一种基于航道里程线的控制河段船舶上下水判定方法技术

本文发明专利技术涉及智能航运与船舶导航应用领域，具体涉及一种基于航道里程线的控制河段船舶上下水判定方法

【技术实现步骤摘要】
一种基于航道里程线的控制河段船舶上下水判定方法


[0001]本文专利技术涉及智能航运与船舶导航应用领域，具体涉及一种基于航道里程线的控制河段船舶上下水判定方法
。

技术介绍

[0002]长江航道上游控制河段航道曲窄，水流湍急，河床地形复杂，险滩暗礁多，船舶通行条件差，会船避让困难，导致船舶同一时间段内只能单向通行的航道河段
。
为确保控制河段航道的畅通安全，所以需要对通行船舶进行指挥调度，船舶必须根据通行信号单向
、
有序地通过控制河段
。
目前采用的指挥方式是基于“控制河段人机交互智能通行指挥系统”，实现对通行船舶进行智能指挥
,
系统利用船舶
AIS
数据，解码后得到船舶的动态信息与静态信息，并通过内置算法求出预计通过时间和通行队列，自动对船舶通行进行指挥
。
这种人机交互智能指挥方式，能够主动掌握通行船舶动态，并能自动生成通行指挥记录
。
[0003]在智能指挥中，船舶上下水的判定是非常重要的一环，上下水判定错误会导致整个指挥出现混乱，现有的控制河段船舶上下水的判定有基于航迹线进行判定和基于网格参考航向进行判定的
。
[0004]基于航迹线进行上下水判定的基本思路是，通过人工在长江航道的可航线区域进行连续打点
,
连接成航迹线，当船舶进入该范围后，找寻距离当前船舶最近的两点，通过计算其方向和船舶对地航向的夹角来进行判断
。
现存人工绘制主航迹线的方法，按河道的方向进行绘制没有考虑船舶实际航行的情况，并且人工绘制的方向存在一定的误差，航道内水流方向复杂，也会影响船舶航行的实际方向，故以航迹线切线方向作为航行判定方向的这种判定方式准确度不高
。
[0005]专利
CN113686342A“一种基于网格参考航向的控制河段船舶上下水判定方法”曾公开了一种基于网格参考航向进行上下水判定的基本思路，以控制河段的计算范围和航道里程线坐标为基础，将控制河段网格化并建立索引，同时以网格中心点为坐标，计算网格距离临近航道里程线的位置，然后利用航道里程线参考航向计算各网格的参考航向
。
但在此方法中各网格的参考航向的选取没有一定的标准，通用性较差
。
[0006]专利
CN113689739A“一种基于历史数据的控制河段船舶上下水判定方法”曾公开了一种通过控制河段内船舶的
AIS
历史数据为基础，生成航道里程线判定航向，来判定船舶的上下水航向
。
[0007]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于航道里程线的控制河段船舶上下水判定方法，以航道里程线数据为基础，将航道里程线区域划分为小里程线区域，再根据船舶的经纬度坐标计算出船舶所在的小里程线区域，最后根据船舶的经纬度坐标
、
航向角作出一定长度的辅助线段，判断辅助线段与小里程线区域的上游小里程线或下游小里程线的几何位置关系，对船舶的上下水状态进行判定
。
基于航道里程线数据，通过一定长度的辅助线段与里程线的几何位置关系，将船舶的上下水状态提供给指挥系统用于指挥，为航道内的船舶指挥提供有力依据，提高指挥系统的工作效率和准确率，为船舶安全航行提供保障
。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术的目的就是在于提出一种基于航道里程线的控制河段船舶上下水判定方法，所述方法包括以下步骤：
[0009]步骤1：读取控制河段计算范围，该数据包括计算范围最大经度
、
最小经度
、
最大纬度和最小维度
。AIS/
雷达数据获取到控制河段计算范围内的船舶的经纬度坐标
、
航速
、
航向角度等动态信息；
[0010]步骤2：每个控制河段区域内都会有对应的航道里程线数据，每两条里程线
(
