本申請(qǐng)涉及電子領(lǐng)域，尤其涉及一種航標(biāo)碰撞識(shí)別方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。
背景技術(shù)：
1、航標(biāo)作為一類重要的助航設(shè)備，可用來(lái)指示航海區(qū)域的方向以及范圍，同時(shí)標(biāo)識(shí)各種作業(yè)區(qū)域或危險(xiǎn)水域等，為船舶安全、穩(wěn)定地航行創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。航標(biāo)提供的基礎(chǔ)功能包括船舶定位、導(dǎo)航或用于其他專用目的。隨著航運(yùn)管理需求的提高和技術(shù)的發(fā)展，航標(biāo)功能日趨完善，由基礎(chǔ)航標(biāo)發(fā)展為多功能航標(biāo)，除基本的功能外，還進(jìn)一步包括了船舶立體監(jiān)控、水域污染監(jiān)測(cè)、預(yù)警輔助決策、歷史信息查詢以及趨勢(shì)分析預(yù)測(cè)等功能。然而航標(biāo)在提供助航保障的同時(shí)，經(jīng)常受到過(guò)往船只的碰撞，導(dǎo)致受到嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。尤其在一些航運(yùn)繁忙的港口和離大陸較遠(yuǎn)的沿海區(qū)域，船舶－航標(biāo)碰撞事故的發(fā)生的頻率非常高，并且不容易被發(fā)現(xiàn)，對(duì)海上交通安全造成一定的不利影響。
2、目前，并沒(méi)有專門針對(duì)船舶－航標(biāo)碰撞這一情況的有效監(jiān)管手段，因此，亟須一種新的方式，提高海上交通的安全性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N航標(biāo)碰撞識(shí)別方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。
2、本申請(qǐng)?zhí)峁┑暮綐?biāo)碰撞識(shí)別方法，包括：獲取航標(biāo)樣本數(shù)據(jù)，所述航標(biāo)樣本數(shù)據(jù)包括碰撞數(shù)據(jù)和航標(biāo)位置數(shù)據(jù)；根據(jù)所述航標(biāo)樣本數(shù)據(jù)，確定待識(shí)別航標(biāo)碰撞的目標(biāo)水域；在所述目標(biāo)水域布置航標(biāo)監(jiān)控局域網(wǎng)，所述航標(biāo)監(jiān)控局域網(wǎng)包括邊緣計(jì)算終端和多個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)，各邊緣節(jié)點(diǎn)按監(jiān)控半徑相鄰排布，形成覆蓋所述目標(biāo)水域的所述局域網(wǎng)，所述邊緣計(jì)算終端和邊緣節(jié)點(diǎn)分別設(shè)置于目標(biāo)水域內(nèi)的不同航標(biāo)；基于船舶的位置信息和航標(biāo)位置數(shù)據(jù)對(duì)碰撞概率進(jìn)行預(yù)測(cè)，當(dāng)所述碰撞概率大于預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，判定即將發(fā)生航標(biāo)碰撞并反饋，以使所述邊緣計(jì)算終端向所述船舶發(fā)出告警信息。
3、于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，基于所述航標(biāo)樣本數(shù)據(jù)建立預(yù)測(cè)模型，所述預(yù)測(cè)模型中設(shè)置有用于進(jìn)行時(shí)間序列分解的分解模塊；根據(jù)航標(biāo)樣本數(shù)據(jù)的時(shí)間序列的周期，計(jì)算子序列的相似度，并對(duì)相似度滿足預(yù)設(shè)條件的子序列進(jìn)行聚合，以使所述預(yù)測(cè)模型進(jìn)行分解預(yù)測(cè)。
4、于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，將所述航標(biāo)樣本數(shù)據(jù)劃分為訓(xùn)練集和測(cè)試集；對(duì)所述訓(xùn)練集中的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，得到張量數(shù)據(jù)，并通過(guò)多層感知器和預(yù)設(shè)的激活函數(shù)對(duì)所述張量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，完成數(shù)據(jù)的預(yù)處理，以使預(yù)測(cè)模型基于預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并將預(yù)測(cè)結(jié)果與測(cè)試集進(jìn)行比對(duì)，得到預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率和預(yù)測(cè)損失率。
5、于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，對(duì)所述預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率和預(yù)測(cè)損失率進(jìn)行多次迭代計(jì)算，使其分別收斂為最終預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率和最終預(yù)測(cè)損失率，以得到訓(xùn)練后的預(yù)測(cè)模型；將實(shí)時(shí)采集的目標(biāo)船舶的位置信息和航標(biāo)位置數(shù)據(jù)輸入所述訓(xùn)練后的預(yù)測(cè)模型，得到碰撞概率，當(dāng)所述碰撞概率大于預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，則判定目標(biāo)船舶進(jìn)入預(yù)警區(qū)域，通過(guò)邊緣計(jì)算終端向目標(biāo)船舶發(fā)出告警信息。
6、于本申請(qǐng)的實(shí)施例中，若所述目標(biāo)船舶進(jìn)入預(yù)警區(qū)域，且繼續(xù)接近航標(biāo)位置，則通過(guò)所述邊緣計(jì)算終端記錄告警信息，并控制航標(biāo)位置的邊緣節(jié)點(diǎn)開(kāi)啟圖像采集，對(duì)目標(biāo)船舶進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；若所述目標(biāo)船舶進(jìn)入預(yù)警區(qū)域，且與航標(biāo)發(fā)生碰撞，則保存事故圖像，并通過(guò)所述邊緣計(jì)算終端記錄碰撞信息并反饋，所述碰撞信息包括碰撞時(shí)間、碰撞位置和碰撞圖像；若所述目標(biāo)船舶與航標(biāo)未發(fā)生碰撞，且駛離預(yù)警區(qū)域，則控制關(guān)閉圖像采集。
