一种锚地时空利用效率评价方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种锚地时空利用效率评价方法和装置，包括：获取船舶的AIS轨迹数据和锚地的空间信息数据；根据船舶的AIS轨迹数据和锚地的空间信息数据，确定船舶的锚泊轨迹；根据船舶的锚泊轨迹确定船舶在不同时刻的锚泊区域，并根据锚泊区域得到船舶在不同时刻的锚泊面积；根据船舶在不同时刻的锚泊面积和预设时空效率计算公式确定锚地的时空利用效率。本发明专利技术以船舶AIS数据信息和锚地空间信息为基础，可精准识别出不同船舶的锚泊面积，提升锚地时空利用效率计算的准确性；通过计算船舶在不同时刻下的锚泊面积，能够对锚地的时空利用效率进行评估，并分析不同船舶的锚泊轨迹在时间和空间上的分异特征，为港口智能调度提供技术指导。术指导。术指导。

【技术实现步骤摘要】
一种锚地时空利用效率评价方法和装置


[0001]本专利技术涉及锚地管理
，具体涉及一种锚地时空利用效率评价方法和装置。

技术介绍

[0002]随着我国进出口贸易的快速发展，我国港口货物吞吐量连创新高，越来越多的船舶靠离港口，造成港内锚泊需求量大幅增加，锚泊容量不足和需求之间的矛盾愈来愈突出。如何掌握不同船舶锚泊的实际占用面积信息及其随时间的变化，并基于占用面积的时空变化对锚地的利用率进行评价，成为了优化港口锚地调度和管理的重要科学依据。
[0003]现有技术中，定点锚泊技术被广泛应用，该技术通过兼顾船舶尺度、进港顺序、船舶间距等，对锚地内锚泊船舶进行控制，为船舶进行锚位推荐，从而提升了锚地的运行效率。但此方法的假定条件为单船锚泊所占水域是一个圆形面积，而实际情况中，船舶所能利用的水域总面积还取决于锚地内船型分布和船舶实际锚泊面积，由于现有技术中船舶锚泊面积多采用统计规律来计算，因此与船舶实际占用的锚地存在差异，而且不同船舶在同一锚地的锚泊时间也是随着港口的交通状况而变化的，进而导致港口锚地时空利用率计算不准确。此外，由于没有计算港内不同锚地的时空利用范围，因此无法准确评估锚地的时空利用率，无法分析船舶锚泊规律在时间和空间上的分异特征，不能为港口智能调度提供技术指导。
[0004]因此，需要提出一种锚地时空利用效率评价方法，解决现有技术存在的由于船舶锚泊面积计算不准确，导致港口锚地利用率计算不准确，且由于船舶锚泊的时间分异特征未能充分挖掘，和没有计算港内不同锚地的时空利用范围，导致无法准确评估锚地时空利用率的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，有必要提供一种锚地时空利用效率评价方法和装置，解决现有技术由于船舶锚泊面积计算不准确，导致港口锚地利用率计算不准确，且由于船舶锚泊的时间分异特征未能充分挖掘，和没有计算港内不同锚地的时空利用范围，导致无法准确评估锚地时空利用率的技术问题。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供一种锚地时空利用效率评价方法，包括：
[0007]获取船舶的AIS轨迹数据和锚地的空间信息数据；其中，所述AIS轨迹数据包括船舶轨迹点的时刻信息和坐标信息；
[0008]根据所述船舶的AIS轨迹数据和所述锚地的空间信息数据，确定所述船舶的锚泊轨迹；
[0009]根据所述船舶的锚泊轨迹确定所述船舶在不同时刻的锚泊区域，并根据所述锚泊区域得到所述船舶在不同时刻的锚泊面积；
[0010]根据所述船舶在不同时刻的锚泊面积和预设时空效率计算公式确定所述锚地的
时空利用效率。
[0011]进一步的，所述预设时空效率计算公式表示为：