分为上游里程线
、
下游里程线
)
会构成一个里程线区域
。
读取控制河段内航道里程线数据，该数据包括航道里程公里数
、
航道里程线左侧点经纬度
(
按水流方向
)、
航道里程线右侧点经纬度
(
按水流方向
)
；
[0011]步骤3：根据步骤2获得的控制河段航道里程线区域，将控制河段内的每个航道里程线区域再划分为
n
个小里程线区域
。
划分为
n
个小里程线区域的实现方式如下：
[0012]步骤
3.1
：设上游里程线左侧点
A
点的经纬度坐标为
(LngA
，
LatA)
，上游里程线右侧点经纬度坐标为
(LngB
，
LatB)
，下游里程线左侧点
C
点的经纬度坐标为
(LngC
，
LatC)
，下游里程线右侧点的经纬度坐标为
(LngD
，
LatD)
；
[0013]步骤
3.2
：计算上游里程线左侧点
A
点和下游里程线左侧点
C
点的经纬度之差，将经纬度之差除以
n(
划分为
n
个小里程线区域
)
，得到构成小里程线区域的上游小里程线左侧点的经纬度间距值
。
计算公式为：
[0014][0015]步骤
3.3
：计算上游里程线右侧点
B
点和下游里程线右侧点
D
点的经纬度之差，将经纬度之差除以
n(
划分为
n
个小里程线区域
)
，得到构成小里程线区域的上游小里程线右侧点的经纬度间距值
。
计算公式为：
[0016][0017]步骤
3.4
：根据步骤
3.2
和步骤
3.3
计算得到的经纬度间距值，计算构成
n
个小里程线区域的其余
(n
‑
1)
条小里程线的左侧点经纬度坐标和右侧点经纬度坐标，按从下游往上游排列小里程线，设第
i
条小里程线的左侧点经纬度坐标为
(Lngi
左，
Lati
左
)
，右侧点经纬度坐标为
(Lngi
右，
Lati
右
)
，计算公式为：
[0018][0019][0020]步骤4：根据接收到的船舶的经纬度坐标，找出船舶在当前控制河段的航道里程线区域的哪个小里程线区域内；
[0021]步骤
4.1
：根据船舶的经纬度坐标计算求出船舶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于航道里程线的控制河段船舶上下水判定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：读取控制河段计算范围，该数据包括控制河段计算范围的最大经度
、
最小经度
、
最大纬度
、
最小纬度；步骤2：读取控制河段内航道里程线数据，该数据包括航道里程公里数
、
航道里程线左侧点经纬度
(
按水流方向
)、
航道里程线右侧点经纬度
(
按水流方向
)
；步骤3：根据步骤2获得的控制河段航道里程线数据，将每个航道里程线区域再划分为
n
个小里程线区域；步骤4：获取船舶的经纬度坐标，根据船舶的经纬度坐标计算出船舶在当前控制河段内的哪个航道里程线区域的哪个小里程线区域内；步骤5：再根据船舶的经纬度坐标
、
航向角，和小里程线区域的上游小里程线和下游小里程线，对船舶的上下水进行判定
。2.
根据权利要求1所述的，一种基于航道里程线的控制河段船舶上下水判定方法，其特征在于，所述步骤3的将每个航道里程线区域划分为小里程线区域的方法为：
1)
设上游里程线左侧点
A
点的经纬度坐标为
(LngA
，
LatA)
，上游里程线右侧点经纬度坐标为
(LngB
，
LatB)
，下游里程线左侧点
C
点的经纬度坐标为
(LngC
，
LatC)
，下游里程线右侧点的经纬度坐标为
(LngD
，
LatD)
；
2)
计算上游里程线左侧点
A
点和下游里程线左侧点
C
点的经纬度之差，将经纬度之差除以
n(
划分为
n
个小里程线区域

【专利技术属性】
技术研发人员：梁山，腾鑫林，刘康路，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：