【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶安全，具体涉及一种基于ais的船舶密集区域检测及预警系统和方法。
技术介绍
1、航行安全是船舶运输中最为重要的问题之一，对船舶、船员、货物和环境都具有重要的影响。保障航行安全就可以保护人员生命安全、保护货物安全、保护船舶安全、保护环境安全及维护航运秩序。航行安全对于船舶运输中的各方面都具有非常重要的影响，是船舶运输中必须高度重视和积极保障的问题。
2、在船舶密集区域航行可能会面临以下情况：1)碰撞风险：在密集区域内，船舶之间的距离较近，容易发生碰撞事故，尤其是在狭窄的航道或者港口附近。2)航行受限：密集区域内船舶数量多，航行空间受限，可能会导致船舶需要频繁变更航向或速度，增加了航行的复杂性。3)通信干扰：大量船舶在密集区域内航行，可能会导致频率拥挤，影响船舶之间的通信和导航安全。4)海上交通拥堵：密集区域内船舶数量多，可能会导致海上交通拥挤，增加了船舶的等待时间和航行风险。5)环境风险：密集区域内船舶数量多，可能会增加海上交通事故的发生概率，一旦发生事故，可能会对海洋环境造成污染。
3、因此，船舶在密集区域航行时需要格外谨慎，遵守相关的航行规则和安全标准，保持良好的通讯和导航状态，以及密切关注周围船舶的动态，以确保航行安全。如何准确地检测到密集区域并给船端船长、船员提出危险预警，具有重要意义。
4、目前常用的密集区域判断方法有：船舶雷达系统：船舶雷达系统是用于检测和定位周围其他船只的主要工具，雷达可以提供周围船只的距离和方向信息，以及它们的运动状态(如速度和航向)，通过分析这
技术实现思路
1、本专利技术针对现有的密集区域判断方法存在的检测性能低、需要及时更新海图信息以及工作负担重、存在主观性且无法提供精确信息等问题，本专利技术提供了一种基于ais的船舶密集区域检测及预警系统，通过获取周围船舶的ais并对ais信息进行解析，获取船舶的船位信息，同时过滤掉浮标等固定目标，通过经度及纬度计算出他船与本船的距离，通过计算本船周围的密度，判断船舶当前所在位置是否为密集区域，如果检测出密集区域，则采用声音报警提示船长及船员提高警惕，可帮助避免碰撞和其他潜在的危险，从而提高船舶的安全性，自动检测能够减轻船员的工作负担，并提高航行的效率。本专利技术还涉及一种基于ais的船舶密集区域检测及预警方法。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种基于ais的船舶密集区域检测及预警系统，其特征在于，包括依次连接的ais数据接收解析模块、浮标目标删除模块、他船与本船距离计算模块、船舶密度计算模块和密集区域报警模块，
4、所述ais数据接收解析模块，通过串口通信协议获取本船及目标物的不同格式的ais数据报文并解析ais数据，获取本船及目标物的mmsi码、经度、纬度信息；
5、所述浮标目标删除模块，根据解析出的ais数据的报文消息类型去除目标物中的浮标目标，保留目标物中的他船的mmsi码、经度、纬度信息；
6、所述他船与本船距离计算模块，根据他船与本船的经度和纬度信息利用大圆航线距离公式经弧度换算来计算他船与本船之间的距离；
7、所述船舶密度计算模块，根据计算的他船与本船的距离，计算单位面积或单位长度上船舶数量，进而得到船舶密度；
8、所述密集区域报警模块，当计算出的船舶密度大于设定的密度阈值时，自动判定为船舶处于密集区域，并进行报警提示。
9、优选地，所述ais数据接收解析模块中，本船及目标物均安装自动识别和通信的ais系统，通过vhf无线电信号传输并获取的ais数据报文包括船舶的基本信息、航行状态信息、船舶位置信息、航向航速信息、航行信息和航行指示信息，所述船舶的基本信息包括船舶的名称、mmsi码、船舶类型，所述船舶位置信息包括经度和纬度信息，各不同种类的ais数据均具有相应的报文消息类型。
10、优选地，所述他船与本船距离计算模块中，根据他船与本船的经度和纬度信息以及地球平均半径，利用大圆航线距离公式经弧度换算的差值及反正弦函数来计算周围他船与本船之间的距离。
11、优选地，所述船舶密度计算模块中，根据计算的他船与本船的距离，计算某一时刻在特定海域或港口内的船舶数量，再将计算的所述船舶数量除以该海域或港口的面积，从而计算得出单位面积上的船舶密度。
12、优选地，所述船舶密度计算模块中，根据计算的他船与本船的距离，计算某一时刻通过特定航道或河流的船舶数量，再将计算的所述船舶数量除以该航道或河流的长度，从而计算得出单位长度上的船舶密度。
13、优选地，所述密集区域报警模块中，在自动判定为船舶处于密集区域时，进行声音报警提示。
14、一种基于ais的船舶密集区域检测及预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
15、ais数据接收解析步骤，通过串口通信协议获取本船及目标物的不同格式的ais数据报文并解析ais数据，获取本船及目标物的mmsi码、经度、纬度信息；
16、浮标目标删除步骤，根据解析出的ais数据的报文消息类型去除目标物中的浮标目标，保留目标物中的他船的mmsi码、经度、纬度信息；
17、他船与本船距离计算步骤，根据他船与本船的经度和纬度信息利用大圆航线距离公式经弧度换算来计算他船与本船之间的距离；
