【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及漁船遇險航行定位，尤其涉及基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測方法及系統。
技術介紹
1、南海水域，通常指的是中國南部的南海，是我國重要的海洋區域。南海水域地理位置十分重要，但南海的廣闊面積、復雜的海洋條件以及頻繁的海上交通，使得漁船經常受到臺風、暴風雨、湍急洋流等極端天氣的影響，使得導致南海水域捕魚作業的漁船出現船只故障失控、遇難或沉沒等遇險狀況，容易發生人員傷亡事故。而復雜的氣象環境變化會使得漁船發生動態漂移，因此為了確保及時的救援，故而需精準獲取漁船的動態漂移軌跡。但傳統漁船遇險的動態漂移預測方法普遍只能滿足氣象環境穩定的場景，對于時刻變化的氣象環境數據分析性能較差，故而所動態漂移預測的結果固然存在較大誤差，且傳統動態漂移預測方法難以根據南海水域的地質地形分布對于漁船遇難影響進一步深度預測分析，降低動態漂移預測的精準度，使得救援計劃制定質量下降，降低了漁船遇險的救援效率。
技術實現思路
1、本專利技術克服了現有技術的不足，提供了基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測方法及系統。
2、為達上述目的，本專利技術采用的技術方案為：
3、本專利技術第一方面提供了基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測方法，包括以下步驟：
4、構建目標漁船處于南海水域區域遇險時的歷史動態漂移模型，并根據歷史動態漂移模型在多維地理坐標地圖上分析目標漁船的漂移矢量，得到各個子動態漂移區域中目標漁船的歷史漂移矢量集；
5、獲取目標漁船的若干個歷史
6、構建南海水域區域的未來氣象環境模擬場，根據當前目標漁船的遇險坐標位置規劃出第一動態遇險環境區域，通過所述未來氣象環境場模型剝離處于第一動態遇險環境區域的第一未來氣象環境子模擬場，基于第一未來氣象環境子模擬場在動態漂移預測模型中進行動態預測，得到初始動態漂移軌跡；
7、通過所述初始動態漂移路線規劃當前目標漁船動態漂移形成的第二動態遇險環境區域，通過第二動態遇險環境區域的地質地形特征向量分布圖分析氣象環境的矢量擾動指數，根據矢量擾動指數調整第二未來氣象環境子模擬場并重新動態預測，得到最終動態漂移軌跡以及對應的坐標值。
8、進一步的，本專利技術的一個較佳的實施例中，所述構建目標漁船處于南海水域區域遇險時的歷史動態漂移模型，并根據歷史動態漂移模型在多維地理坐標地圖上分析目標漁船的漂移矢量，得到各個子動態漂移區域中目標漁船的歷史漂移矢量集，具體包括以下步驟：
9、獲取目標漁船處于南海水域區域的航行日志，通過所述航行日志提取目標漁船遇險時序上的若干歷史預定航線坐標以及若干實際行駛航線坐標；
10、引入粒子濾波算法，基于若干歷史預定航線坐標與若干實際行駛航線坐標在粒子濾波算法中構建目標漁船漂移的狀態轉移模型以及觀測模型，并根據所述狀態轉移模型與觀測模型初始化一組粒子；
11、根據歷史預定航線坐標和實際行駛航線坐標之間的坐標偏差與觀測模型更新每個粒子的權重，并通過新的權重重采樣新的粒子，重復上述步驟不斷遞歸更新粒子的權重和狀態直至所有粒子完成更新，生成目標漁船的歷史動態漂移模型；
12、獲取南海水域區域的多維地理坐標地圖，基于多維地理坐標地圖構建多維空間坐標領域，基于所述歷史動態漂移模型在多維空間坐標領域中動態擬合歷史預定航線與實際行駛航線，以提取歷史預定航線與實際行駛航線之間形成的動態漂移區域；
13、通過航行日志獲取目標漁船的預定航行時長，基于預定航行時長將所述動態漂移區域劃分為n個子動態漂移區域，獲取每個子動態漂移區域內的所有漂移坐標以及各漂移坐標的分布格局；
14、通過所述各漂移坐標的變化以及分布格局對目標漁船產生動態漂移區域的漂移變化進行分析，得到各個子動態漂移區域中目標漁船的歷史漂移矢量集。
15、進一步的，本專利技術的一個較佳的實施例中，所述獲取目標漁船的若干個歷史氣象環境數據，引入fcm算法將所述若干個歷史氣象環境數據聚類至歷史漂移矢量集，生成模糊聚類結果，基于模糊聚類結果調整歷史動態漂移模型中的狀態轉移模型，得到目標漁船的動態漂移預測模型，具體包括以下步驟：
16、通過航行日志獲取目標漁船在每個子漂移區域航行時對應的若干個歷史氣象環境數據，并將預定航行時長劃分為若干個航行時序節點；
17、獲取目標漁船的多維規格參數，基于大數據網絡獲取不同氣象環境條件組合下對于所述多維規格參數的物理作用矢量；其中，所述多維規格參數包括目標漁船的體積、重量、高度以及載重；
18、基于所述歷史漂移矢量集提取出每個航行時序節點對應的歷史漂移矢量，引入fcm算法構建每個所述歷史漂移矢量與不同物理作用矢量之間的模糊隸屬度矩陣，并根據若干個歷史氣象環境數據設置多個簇；
19、預設收斂閾值，基于模糊隸屬度矩陣計算每個簇的簇中心，獲取每個簇中心的模糊隸屬度，通過所述模糊隸屬度迭代更新模糊隸屬度矩陣直至達到收斂閾值，得到歷史氣象環境數據生成歷史漂移矢量的模糊聚類結果；
20、基于所述模糊聚類結果調整所述歷史動態漂移模型中目標漁船漂移的狀態轉移模型，得到調整后的狀態轉移模型，通過重采樣新的粒子的狀態和權重訓練并校驗所述調整后的狀態轉移模型，得到目標漁船的動態漂移預測模型。
21、進一步的，本專利技術的一個較佳的實施例中，所述構建南海水域區域的未來氣象環境模擬場，根據當前目標漁船的遇險坐標位置規劃出第一動態遇險環境區域，通過所述未來氣象環境場模型剝離處于第一動態遇險環境區域的第一未來氣象環境子模擬場，基于第一未來氣象環境子模擬場在動態漂移預測模型中進行動態預測，得到初始動態漂移路線，具體包括以下步驟：
