【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶交通管理领域，特别是一种vts系统中船舶靠离泊的智能监管方法。
技术介绍
1、vts系统(船舶交通管理系统)，旨在保障通航安全，提高船舶交通利用率，减少交通事故的发生。随着航运业的发展，交通流量越来越密集，而码头泊位数量也随之快速增长，船舶在靠离泊过程中易受风、浪、流等环境不确定性因素的影响，因此港口安全监管力度越来越大，具有点多、面广、量大的特点。
2、目前，vts管理系统中对港口船舶的安全监管主要依赖于值班人员人为干预，全天盯守，存在安全风险大、人工依赖强、监管效率低的问题。
3、近年来，随着船舶自动化、智能化的发展，智能船舶已成为当下船舶领域研究的热点。因此，亟待研究一种自动、高效、准确的船舶靠离泊的智能监管方法。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种vts系统中船舶靠离泊的智能监管方法，该vts系统中船舶靠离泊的智能监管方法能实现vts系统中船舶靠离泊过程的智能预警判定与警示，并且在实现过程中，结合船舶实时动态申报数据、以及船舶航行动态信息，并以此为依据，计算多种靠离泊态势约束因子，实现多种预警判定与展示，从而缓解交管值班压力，达到较好的vts智能化监管效果。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种vts系统中船舶靠离泊的智能监管方法，包括如下步骤。
4、步骤1、导入泊位数据：从海事部门获取待智能监管海域内的所有泊位数据，并导入v
5、步骤2、绘制泊位区域：vts系统根据步骤1导入的泊位数据，绘制泊位区域，并对泊位区域设置泊位属性信息；泊位属性信息包括码头属性和港区属性。
6、步骤3、确定约束因子：约束因子包括空间约束因子和靠离泊态势约束因子；
7、步骤4、空间约束条件判断：利用步骤3确定的空间约束因子，判断目标船舶是否满足空间约束条件。
8、步骤5、船舶靠离泊态势类型确认：当步骤4的判断结果为目标船舶满足空间约束条件时，使用步骤3确定的靠离泊态势约束因子，确认目标船舶的船舶靠离泊态势类型；船舶靠离泊态势包括船舶预靠泊态势、靠泊状态、预离泊态势和离泊状态。
9、步骤3中，空间约束因子包括目标船舶至泊位区域的平均距离目标船舶位于泊位区域内部或外部的空间状态pin或pout。
10、步骤4中，目标船舶是否满足空间约束条件的判断方法，具体包括如下步骤：
11、步骤4-1、判定目标船舶的空间状态：通过从目标船舶引射线法，判断目标船舶是否在步骤2绘制的泊位区域内，若在泊位区域内，则将目标船舶的空间状态记为pin，否则，记为pout。
12、步骤4-2、空间约束一次判断：当目标船舶的空间状态为pin时，则其满足空间约束条件；当目标船舶的空间状态为pout时，则进入步骤4-3。
13、步骤4-3、空间约束二次判断，具体包括如下步骤：
14、步骤4-3a、计算设步骤2中的泊位区域具有n个拐角点，且分别为拐角点p1、p2、……、pi、……、pn；则的计算公式为：
15、
16、式中，di为目标船舶至拐角点pi的距离。
17、步骤4-3b、空间约束二次判断：将步骤4-3a计算得到的与设定的最大距离阈值dmax进行比较判断；当时，判断目标船舶满足空间约束条件；否则，判断为目标船舶不满足空间约束条件。
18、靠离泊态势约束因子包括航行状态、航速、距离态势和态势持续时间；步骤5中，船舶靠离泊态势类型确认包括船舶预靠泊态势确认、靠泊状态确认、预离泊态势确认和离泊状态确认。
19、步骤5中，船舶预靠泊态势的确认方法，包括如下步骤：
20、步骤5-1a、预靠泊态势仲裁：设定n个采集时间段，在每个采集时间段t0内，均进行一次预靠泊态势仲裁，具体仲裁方法为：
21、针对满足空间约束条件且目标空间状态为pout的目标船舶a，若vt≥vpre且vt-1≥vpre时，则认为该目标船舶a具有逐渐靠泊的态势；此时，预靠泊态势累计次数s加1，否则s＝0；其中，和分别为前一个t-1采集时间段和当前t采集时间段目标船舶a至泊位区域的平均距离；vt-1和vt分别为前一个t-1采集时间段和当前t采集时间段目标船舶a的航速；vpre为设定的预靠泊航速阈值。
22、步骤5-1b、预靠泊态势持续时间确认：当预靠泊态势累计次数s≥spre时，则认为目标船舶a初步具有预靠泊态势；其中，为正整数；tpre为设定的预靠泊态势持续时间阈值。
23、步骤5-1c、船舶动态报港数据核验确认：vts系统获取目标船舶a的进港报告数据；当目标船舶a进港报告数据中的目的港和预靠泊位名称，与靠近泊位区域中拐角点的设置泊位属性信息相同时，则判断目标船舶a处于预靠泊态势，并将其航行状态置为预靠泊状态。步骤5中，船舶靠泊状态的确认方法，包括如下步骤：
24、步骤5-2a、靠泊状态仲裁：设定n个采集时间段，在每个采集时间段t0内，均进行一次预靠泊态势仲裁，具体仲裁方法为：
