一种基于多源信息的船舶防撞预警系统及方法

本发明涉及船舶避碰，具体涉及一种基于多源信息的船舶防撞预警系统及方法。

背景技术：

1、随着船舶运输业的发展，不管是船舶的规模还是运行频率都有着显著的增加。与此同时，由于自然条件或是人为失误也引起了一些船舶碰撞问题。船舶碰撞主要包括船船碰撞、船与桥墩碰撞、船与码头碰撞以及船与船闸的碰撞等。碰撞不仅会带来经济损失,对建筑物的寿命乃至人类生命安全都带来威胁。船舶碰撞是一个短暂的过程，但包含了复杂的非线性特性。

技术实现思路

1、本发明针对上述问题，提供了一种基于多源信息的船舶防撞预警系统，所述系统包括：多源数据关联模块、碰撞预警模块和预警反馈模块；

2、所述多源数据关联模块用于将船舶信息、环境信息和桥梁信息进行关联，得到关联信息；

3、所述碰撞预警模块用于使用所述关联信息进行船舶防撞预测，得到碰撞预警信息；

4、所述预警反馈模块用于基于所述碰撞预警信息发布碰撞预警。

5、可选的，所述多源数据关联模块包括：船舶信息监测子模块、环境监测子模块和关联信息子模块；

6、所述船舶信息监测子模块用于获取船舶基本信息以及航行时船舶的实时信息；

7、所述环境监测子模块用于获取船舶周围环境信息；

8、所述关联信息子模块用于将船舶的实时信息、船舶基本信息和船舶周围环境信息进行关联。

9、可选的，关联信息子模块的工作流程包括：

10、对所述船舶的实时信息、所述船舶基本信息和所述船舶周围环境信息进行预处理，得到格式统一的预处理数据；

11、计算各个预处理数据的可信度，并得到与处理数据之间的关联性。

12、可选的，所述碰撞预警模块包括船舶航线规划子模块、桥梁信息监测子模块、碍航物信息监测子模块、航道偏离监测子模块、船舶碰撞监测子模块和船舶碰撞预警子模块；

13、所述船舶航线规划子模块用于基于所述多源数据关联模块的关联信息，使用混沌麻雀优化算法进行船舶的航线规划；

14、所述桥梁信息监测子模块用于收集桥梁发送的预警信号；

15、所述碍航物信息监测子模块用于对水中的碍航物进行监测，得到碍航物信息并发送预警信号；

16、所述航道偏离监测子模块用于计算船舶的实时定位与规划航线间的偏差，得到航道偏离值；

17、所述船舶碰撞监测子模块用于监测当前船舶是否发生碰撞；

18、所述船舶碰撞预警子模块用于当船舶发生碰撞时，发送船舶碰撞信号。

19、可选的，所述船舶航线规划子模块的工作流程具体包括：

20、使用改进的circle混沌映射对所述关联信息进行初始化；

21、从船舶出发起点到目的地终点划分预设个数的节点作为麻雀个体，计算麻雀个体的适应度值由大到小依次排序找出最优适应度值，最差适应度值和与之对应的最优位置和最差位置；

22、按照排序从上选取20％作为混沌麻雀优化算法中的发现者；

23、根据发现者找到的最优适应度值更新航线位置，得到最优的规划航线。

24、本发明还公开一种基于多源信息的船舶防撞预警方法，方法包括：

25、s1、将船舶信息、环境信息和桥梁信息进行关联，得到关联信息；

26、s2、使用所述关联信息进行船舶防撞预测，得到碰撞预警信息；

27、s3、基于所述碰撞预警信息发布碰撞预警。

28、可选的，所述s2中，使用所述关联信息进行船舶防撞预测，得到碰撞预警信息的内容具体包括：

29、基于所述多源数据关联模块的关联信息，使用混沌麻雀优化算法进行船舶的航线规划；

30、收集桥梁发送的预警信号；

31、计算船舶的实时定位与规划航线间的偏差，得到航道偏离值；

32、计算基于当前船舶巷道偏离值与危险物相撞的几率；

33、当船舶发生碰撞时，发送船舶碰撞信号。

34、可选的，所述基于所述多源数据关联模块的关联信息，使用混沌麻雀优化算法进行船舶的航线规划的内容具体包括：

35、使用改进的circle混沌映射对所述关联信息进行初始化；

36、从船舶出发起点到目的地终点划分预设个数的节点作为麻雀个体，计算麻雀个体的适应度值由大到小依次排序找出最优适应度值，最差适应度值和与之对应的最优位置和最差位置；

37、按照排序从上选取20％作为混沌麻雀优化算法中的发现者；

38、根据发现者找到的最优适应度值更新航线位置，得到最优的规划航线。

39、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

40、本发明将多种实时数据快速融合，避免了数据处理的延迟或者不准确行所带来的预警的实效性和时效性影响。另外本发明考虑了海上环境恶劣严峻时传感器性能有误导致预警系统误报或漏保的情况，确保预警信息的及时发送与安全的传递。另外，本发明对航线使用混沌麻雀搜索优化算法进行规划，能够快速找到全局最优线路，并实时监测船舶的偏航信息，预测偏航后的碰撞可能性。

1.一种基于多源信息的船舶防撞预警系统，其特征在于，所述系统包括：多源数据关联模块、碰撞预警模块和预警反馈模块；

2.根据权利要求1所述的基于多源信息的船舶防撞预警系统，其特征在于，所述多源数据关联模块包括：船舶信息监测子模块、环境监测子模块和关联信息子模块；

3.根据权利要求2所述的基于多源信息的船舶防撞预警系统，其特征在于，关联信息子模块的工作流程包括：

4.根据权利要求1所述的基于多源信息的船舶防撞预警系统，其特征在于，所述碰撞预警模块包括船舶航线规划子模块、桥梁信息监测子模块、碍航物信息监测子模块、航道偏离监测子模块、船舶碰撞监测子模块和船舶碰撞预警子模块；

5.根据权利要求4所述的基于多源信息的船舶防撞预警系统，其特征在于，所述船舶航线规划子模块的工作流程具体包括：

6.一种基于多源信息的船舶防撞预警方法，所述方法基于权利要求1-5任一项所述的预警系统实现，其特征在于，方法包括：

7.根据权利要求6所述的基于多源信息的船舶防撞预警方法，其特征在于，所述s2中，使用所述关联信息进行船舶防撞预测，得到碰撞预警信息的内容具体包括：

8.根据权利要求6所述的基于多源信息的船舶防撞预警方法，其特征在于，所述基于所述多源数据关联模块的关联信息，使用混沌麻雀优化算法进行船舶的航线规划的内容具体包括：