[0012][0013]其中，表示锚地Anc在时间区间(t1，t
n
)内的时空使用效率；Ar
k
表示第k条船的锚泊面积，m表示预设时间段内锚地内锚泊的船只总数；表式k船在锚地Anv上在预设时间段内的停留时长；当船只在锚地发生停留时t
k
＝1，未发生停留时t
k
＝0；Ar
An
表示锚地Anc的面积。
[0014]进一步的，根据所述船舶的AIS轨迹数据和所述锚地的空间信息数据，确定所述船舶的锚泊轨迹，包括：
[0015]根据所述船舶的AIS轨迹数据，确定所述船舶在不同时刻位于所述锚地内部或边界上的轨迹点；
[0016]根据所述船舶在不同时刻位于所述锚地内部或边界上的轨迹点，得到所述船舶的锚泊轨迹。
[0017]进一步的，确定所述船舶在不同时刻位于所述锚地内部或边界上的轨迹点，包括：
[0018]以所述船舶的任一轨迹点为射线端点，作一条平行于所述轨迹点所属坐标系横轴的基准射线；
[0019]根据所述锚地的空间信息数据确定所述锚地在所述轨迹点坐标系下的多个边界点坐标，得到所述锚地的拟合多边形；
[0020]遍历计算所述基准射线与所述拟合多边形两两相邻的边界点连线的位置关系和交点个数；
[0021]根据所述位置关系和交点个数，判断所述轨迹点是否位于所述锚地内部或边界上；
[0022]遍历所述船舶在不同时刻的轨迹点，得到所述船舶在不同时刻位于所述锚地内部或边界上的轨迹点。
[0023]进一步的，根据所述位置关系和交点个数，判断所述轨迹点是否位于所述锚地内部或边界上，包括：
[0024]判断所述基准射线是否与所述边界点连线平行；
[0025]当所述基准射线与所述边界点连线平行时，判断所述基准射线是否与所述边界点连线存在重合线段或所述基准射线的端点是否与所述边界点连线的任一端点重合；当所述基准射线与所述边界点连线存在重合线段或所述基准射线的端点与所述边界点连线的任一端点重合时，确定所述基准射线对应的轨迹点位于所述锚地的边界上；
[0026]当所述基准射线与所述边界点连线不平行时，判断所述基准射线与所述边界点连线是否存在交点；当所述基准射线与所述边界点连线存在交点时，根据所述交点的个数确定位于所述锚地内部的轨迹点。
[0027]进一步的，根据所述交点的个数确定位于所述锚地内部的轨迹点，包括：
[0028]当所述交点的个数为奇数时，确定所述轨迹点位于所述锚地的内部；当所述交点
的个数为偶数时，确定所述轨迹点位于所述锚地的外部。
[0029]进一步的，根据所述船舶的锚泊轨迹确定所述船舶在不同时刻的锚泊区域，包括：
[0030]将所述锚泊轨迹点中纵坐标最小的锚泊轨迹点作为锚泊区域的第一边界点；
[0031]遍历计算所述锚泊轨迹点中除第一边界点之外的所有轨迹点和所述第一边界点的连线组成的向量与坐标轴横轴的夹角；
[0032]根据所述夹角大小对所述锚泊轨迹点进行排序，将所述夹角最小值和最大值所对应的锚泊轨迹点分别作为所述锚泊区域的第二边界点和第三边界点；
[0033]基于预设判断方法，根据所述第一边界点、第二边界点和第三边界点，判断剩下的所述锚泊轨迹点是否为所述锚泊区域的边界点；
[0034]根据所述第一边界点、第二边界点、第三边界点和剩余锚泊轨迹点中为所述锚泊区域边界点的轨迹点，得到所述船舶的锚泊区域。
[0035]进一步的，基于预设判断方法，根据所述第一边界点、第二边界点和第三边界点，判断剩下的所述锚泊轨迹点是否为所述锚泊区域的边界点，包括：
[0036]将排序后的所述夹角中位于所述第一边界点和第二边界点之后的轨迹点i与所述第二边界点组成的第一向量，和所述第一边界点与第二边界点组成的第二向量进行叉积计算，根据叉积计算的结果判断所述轨迹点i是否是所述锚泊区域的第四边界点；