22、獲取南海水域區域未來時間段內的若干個氣象預報數據，根據所述若干個氣象預報數據生成不同氣象環境類型的子模型，并對各個所述子模型進行空間耦合與時間耦合，以構建南海水域區域的未來氣象環境模擬場；
23、構建當前漁船三維模型，通過gps定位功能在所述多維地理坐標地圖查詢當前漁船的遇險坐標位置，并基于所述當前漁船三維模型預設遇險環境規劃閾值；
24、在多維地理坐標地圖中規劃當前漁船所處遇險環境范圍直至達到遇險環境規劃閾值，得到當前漁船在遇險坐標位置所處的靜態遇險環境范圍；
25、獲取當前目標漁船預設的理想航行路線，根據理想航行路線在多維地理坐標地圖中規劃出當前目標漁船的靜態遇險環境范圍按照理想航行路線行駛后所形成的區域，得到第一動態遇險環境區域；
26、在所述未來氣象環境場模型中剝離出當前目標漁船處于第一動態遇險環境區域的多個未來時序上的未來氣象環境子模擬場，定義為第一未來氣象環境子模擬場，通過目標漁船的動態漂移預測模型對多個所述第一未來氣象環境子模擬場進行動態漂移預測分本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測方法，其特征在于，所述構建目標漁船處于南海水域區域遇險時的歷史動態漂移模型，并根據歷史動態漂移模型在多維地理坐標地圖上分析目標漁船的漂移矢量，得到各個子動態漂移區域中目標漁船的歷史漂移矢量集，具體包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測方法，其特征在于，所述獲取目標漁船的若干個歷史氣象環境數據，引入FCM算法將所述若干個歷史氣象環境數據聚類至歷史漂移矢量集，生成模糊聚類結果，基于模糊聚類結果調整歷史動態漂移模型中的狀態轉移模型，得到目標漁船的動態漂移預測模型，具體包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測方法，其特征在于，所述構建南海水域區域的未來氣象環境模擬場，根據當前目標漁船的遇險坐標位置規劃出第一動態遇險環境區域，通過所述未來氣象環境場模型剝離處于第一動態遇險環境區域的第一未來氣象環境子模擬場，基于第一未來氣象環境子模擬場在動態漂
5.根據權利要求4所述的基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測方法，其特征在于，所述獲取南海水域區域未來時間段內的若干個氣象預報數據，根據所述若干個氣象預報數據生成不同氣象環境類型的子模型，并對各個所述子模型進行空間耦合與時間耦合，以構建南海水域區域的未來氣象環境模擬場，具體包括以下步驟：
6.根據權利要求1所述的基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測方法，其特征在于，所述通過所述初始動態漂移路線規劃當前目標漁船動態漂移形成的第二動態遇險環境區域，通過第二動態遇險環境區域的地質地形特征向量分布圖分析氣象環境的矢量擾動指數，根據矢量擾動指數調整第二未來氣象環境子模擬場并重新動態預測，得到最終動態漂移路線以及對應的坐標值，具體包括以下步驟：
7.基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測系統，其特征在于，所述漁船動態漂移預測系統包括存儲器與處理器，所述存儲器中儲存有基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測方法程序，當所述基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測方法程序被所述處理器執行時，實現如權利要求1-6任一項所述的基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測方法步驟。
...【技術特征摘要】
1.基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測方法，其特征在于，所述構建目標漁船處于南海水域區域遇險時的歷史動態漂移模型，并根據歷史動態漂移模型在多維地理坐標地圖上分析目標漁船的漂移矢量，得到各個子動態漂移區域中目標漁船的歷史漂移矢量集，具體包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測方法，其特征在于，所述獲取目標漁船的若干個歷史氣象環境數據，引入fcm算法將所述若干個歷史氣象環境數據聚類至歷史漂移矢量集，生成模糊聚類結果，基于模糊聚類結果調整歷史動態漂移模型中的狀態轉移模型，得到目標漁船的動態漂移預測模型，具體包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的基于南海水域遇險分析的漁船動態漂移預測方法，其特征在于，所述構建南海水域區域的未來氣象環境模擬場，根據當前目標漁船的遇險坐標位置規劃出第一動態遇險環境區域，通過所述未來氣象環境場模型剝離處于第一動態遇險環境區域的第一未來氣象環境子模擬場，基于第一未來氣象環境子模擬場在動態漂移預測模型中進行動態預測，得到初始動態漂...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃應邦，仉天宇，譚慧明，馬勝偉，董海會，吳洽兒，周利粒，劉婷甄，唐宇，林汛，王樹行，申居正，
申請(專利權)人：廣東海洋大學，
類型：發明
國別省市：
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