25、针对满足空间约束条件且目标空间状态为pin的目标船舶b，vt′≥vberth且vt′-1≥vberth时，则该目标船舶b具有逐渐靠泊的态势；此时，靠泊态势累计次数s′加1，否则s′＝0；其中，vt′-1和vt′分别为前一个t-1采集时间段和当前t采集时间段目标船舶b的航速；vberth为设定的靠泊航速阈值。
26、步骤5-2b、靠泊态势持续时间确认：当靠泊态势累计次数s′≥sberth时，则判断目标船舶b的航行状态置为靠泊状态，其靠泊位置记为锚泊位置；其中，为正整数；tberth为设定的靠泊态势持续时间阈值。
27、步骤5中，船舶预离泊态势的确认方法，包括如下步骤：
28、步骤5-3a、预离泊态势仲裁：设定n个采集时间段，在每个采集时间段t0内，均进行一次预离泊态势仲裁，具体仲裁方法为：
29、针对满足空间约束条件、目标空间状态为pout且呈靠泊状态的目标船舶c，当d＞r，且vt″≥vleave，则认为目标船舶c具有逐渐离泊的态势；此时，预离泊态势累计次数s″加1，否则，s″＝0；其中，d为当前t采集时间段目标船舶c至锚泊位置的距离；r为设定的锚泊半径；vt″为当前t采集时间段目标船舶c的航速；vleave为设定的预离泊航速阈值。
30、步骤5-3b、预离泊态势持续时间确认：当预离泊态势累计次数s″≥sleave时，则判断目标船舶c已经具备预离泊的态势；此时，将目标船舶c的航行状态置为预离泊状态；其中，为正整数；tleave为设定的预离泊态势持续时间阈值。
31、步骤5中，船舶离泊态势的确认方法为：每个采集时间段内，针对确认为预离泊态势的目标船舶d，当且其航速大于预离泊航速阈值vleave时，则认为目标船舶d处于离泊状态。
32、步骤6、预警：针本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种VTS系统中船舶靠离泊的智能监管方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的VTS系统中船舶靠离泊的智能监管方法，其特征在于：步骤3中，空间约束因子包括目标船舶至泊位区域的平均距离目标船舶位于泊位区域内部或外部的空间状态Pin或Pout。
3.根据权利要求2所述的VTS系统中船舶靠离泊的智能监管方法，其特征在于：步骤4中，目标船舶是否满足空间约束条件的判断方法，具体包括如下步骤：
4.根据权利要求1或3所述的VTS系统中船舶靠离泊的智能监管方法，其特征在于：靠离泊态势约束因子包括航行状态、航速、距离态势和态势持续时间；步骤5中，船舶靠离泊态势类型确认包括船舶预靠泊态势确认、靠泊状态确认、预离泊态势确认和离泊状态确认。
5.根据权利要求4所述的VTS系统中船舶靠离泊的智能监管方法，其特征在于：步骤5中，船舶预靠泊态势的确认方法，包括如下步骤：
6.根据权利要求4所述的VTS系统中船舶靠离泊的智能监管方法，其特征在于：步骤5中，船舶靠泊状态的确认方法，包括如下步骤：
7.根据权利要求4所述的
8.根据权利要求7所述的VTS系统中船舶靠离泊的智能监管方法，其特征在于：步骤5中，船舶离泊态势的确认方法为：每个采集时间段内，针对确认为预离泊态势的目标船舶D，当且其航速大于预离泊航速阈值Vleave时，则认为目标船舶D处于离泊状态。
9.根据权利要求1所述的VTS系统中船舶靠离泊的智能监管方法，其特征在于：还包括步骤6、预警：针对步骤5确认的每种类型的船舶靠离泊态势，分别进行预警，具体预警方式包括靠泊高闪警示、离泊高闪警示、船舶进港未报告告警、船舶预靠泊位不匹配告警、船舶出港未报告告警和船舶未按规定办理出港报告告警。
10.根据权利要求9所述的VTS系统中船舶靠离泊的智能监管方法，其特征在于：还包括步骤7、船舶航行动态数据更新：重复步骤4至步骤7，实现船舶靠离泊的智能监管。
...【技术特征摘要】
1.一种vts系统中船舶靠离泊的智能监管方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的vts系统中船舶靠离泊的智能监管方法，其特征在于：步骤3中，空间约束因子包括目标船舶至泊位区域的平均距离目标船舶位于泊位区域内部或外部的空间状态pin或pout。
3.根据权利要求2所述的vts系统中船舶靠离泊的智能监管方法，其特征在于：步骤4中，目标船舶是否满足空间约束条件的判断方法，具体包括如下步骤：
4.根据权利要求1或3所述的vts系统中船舶靠离泊的智能监管方法，其特征在于：靠离泊态势约束因子包括航行状态、航速、距离态势和态势持续时间；步骤5中，船舶靠离泊态势类型确认包括船舶预靠泊态势确认、靠泊状态确认、预离泊态势确认和离泊状态确认。
5.根据权利要求4所述的vts系统中船舶靠离泊的智能监管方法，其特征在于：步骤5中，船舶预靠泊态势的确认方法，包括如下步骤：
6.根据权利要求4所述的vts系统中船舶靠离泊的智能监管方法，其特征在于：步...
【专利技术属性】
技术研发人员：张灿，张斌，周静艳，陆月晴，
申请(专利权)人：中船鹏力南京大气海洋信息系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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