[0037]当所述轨迹点i是所述锚泊区域的第四边界点时，继续将所述夹角中后一个排序位对应的轨迹点i+1与所述第四边界点组成的第三向量，和所述第四边界点与所述第二边界点组成的第四向量进行叉积计算，继续判断所述轨迹点i+1是否是所述锚泊区域的边界点；
[0038]当所述轨迹点i不是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锚地时空利用效率评价方法，其特征在于，包括：获取船舶的AIS轨迹数据和锚地的空间信息数据；其中，所述AIS轨迹数据包括船舶轨迹点的时刻信息和坐标信息；根据所述船舶的AIS轨迹数据和所述锚地的空间信息数据，确定所述船舶的锚泊轨迹；根据所述船舶的锚泊轨迹确定所述船舶在不同时刻的锚泊区域，并根据所述锚泊区域得到所述船舶在不同时刻的锚泊面积；根据所述船舶在不同时刻的锚泊面积和预设时空效率计算公式确定所述锚地的时空利用效率。2.根据权利要求1所述的一种锚地时空利用效率评价方法，其特征在于，所述预设时空效率计算公式表示为：其中，表示锚地Anc在时间区间(t1，t
n
)内的时空使用效率；Ar
k
表示第k条船的锚泊面积，m表示预设时间段内锚地内锚泊的船只总数；表式k船在锚地Anc上在预设时间段内的停留时长；当船只在锚地发生停留时t
k
＝1，未发生停留时t
k
＝0；Ar
An
表示锚地Anc的面积。3.根据权利要求1所述的一种锚地时空利用效率评价方法，其特征在于，根据所述船舶的AIS轨迹数据和所述锚地的空间信息数据，确定所述船舶的锚泊轨迹，包括：根据所述船舶的AIS轨迹数据，确定所述船舶在不同时刻位于所述锚地内部或边界上的轨迹点；根据所述船舶在不同时刻位于所述锚地内部或边界上的轨迹点，得到所述船舶的锚泊轨迹。4.根据权利要求3所述的一种锚地时空利用效率评价方法，其特征在于，确定所述船舶在不同时刻位于所述锚地内部或边界上的轨迹点，包括：以所述船舶的任一轨迹点为射线端点，作一条平行于所述轨迹点所属坐标系横轴的基准射线；根据所述锚地的空间信息数据确定所述锚地在所述轨迹点坐标系下的多个边界点坐标，得到所述锚地的拟合多边形；遍历计算所述基准射线与所述拟合多边形两两相邻的边界点连线的位置关系和交点个数；根据所述位置关系和交点个数，判断所述轨迹点是否位于所述锚地内部或边界上；遍历所述船舶在不同时刻的轨迹点，得到所述船舶在不同时刻位于所述锚地内部或边界上的轨迹点。5.根据权利要求4所述的一种锚地时空利用效率评价方法，其特征在于，根据所述位置关系和交点个数，判断所述轨迹点是否位于所述锚地内部或边界上，包括：判断所述基准射线是否与所述边界点连线平行；当所述基准射线与所述边界点连线平行时，判断所述基准射线是否与所述边界点连线
存在重合线段或所述基准射线的端点是否与所述边界点连线的任一端点重合；当所述基准射线与所述边界点连线存在重合线段或所述基准射线的端点与所述边界点连线的任一端点重合时，确定所述基准射线对应的轨迹点位于所述锚地的边界上；当所述基准射线与所述边界点连线不平行时，判断所述基准射线与所述边界点连线是否存在交点；当所述基准射线与所述边界点连线存在交点时，根据所述交点的个数确定位于所述锚地内部的轨迹点。6.根据权利要求5所述的一种锚地时空利用效率评价方法，其特征在于，根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：余红楚，陈丰，郭正，
申请(专利权)人：武汉理工大学三亚科教创新园，
类型：发明
国别省市：