基于船舶长度的交通流基本图绘制方法技术

本发明专利技术涉及海上交通领域，尤其是涉及一种基于船舶长度的交通流基本图绘制方法

【技术实现步骤摘要】
基于船舶长度的交通流基本图绘制方法、装置及介质


[0001]本专利技术涉及海上交通领域，尤其是涉及一种基于船舶长度的交通流基本图绘制方法
、
装置及介质
。

技术介绍

[0002]交通运输是国民经济中基础性
、
先导性
、
战略性产业和重要的服务性行业，是可持续发展的重要支撑
。
而且水上交通运输作为交通领域的一部分，具有单次运量大
、
运输成本低
、
对环境影响小的优点，成为主要的交通运输方式，也是我国有与世界进行贸易往来的主要运输手段
。
[0003]道路交通的发展较为成熟，从流量
、
密度
、
速度三个参数出发对交通环境进行描述来借鉴道路交通问题，而随着水上交通的发展，船舶的尺寸和吨位的变大，这使得航道通航环境的复杂化，因此海上交通借鉴道路交通使用交通流三个参数对海上交通状况进行描述，通过收集船舶交通实况资料，假设单船船速均匀
、
航向相同
、
航迹带宽度不变，即得到交通流流量
、
交通流密度
、
交通流速度
、
交通流宽度之间的关系式
。
但在实际研究的过程中发现海上交通和道路交通存在巨大的差异性：
1)
尺度差异：相较于道路车辆的尺寸差异性，不同类型船舶之间的尺寸有着较大差异，甚至可达十几二十倍
。2)
航道划分问题：在研究道路交通流中，同一段道路存在多个车道，而海上的航道中不具有航道划分问题，但存在船舶并行现象
。
[0004]在此背景下，需要对以往借鉴道路交通中使用船舶数量进行表征交通流参数的方式进行修改，来使交通流参数能更加精确的海上交通流状况进行一个表述
。
为此，现有技术考虑到船舶尺度对交通流参数计算的影响，常通过引入当量交通量，改善仅考虑船舶数量带来的交通流基本图绘制误差问题
。
经检索，中国专利
CN 112991819A
公开了一种基于水上交通宏观基本图的航道服务水平评价方法，该方法利用历史
AIS(Automatic Identification System
，自动识别系统
)
数据绘制给定区域和时段内的船舶时空轨迹图，求解船舶交通流的密度
、
速度和流率，进而绘制出水上交通基本散点图，并利用该水上交通基本散点图完成航道服务水平在基本图上的绘制，实现对某一水域航道服务水平的评价
。
该方法在求解船舶交通流三参数时，考虑到实际中船舶长度差异很大，会影响航道内船舶数量的统计值，引入当量交通量，将实际中各种船舶长度的交通量按折算系数换算成标准船舶长度的交通量
。
虽然当量交通量将各种船舶的交通量标准化能够方便统计，但由于不同船舶之间较大的尺度差异对海上交通数据的影响，会导致当量交通量的计算结果可靠性下降，影响船舶交通流参数的求解结果
。
因此，如何提高用于描述和分析海上交通状况的数据精确性，进而提高海上交通流基本图的可靠性，成为本领域需要解决的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的海上交通流基本图绘制误差较大的缺陷而提供一种基于船舶长度的交通流基本图绘制方法
、
装置及介质
。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]根据本专利技术的第一方面，提供一种基于船舶长度的交通流基本图绘制方法，该方法包括以下步骤：
[0008]S1
，获取并筛选
AIS
数据，提取船舶长度和船舶速度；
[0009]S2
，绘制船舶时空轨迹图，并计算经船舶长度修正的交通流速度
、
交通流密度和交通流流量；
[0010]S3
，基于经船舶长度修正的交通流速度
、
交通流密度和交通流流量，绘制交通流基本图
。
[0011]作为优选的技术方案，所述船舶长度修正的过程包括，将各船舶的船舶长度作为修正系数，与相应的船舶速度相乘
。
[0012]作为优选的技术方案，所述经船舶长度修正的交通流速度由经船舶长度修正的各船舶速度之和与观测到的各船舶长度之和做商得到
。
[0013]作为优选的技术方案，所述经船舶长度修正的交通流密度由观测到的各船舶长度之和与选定航道长度做商得到
。
[0014]作为优选的技术方案，所述经船舶长度修正的交通流流量由经船舶长度修正的各船舶速度之和与选定航道长度做商得到
。
[0015]作为优选的技术方案，所述获取并筛选
AIS
数据的过程还包括，提取船舶经纬度信息，转换成相应的直角坐标
。
[0016]作为优选的技术方案，所述绘制船舶时空轨迹图的过程包括，在计算经船舶长度修正的交通流参数之前，去除反向交通流数据
。
[0017]作为优选的技术方案，所述交通流基本图包括速度
‑
密度散点图
、
速度
‑
流量散点图和流量
‑
密度散点图
。
[0018]根据本专利技术的第二方面，提供一种基于船舶长度的交通流基本图绘制装置，包括存储器
、
处理器，以及存储于所述存储器中的程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法
。
[0019]根据本专利技术的第三方面，提供一种存储介质，其上存储有程序，所述程序被执行时实现所述的方法
。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]1、
本专利技术通过引入实际船舶长度数据，重新定义船舶交通流速度
、
密度和流量，显著降低了船舶尺度差异对交通流参数计算的影响，提高计算的精度和交通流参数计算结果的准确性；
[0022]2、
本专利技术通过引入实际船舶长度数据，能够避免标准船的换算，解决了标准船数据不能准确代替超大尺度或超小尺度船舶数据的问题，提高了数据的精确性，进而提高交通流基本图的可靠性，保障船舶的通航安全和航道通航效率
。
附图说明
[0023]图1为本专利技术方法的原理示意图；
[0024]图2为本专利技术方法的实施流程示意图；
[0025]图3为本专利技术实施例1中船舶在空间检测器下的示意图；
[0026]图4为本专利技术实施例2中两航段区域选择的示意图；
[0027]图5为本专利技术实施例2中的航道坐标系示意图；
[0028]图6为本专利技术实施例2中两航段的船舶时空轨迹图；
[0029]图7为本专利技术实施例2中两航段的交通流基本图；
[0030]图8为本专利技术实施例2中对选定航段交通状况描述的示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于船舶长度的交通流基本图绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1
，获取并筛选
AIS
数据，提取船舶长度和船舶速度；
S2
，绘制船舶时空轨迹图，并计算经船舶长度修正的交通流速度
、
交通流密度和交通流流量；
S3
，基于经船舶长度修正的交通流速度
、
交通流密度和交通流流量，绘制交通流基本图
。2.
根据权利要求1所述的基于船舶长度的交通流基本图绘制方法，其特征在于，所述船舶长度修正的过程包括，将各船舶的船舶长度作为修正系数，与相应的船舶速度相乘
。3.
根据权利要求2所述的基于船舶长度的交通流基本图绘制方法，其特征在于，所述经船舶长度修正的交通流速度由经船舶长度修正的各船舶速度之和与观测到的各船舶长度之和做商得到
。4.
根据权利要求2所述的基于船舶长度的交通流基本图绘制方法，其特征在于，所述经船舶长度修正的交通流密度由观测到的各船舶长度之和与选定航道长度做商得到
。5.
根据权利要求2所述的基于船舶长度的交通流基本图绘制方法，其特征在于，所述经船舶长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘轶华，李劲松，庄思卿，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：