【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机仿真，具体涉及一种基于ais大数据的船舶避碰仿真系统及方法。
技术介绍
1、ais(automatic identification system)是一种自动识别系统，用于船舶间的无线电通信和船舶的自动识别。ais系统通过在船舶上安装特定的ais设备，实现船舶之间的信息交换和位置追踪。该系统基于全球卫星导航系统(如gps)和无线电通信技术，能够实时获取船舶的位置、速度、航向、船名、船旗国等信息，并将这些信息广播给周围的船舶和岸基站。它是一项国际航行安全的技术要求，旨在提高船舶的安全性和管理效率。
2、船舶航行安全的重要意义在于保障人身安全、维护海洋生态环境和促进海洋经济发展，是航运行业和社会发展的重要组成部分。而在对船舶航行安全的研究中，由于水域拓扑结构的特殊性，人们对于研究船舶交通流和船舶避碰模型需要考虑的因素更为繁杂，目前实船测试实验仿真多借助于大型的船舶操纵模拟器，不方便携带和运行的船舶操纵模拟器在控制系统和图形显示等方面无法与当前新兴的计算机技术进行有效融合，无法实现更加智能化的船舶动态演化模拟，影响船舶航行安全研究的准确性。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种基于ais大数据的船舶避碰仿真系统及方法，用以减少与实际船舶航行行为的误差，提高仿真效果。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种基于ais大数据的船舶避碰仿真系统，包括：
4、数据获取模块，
5、数据处理模块，用于基于dbscan聚类算法对所述目标水域的环境数据和船舶航行ais数据进行数据识别，得到识别数据，并对所述识别数据进行数据库存储，得到存储数据库，并将所述存储数据库发送至船舶仿真模块；
6、数据演化模块，用于获取船舶训练模型和训练数据库，并将所述训练数据库输入至所述船舶训练模型进行迭代训练，得到船舶动态演化模型，并将所述船舶动态演化模型发送至所述船舶仿真模块；
7、船舶仿真模块，用于基于所述船舶动态演化模型搭建船舶避碰仿真动态演化界面，得到船舶避碰仿真动态演化界面，将所述存储数据库输入至所述船舶避碰仿真动态演化界面，得到仿真场景，在所述船舶避碰仿真动态演化界面接收到仿真操作指令时，基于所述仿真场景进行船舶避碰仿真操作。
8、可选的，所述系统，还包括：
9、测试评估模块，用于在所述船舶避碰仿真动态演化界面输入测试参数，得到船舶动态演化模型的仿真测验结果。
10、可选的，所述测试评估模块，用于：
11、基于所述船舶避碰仿真动态演化界面输入测试参数，得到仿真数据，基于所述仿真数据和获取的性能指标进行比对，得到比对结果，基于所述比对结果得到船舶动态演化模型的仿真测验结果。
12、可选的，所述目标水域的环境数据包括：地理数据、海洋数据及气象数据；所述船舶航行ais数据包括：船舶尺度、位置经纬度、航行速度、航向及定位时间。
13、可选的，所述基于dbscan聚类算法对所述目标水域的环境数据和船舶航行ais数据进行数据识别，得到识别数据，包括：
14、对所述目标水域的环境数据和船舶航行ais数据进行清洗、去重及格式转换，得到预处理数据，基于dbscan聚类算法对所述预处理数据进行数据识别，得到识别数据。
15、可选的，所述将所述存储数据库输入至所述船舶训练模型进行迭代训练，得到船舶动态演化模型，包括：
16、将所述存储数据库输入至所述船舶训练模型进行船舶轨迹预测、船舶流量预测、船舶行为模式识别、最佳航线推荐及船舶目标识别的迭代训练，得到模型优化参数，基于所述模型优化参数对所述船舶训练模型进行参数优化，得到船舶动态演化模型。
17、可选的，所述在所述船舶避碰仿真动态演化界面接收到仿真操作指令时，基于所述仿真场景进行船舶避碰仿真操作，包括：
18、在所述船舶避碰仿真动态演化界面接收到仿真操作场景切换指令时，进行操作场景切换操作，得到切换后的操作场景，并基于所述切换后的操作场景进行船舶避碰仿真操作。
19、可选的，所述基于所述切换后的操作场景进行船舶避碰仿真操作，包括：
20、基于所述切换后的操作场景进行控制船舶的启动、停止、加速、减速及转向的船舶避碰仿真操作。
21、可选的，所述基于所述切换后的操作场景进行船舶仿真操作，还包括：
22、在基于所述切换后的操作场景进行控制船舶的启动、停止、加速、减速及转向的船舶避碰仿真操作时，进行实时定位、航线规划以及船舶避碰的仿真操作。
23、第二方面，本专利技术还提供了一种基于ais大数据的船舶避碰仿真方法，所述方法包括：
24、通过数据获取模块获取目标水域的环境数据和船舶航行ais数据；
25、通过数据处理模块基于dbscan聚类算法对所述目标水域的环境数据和船舶航行ais数据进行数据识别，得到识别数据，并对所述识别数据进行数据库存储，得到存储数据库；