18、船舶密度计算步骤，根据计算的他船与本船的距离，计算单位面积或单位长度上船舶数量，进而得到船舶密度；
19、密集区域报警步骤，当计算出的船舶密度大于设定的密度阈值时，自动判定为船舶处于密集区域，并进行报警提示。
20、优选地，所述他船与本船距离计算步骤中，根据本船与他船的经度和纬度信息以及地球平均半径，利用大圆航线距离公式经弧度换算的差值及反正弦函数来计算周围他船与本船之间的距离。
21、优选地，所述船舶密度计算步骤中，根据计算的他船与本船的距离，计算某一时刻在特定海域或港口内的船舶数量，再将计算的所述船舶数量除以该海域或港口的面积，从而计算得出单位面积上的船舶密度。
22、优选地，所述船舶密度计本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于AIS的船舶密集区域检测及预警系统，其特征在于，包括依次连接的AIS数据接收解析模块、浮标目标删除模块、他船与本船距离计算模块、船舶密度计算模块和密集区域报警模块，
2.根据权利要求1所述的基于AIS的船舶密集区域检测及预警系统，其特征在于，所述AIS数据接收解析模块中，本船及目标物均安装自动识别和通信的AIS系统，通过VHF无线电信号传输并获取的AIS数据报文包括船舶的基本信息、航行状态信息、船舶位置信息、航向航速信息、航行信息和航行指示信息，所述船舶的基本信息包括船舶的名称、MMSI码、船舶类型，所述船舶位置信息包括经度和纬度信息，各不同种类的AIS数据均具有相应的报文消息类型。
3.根据权利要求1所述的基于AIS的船舶密集区域检测及预警系统，其特征在于，所述他船与本船距离计算模块中，根据他船与本船的经度和纬度信息以及地球平均半径，利用大圆航线距离公式经弧度换算的差值及反正弦函数来计算周围他船与本船之间的距离。
4.根据权利要求1至3之一所述的基于AIS的船舶密集区域检测及预警系统，其特征在于，所述船舶密度计算模块中，根据计算的
5.根据权利要求1至3之一所述的基于AIS的船舶密集区域检测及预警系统，其特征在于，所述船舶密度计算模块中，根据计算的他船与本船的距离，计算某一时刻通过特定航道或河流的船舶数量，再将计算的所述船舶数量除以该航道或河流的长度，从而计算得出单位长度上的船舶密度。
6.根据权利要求1所述的基于AIS的船舶密集区域检测及预警系统，其特征在于，所述密集区域报警模块中，在自动判定为船舶处于密集区域时，进行声音报警提示。
7.一种基于AIS的船舶密集区域检测及预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的基于AIS的船舶密集区域检测及预警方法，其特征在于，所述他船与本船距离计算步骤中，根据本船与他船的经度和纬度信息以及地球平均半径，利用大圆航线距离公式经弧度换算的差值及反正弦函数来计算周围他船与本船之间的距离。
9.根据权利要求7或8所述的基于AIS的船舶密集区域检测及预警方法，其特征在于，所述船舶密度计算步骤中，根据计算的他船与本船的距离，计算某一时刻在特定海域或港口内的船舶数量，再将计算的所述船舶数量除以该海域或港口的面积，从而计算得出单位面积上的船舶密度。
10.根据权利要求7或8所述的基于AIS的船舶密集区域检测及预警方法，其特征在于，所述船舶密度计算步骤中，根据计算的他船与本船的距离，计算某一时刻通过特定航道或河流的船舶数量，再将计算的所述船舶数量除以该航道或河流的长度，从而计算得出单位长度上的船舶密度。
...【技术特征摘要】
1.一种基于ais的船舶密集区域检测及预警系统，其特征在于，包括依次连接的ais数据接收解析模块、浮标目标删除模块、他船与本船距离计算模块、船舶密度计算模块和密集区域报警模块，
2.根据权利要求1所述的基于ais的船舶密集区域检测及预警系统，其特征在于，所述ais数据接收解析模块中，本船及目标物均安装自动识别和通信的ais系统，通过vhf无线电信号传输并获取的ais数据报文包括船舶的基本信息、航行状态信息、船舶位置信息、航向航速信息、航行信息和航行指示信息，所述船舶的基本信息包括船舶的名称、mmsi码、船舶类型，所述船舶位置信息包括经度和纬度信息，各不同种类的ais数据均具有相应的报文消息类型。
3.根据权利要求1所述的基于ais的船舶密集区域检测及预警系统，其特征在于，所述他船与本船距离计算模块中，根据他船与本船的经度和纬度信息以及地球平均半径，利用大圆航线距离公式经弧度换算的差值及反正弦函数来计算周围他船与本船之间的距离。
4.根据权利要求1至3之一所述的基于ais的船舶密集区域检测及预警系统，其特征在于，所述船舶密度计算模块中，根据计算的他船与本船的距离，计算某一时刻在特定海域或港口内的船舶数量，再将计算的所述船舶数量除以该海域或港口的面积，从而计算得出单位面积上的船舶密度。
5.根据权利要求1至3之一所述的基于ais的船舶密集区域检测及预警系统，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁彬，刘俊，王军群，
申请(专利权)人：中远海运科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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