7、于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，所述邊緣計(jì)算終端設(shè)置有用于接收船舶信息的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)和用于進(jìn)行定位的北斗定位器，所述邊緣計(jì)算終端、邊緣節(jié)點(diǎn)和云端之間通過(guò)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
8、于本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，在所述邊緣節(jié)點(diǎn)上設(shè)置圖像采集模塊和電子圍欄；根據(jù)海域的環(huán)境信息和船舶流量，設(shè)置所述電子圍欄的預(yù)警半徑，所述監(jiān)控半徑大于或等于所述預(yù)警半徑。
9、本申請(qǐng)還提供了一種航標(biāo)碰撞識(shí)別系統(tǒng)，包括：信息采集模塊，用于獲取航標(biāo)樣本數(shù)據(jù)，所述航標(biāo)樣本數(shù)據(jù)包括碰撞數(shù)據(jù)和航標(biāo)位置數(shù)據(jù)；信息處理模塊，用于根據(jù)所述航標(biāo)樣本數(shù)據(jù)，確定待識(shí)別航標(biāo)碰撞的目標(biāo)水域；航標(biāo)監(jiān)控局域網(wǎng)，布置在所述目標(biāo)水域，所述航標(biāo)監(jiān)控局域網(wǎng)包括邊緣計(jì)算終端和多個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)，各邊緣節(jié)點(diǎn)按監(jiān)控半徑相鄰排布，形成覆蓋所述目標(biāo)水域的所述局域網(wǎng)，所述邊緣計(jì)算終端和邊緣節(jié)點(diǎn)分別設(shè)置于目標(biāo)水域內(nèi)的不同航標(biāo)；預(yù)測(cè)模型，用于基于船舶的位置信息和航標(biāo)位置數(shù)據(jù)對(duì)碰撞概率進(jìn)行預(yù)測(cè)，當(dāng)所述碰撞概率大于預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，判定即將發(fā)生航標(biāo)碰撞并反饋，以使所述邊緣計(jì)算終端向所述船舶發(fā)出告警信息。
10、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電子設(shè)備，包括：一個(gè)或多個(gè)處理器；存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序，當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)如上述的航標(biāo)碰撞識(shí)別方法。
11、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)可讀指令被計(jì)算機(jī)的處理器執(zhí)行時(shí)，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述的航標(biāo)碰撞識(shí)別方法。
12、本申請(qǐng)的有益效果：本申請(qǐng)中的航標(biāo)碰撞識(shí)別方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，通過(guò)邊緣計(jì)算，解決了沿海航標(biāo)被撞發(fā)現(xiàn)晚、難以找到肇事船舶、缺少維權(quán)證據(jù)等問(wèn)題，與傳統(tǒng)的航標(biāo)巡檢相比，在航標(biāo)終端解決事故預(yù)警、告警、證據(jù)保持等工作，并且無(wú)需人工操作，節(jié)約了大量人力成本，數(shù)據(jù)的安全性更高，且更加適合邊緣計(jì)算的使用場(chǎng)景，另外通過(guò)本申請(qǐng)，也可以便于在發(fā)生航標(biāo)碰撞后進(jìn)行追責(zé)，大大減輕了相關(guān)涉海單位的人力成本，對(duì)維護(hù)海上交通安全，保障航海保障事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。
1.一種航標(biāo)碰撞識(shí)別方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航標(biāo)碰撞識(shí)別方法，其特征在于，所述基于船舶的位置信息和航標(biāo)位置數(shù)據(jù)對(duì)碰撞概率進(jìn)行預(yù)測(cè)，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航標(biāo)碰撞識(shí)別方法，其特征在于，所述獲取航標(biāo)樣本數(shù)據(jù)之后，還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的航標(biāo)碰撞識(shí)別方法，其特征在于，所述將預(yù)測(cè)結(jié)果與測(cè)試集進(jìn)行比對(duì)，得到預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率和預(yù)測(cè)損失率之后，還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航標(biāo)碰撞識(shí)別方法，其特征在于，還包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的航標(biāo)碰撞識(shí)別方法，其特征在于，所述邊緣計(jì)算終端設(shè)置有用于接收船舶信息的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)和用于進(jìn)行定位的北斗定位器，所述邊緣計(jì)算終端、邊緣節(jié)點(diǎn)和云端之間通過(guò)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的航標(biāo)碰撞識(shí)別方法，其特征在于，所述各邊緣節(jié)點(diǎn)按監(jiān)控半徑相鄰排布，包括：
8.一種航標(biāo)碰撞識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，包括：
9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)可讀指令被計(jì)算機(jī)的處理器執(zhí)行時(shí)，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的航標(biāo)碰撞識(shí)別方法。