26、通过数据演化模块获取船舶训练模型和训练数据库，并将所述训练数据库输入至所述船舶训练模型进行迭代训练，得到船舶动态演化模型；
27、通过船舶仿真模块基于所述船舶动态演化模型搭建船舶避碰仿真动态演化界面，得到船舶避碰仿真动态演化界面，将所述存储数据库输入至所述船舶避碰仿真动态演化界面，得到仿真场景，在所述船舶避碰仿真动态演化界面接收到仿真操作指令时，基于所述仿真场景进行船舶避碰仿真操作。
28、采用上述实现方式的有益效果是：本专利技术提供了一种基于ais大数据的船舶避碰仿真系统及方法，系统包括：数据获取模块，用于获取目标水域的环境数据和船舶航行ais数据，并将所述目标水域的环境数据和船舶航行ais数据发送至数据处理模块，数据处理模块，用于基于dbscan聚类算法对所述目标水域的环境数据和船舶航行ais数据进行数据识别，得到识别数据，并对所述识别数据进行数据库存储，得到存储数据库，并将所述存储数据库发送至船舶仿真模块，数据演化模块，用于获取船舶训练模型和训练数据库，并将所述训练数据库输入至所述船舶训练模型进行迭代训练，得到船舶动态演化模型，并将所述船舶动态演化模型发送至所述船舶仿真模块，船舶仿真模块，用于基于所述船舶动态演化模型搭建船舶避碰仿真动态演化界面，得到船舶避碰仿真动态演化界面，将所述存储数据库输入至所述船舶避碰仿真动态演化界面，得到仿真场景，在所述船舶避碰仿真动态演化界面接收到仿真操作指令时，基于所述仿真场景进行船舶避碰仿真操作。本申请通过提出一种船舶避碰仿真系统，该系统包括：数据获取模块、数据处理模块、数据演化模块及船舶仿真模块，数据获取模块基于仿真需求获取指定范围内的环境数据和船舶ais数据中的船舶信息；数据处理模块用于处理基于ais大数据获取到的指定范本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于AIS大数据的船舶避碰仿真系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于AIS大数据的船舶避碰仿真系统，其特征在于，所述系统，还包括：
3.根据权利要求2所述的基于AIS大数据的船舶避碰仿真系统，其特征在于，所述测试评估模块，用于：
4.根据权利要求1所述的基于AIS大数据的船舶避碰仿真系统，其特征在于，所述目标水域的环境数据包括：地理数据、海洋数据及气象数据；所述船舶航行AIS数据包括：船舶尺度、位置经纬度、航行速度、航向及定位时间。
5.根据权利要求1所述的基于AIS大数据的船舶避碰仿真系统，其特征在于，所述基于DBSCAN聚类算法对所述目标水域的环境数据和船舶航行AIS数据进行数据识别，得到识别数据，包括：
6.根据权利要求1所述的基于AIS大数据的船舶避碰仿真系统，其特征在于，所述将所述存储数据库输入至所述船舶训练模型进行迭代训练，得到船舶动态演化模型，包括：
7.根据权利要求1所述的基于AIS大数据的船舶避碰仿真系统，其特征在于，所述在所述船舶避碰仿真动态演化界面接收到仿真操作指
8.根据权利要求7所述的基于AIS大数据的船舶避碰仿真系统，其特征在于，所述基于所述切换后的操作场景进行船舶避碰仿真操作，包括：
9.根据权利要求8所述的基于AIS大数据的船舶避碰仿真系统，其特征在于，所述基于所述切换后的操作场景进行船舶避碰仿真操作，还包括：
10.一种基于AIS大数据的船舶避碰仿真方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于ais大数据的船舶避碰仿真系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于ais大数据的船舶避碰仿真系统，其特征在于，所述系统，还包括：
3.根据权利要求2所述的基于ais大数据的船舶避碰仿真系统，其特征在于，所述测试评估模块，用于：
4.根据权利要求1所述的基于ais大数据的船舶避碰仿真系统，其特征在于，所述目标水域的环境数据包括：地理数据、海洋数据及气象数据；所述船舶航行ais数据包括：船舶尺度、位置经纬度、航行速度、航向及定位时间。
5.根据权利要求1所述的基于ais大数据的船舶避碰仿真系统，其特征在于，所述基于dbscan聚类算法对所述目标水域的环境数据和船舶航行ais数据进行数据识别，得到识别数据，包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：田五六，孙嘉伟，孟贝贝，闫松银，万红，许丽莉，唐华浩，王丹，李冰，孙志翔，
申请(专利权)人：北部湾大学，
类型：发明
国别省市：
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