型，为以cn为类型的船舶对应的船舶大小，为以cn为类型的船舶对应的船舶安全区域大小，vcn为被统计的船舶的航行速度，t为预设时间段；为水域大小；k为被统计的常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶总数，k为被统计的常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶当前序号，ck为当前序号为k的船舶类型;为常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶影响面，船舶影响面为船舶作业时在水域中造成影响的面积的大小；

10、水域交通速度；

11、船舶作业流量；

12、其中为水域宽度或水域出入口直径。

13、一实施例中，所述在水域流量控制图中对应位置绘制第二基本信息的对应船舶虚拟画面，以填补ais系统数据的缺项，具体包括：

14、基于已绘制的水域流量控制图设置已绘制的船舶清单，调度计算中心基于临接船舶数据对应的第二基本信息中的船舶标志遍历已绘制的船舶清单，若存在相同船舶标志，则丢弃所述临接船舶数据；若不存在相同船舶标志，则基于第二基本信息中的相对方位、相对距离、实时距离、船舶类型绘制对应船舶虚拟画面，并基于第二基本信息中的船舶标志设置已绘制的船舶清单。

15、一实施例中，在不存在相同船舶标志的情况下，调度计算中心向船舶标志对应的船舶发送心跳检测，主动更新所述船舶标志对应的船舶的ais信息，以更新得到的ais信息覆盖作为对应的第二基本信息绘制对应船舶虚拟画面；当心跳检测无反馈时，以原第二基本信息绘制对应船舶虚拟画面，并执行船舶管控。

16、一实施例中，所述基于船舶作业流量向控制水域内各船舶传输作业控制指令，具体包括：将水域流量控制图、建议航道、建议航速及相关指令发送至控制水域内的任一船舶，预留反馈接口。

17、本技术还提供一种基于船联网的船舶作业流控装置，包括：

18、数据上传单元，用于控制水域内的第一水面对象上传船联网数据至调度计算中心，所述船联网数据包括第一ais系统数据及所识别的临接船舶数据；

19、调度计算中心第一信息获取单元，用于基于上传的第一ais系统数据获取至少一组第一基本信息，基于所述至少一组第一基本信息在调度计算中心用户ui中绘制水域流量控制图，每组第一基本信息对应于水域流量控制图中的一个船舶虚拟画面；

20、调度计算中心第二信息获取单元，用于基于上传的临接船舶数据获取第一水面对象附近的其它船舶的至少一组第二基本信息；所述第一基本信息及第二基本信息至少包括船舶标志、船舶类型、实时速度，所述第二基本信息还至少包括相对方位、相对距离；

21、船舶作业流量计算单元，用于调度计算中心基于第二基本信息，在水域流量控制图中对应位置绘制第二基本信息的对应船舶虚拟画面，以填补ais系统数据的缺项，基于填补缺项之后的水域流量控制图计算水域中船舶作业流量；

22、指令控制单元，用于基于上述船舶作业流量计算结果向控制水域内各船舶传输作业控制指令。

23、一实施例中，所述船舶作业流量计算方法为：

24、水域流量密度

25、其中，为与水域环境、管控相关的附加调控值，n为被统计的船舶序号，n为船舶序号最大值 ；cn为被统计的序号为n的船舶类型，为以cn为类型的船舶对应的船舶大小，为以cn为类型的船舶对应的船舶安全区域大小，vcn为被统计的船舶的航行速度，t为预设时间段；为水域大小；k为被统计的常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶总数，k为被统计的常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶当前序号，ck为当前序号为k的船舶类型; 为常驻水面作业或速度小于指定阈值的船舶影响面，船舶影响面为船舶作业时在水域中造成影响的面积的大小；

26、水域交通速度；

27、船舶作业流量；

28、其中为水域宽度或水域出入口直径。

29、一实施例中，船舶作业流量计算单元具体用于：基于已绘制的水域流量控制图设置已绘制的船舶清单，调度计算中心基于临接船舶数据对应的第二基本信息中的船舶标志遍历已绘制的船舶清单，若存在相同船舶标志，则丢弃所述临接船舶数据；若不存在相同船舶标志，则基于第二基本信息中的相对方位、相对距离、实时距离、船舶类型绘制对应船舶虚拟画面，并基于第二基本信息中的船舶标志设置已绘制的船舶清单。

30、一实施例中，在不存在相同船舶标志的情况下，调度计算中心向船舶标志对应的船舶发送心跳检测，主动更新所述船舶标志对应的船舶的ais信息，以更新得到的ais信息覆盖作为对应的第二基本信息绘制对应船舶虚拟画面；当心跳检测无反馈时，以原第二基本信息绘制对应船舶虚拟画面，并执行船舶管控。

31、一实施例中，指令控制单元具体用于：将水域流量控制图、建议航道、建议航速及相关指令发送至控制水域内的任一船舶，预留反馈接口。

32、本发明采用上述方法或装置可至少达到以下效果：（1）采用新的船联网数据实时填补ais系统数据缺项，增强船舶作业流量数据的稳定性；（2）给定了新的船舶作业流量计算方法公式，该计算方法与传统考的计算方法相兼容，并能够进一步地不仅将船舶类型船舶速度等参变量纳入考量，而且考虑了水面停留或低速船舶的影响，能够更准确地实现船舶作业流量的计算与应用；（3）主动寻找ais信息丢失的船舶，对ais信息异常的相关船舶执行管控措施，提高了船舶作业流量的准确度，提高了水域航行的安全性。