一种船舶碰撞风险评估方法及系统与流程

本技术涉及风险验证控制，更具体的说，本技术涉及一种船舶碰撞风险评估方法及系统。

背景技术：

1、船舶碰撞风险评估是对船舶在航行中可能发生碰撞事故的潜在风险进行评估和分析的过程，旨在确保船舶航行安全并减少碰撞事故的发生，可以有效地提高航行安全性，降低碰撞事故的发生概率，保护船舶和船员的安全，同时减少环境和财产损失。

2、现有技术中通常通过碰撞风险模型对船舶运动状态进行仿真模拟，进而进行碰撞风险评估，该方法的精确性依赖于数据来源的精确性，实际应用中一般通过船载雷达采集数据，并将采集到的数据输入碰撞风险模型进行船舶碰撞风险评估，然而船载雷达通常只显示船舶的二维坐标，当海浪较大时，船舶发生上下颠簸，此时船舶与船载雷达之间不在同一水平面上，船载雷达与目标船之间的连线与水平面存在一个不断变化的倾角，这个倾角会对雷达采集到的数据精确性造成影响，从而造成风险评估结果出现误差，因此，如何消除船舶颠簸造成雷达测距时倾角造成的误差，从而提高船舶碰撞风险评估的可信范围是业界面临的难题。

技术实现思路

1、本技术提供一种船舶碰撞风险评估方法及系统，能够消除船舶颠簸造成雷达测距时倾角造成的误差。

2、第一方面，本技术提供一种船舶碰撞风险评估方法，包括：

3、在一些实施例中，所述航行状态数据集包括：相对距离序列和相对速度序列。

4、在一些实施例中，根据所述航行状态数据集对目标船的航迹进行预测，得到目标船下一时刻的预测坐标具体包括：

5、获取所述航行状态数据集中的相对距离序列和相对速度序列；

6、确定所述相对距离序列的相对距离中心；

7、确定所述相对速度序列的相对速度中心；

8、根据所述相对距离中心和所述相对速度中心确定所述相对距离序列与所述相对速度序列之间的趋势关联度；

9、根据所述相对距离中心确定所述相对距离序列的航线混乱度；

10、根据所述相对速度中心确定所述相对速度序列的速度混乱度；

11、根据所述航线混乱度、所述速度混乱度和所述趋势关联度确定当前时刻目标船的航迹特征矩阵；

12、根据所述航迹特征矩阵确定目标船下一时刻的预测坐标。

13、在一些实施例中，通过所述测定偏离域和所述预测偏离域确定目标船当前时刻航迹与下一时刻航迹之间的匹配代价具体包括：

14、通过所述测定偏离域和所述预测偏离域确定测定视差因子和预测视差因子；

15、确定所述预测视差因子和所述测定视差因子之间的偏差值；

16、将所述偏差值与预设的偏差阈值进行对比，当所述偏差值大于等于预设的偏差阈值时，将目标船当前时刻航迹与下一时刻航迹之间的匹配代价设定为0；

17、当所述偏差值小于预设的偏差阈值时，将该组视差因子中预测视差因子和测定视差因子的乘积作为目标船当前时刻航迹与下一时刻航迹之间的匹配代价。

18、在一些实施例中，通过所述测定偏离域和所述预测偏离域确定测定视差因子和预测视差因子具体包括：

19、根据所述预测偏离域和所述测定坐标确定预测匹配点；

20、根据所述预测匹配点确定预测视差因子；

21、根据所述测定偏离域和所述预测坐标确定测定匹配点；

22、根据所述测定匹配点确定测定视差因子。

23、在一些实施例中，根据所述匹配代价对所述预测坐标进行修正，得到目标船下一时刻的相对距离和相对速度具体包括：

24、根据所述匹配代价和船载雷达的系统误差确定误差修正因子；

25、根据所述误差修正因子和所述测定坐标确定误差修正量；

26、根据所述误差修正量和所述预测坐标确定目标船下一时刻的相对距离；

27、根据目标船下一时刻的相对距离和所述航行状态数据集确定目标船下一时刻的相对速度。

28、在一些实施例中，根据所述匹配代价和船载雷达的系统误差确定误差修正因子具体包括：

29、获取测定视差因子和预测视差因子；

30、获取船载雷达的系统误差和地面中心雷达的系统误差；

31、将所述匹配代价与预设的评估阈值进行对比，当所述匹配代价小于所述评估阈值时，根据船载雷达的系统误差、地面中心的系统误差、所述测定视差因子和所述预测视差因子确定误差修正因子；

32、当所述匹配代价大于等于所述评估阈值时，将误差修正因子设定为0。

33、第二方面，本技术提供一种船舶碰撞风险评估系统，包括：

34、采集模块，用于采集本船与预定范围内目标船之间的相对距离和相对速度，得到航行状态数据集；

35、处理模块，用于根据所述航行状态数据集对目标船的航迹进行预测，得到目标船下一时刻的预测坐标，提取本船中船载雷达的角度误差对应的船载置信分量，根据所述船载置信分量确定所述预测坐标的预测偏离域；

36、所述处理模块还用于获取目标船的测定坐标，提取地面中心雷达的角度误差对应的地面置信分量，根据所述地面置信分量确定所述测定坐标的测定偏离域；

37、所述处理模块还用于通过所述测定偏离域和所述预测偏离域确定目标船当前时刻航迹与下一时刻航迹之间的匹配代价；

38、所述处理模块还用于根据所述匹配代价对所述预测坐标进行修正，得到目标船下一时刻的相对距离和相对速度；

39、执行模块，用于基于目标船下一时刻的相对距离和相对速度确定本船与目标船的碰撞风险等级。

40、第三方面，本技术提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行上述的船舶碰撞风险评估方法。

41、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的船舶碰撞风险评估方法。

42、本技术公开的实施例提供的技术方案具有以下有益效果：

43、本技术提供的船舶碰撞风险评估方法及系统中，首先，通过采集本船与预定范围内目标船之间的航行状态数据集；根据所述航行状态数据集对目标船的航迹进行预测，得到目标船下一时刻的预测坐标，通过本船中船载雷达角度误差中的船载置信分量确定所述预测坐标的预测偏离域；获取目标船的测定坐标，通过地面中心雷达的角度误差中的地面置信分量确定所述测定坐标的测定偏离域，进而通过所述测定偏离域和所述预测偏离域确定目标船当前时刻航迹与下一时刻航迹之间的匹配代价；根据所述匹配代价对所述预测坐标进行修正，得到目标船下一时刻的相对距离和相对速度。

44、由此可见，本技术中通过当前时刻目标船的航行状态对下一时刻目标船的位置进行预测，并通过地面中心获取目标船的测定坐标，并将两个不同方向获取的目标船的坐标时的预测偏离域和测定偏离域进行匹配，即是对两个雷达的角度误差进行匹配，进而确定匹配代价，当匹配代价小于预设的阈值时，说明预测坐标误差较大，并基于匹配代价确定误差修正因子，进而通过误差修正因子消除两个雷达的角度误差，得到目标船下一时刻的相对距离和相对速度，从而通过相对距离和相对速度对本船和目标船之间的碰撞风险进行评估，综上所述，本技术消除了船舶颠簸造成雷达测距时倾角造成的误差，从而提高船舶碰撞风险评估的可信范围。