本發(fā)明涉及全球航運(yùn)大數(shù)據(jù)及航運(yùn)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域，具體涉及一種基于軌跡語(yǔ)言識(shí)別的啟發(fā)式航線生成方法及裝置。

背景技術(shù)：

早期的航線設(shè)計(jì)通常是二副根據(jù)自己的多年航行經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)參照一些安全的經(jīng)典航線，結(jié)合每次的航行任務(wù)對(duì)航線進(jìn)行分析，并提出要求及具體實(shí)施方案，航海人員依照二副的指示意見，在紙質(zhì)海圖上進(jìn)行人工繪制出全程的計(jì)劃航線，這種人工作業(yè)的方法不僅工作強(qiáng)度大，而且設(shè)計(jì)的效果優(yōu)劣程度完全取決于航海人員的經(jīng)驗(yàn)、作業(yè)的熟練程度以及其當(dāng)時(shí)航線設(shè)計(jì)人員的工作狀態(tài)和態(tài)度，這往往會(huì)給海上航行帶來(lái)很多潛在的不安全因素。

中國(guó)專利“cn101916312a基于人工免疫和蟻群算法結(jié)合的船舶航線智能生成方法”提供了一種智能船舶航線生成方法。前半部分通過(guò)對(duì)障礙物進(jìn)行凸殼提取多邊形，并對(duì)航行環(huán)境進(jìn)行描述，接著按照一定的規(guī)則隨機(jī)產(chǎn)生初始路徑，并對(duì)初始路徑群進(jìn)行預(yù)處理，最后對(duì)路徑群進(jìn)行匹配選擇。后半部分則利用獲得的較優(yōu)可行解，生成信息素初始分布，然后利用蟻群算法進(jìn)行最優(yōu)路徑的搜索。中前期采用基于親和度的選擇更新，從而有效地防止，“早熟”的問(wèn)題，將搜索過(guò)程引向全局最優(yōu)，后期利用蟻群算法的并行計(jì)算，及正反饋的特點(diǎn)，提高了算法效率。但此種方法無(wú)法完全模擬航行環(huán)境，只能近似的模擬航行環(huán)境，所以生成的航線與實(shí)際情況匹配存在差異較大的情況。

針對(duì)上述情況，隨著航運(yùn)大數(shù)據(jù)以及航運(yùn)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，ais(automaticidentificationsystem船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，以下簡(jiǎn)稱為“ais”)船舶大數(shù)據(jù)作為船舶航行的歷史船位點(diǎn)相關(guān)信息，展示的是船舶的歷史航行數(shù)據(jù)，其中體現(xiàn)了船員設(shè)計(jì)航線的豐富經(jīng)驗(yàn)和船舶安全航行的軌跡，同時(shí)也避免計(jì)算機(jī)無(wú)法完全模擬航行環(huán)境的弊端，對(duì)于航線的設(shè)計(jì)以及航線里程的計(jì)算有著顯而易見的優(yōu)勢(shì)。有鑒于此，如何基于此種環(huán)境，提供一種基于軌跡語(yǔ)言識(shí)別ais數(shù)據(jù)的啟發(fā)式航線生成算法，成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于利用ais船舶位置軌跡點(diǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)啟發(fā)式算法生成用于航線設(shè)計(jì)以及航線里程計(jì)算的航線，以解決航海人員經(jīng)驗(yàn)不足和計(jì)算機(jī)無(wú)法完全模擬航行環(huán)境的問(wèn)題。

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于軌跡語(yǔ)言識(shí)別的啟發(fā)式航線生成方法，包括：

s1、通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的軌跡語(yǔ)言識(shí)別后的兩港之間的航線進(jìn)行異常數(shù)據(jù)檢測(cè)，對(duì)存在信息異常的船位軌跡點(diǎn)進(jìn)行刪除；

s2、對(duì)前一步處理后的航線進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)兩港之間的每條航線是否符合航線設(shè)計(jì)功能的最低標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不符合最低標(biāo)準(zhǔn)的整條航線進(jìn)行刪除，檢驗(yàn)篩選的標(biāo)準(zhǔn)包括兩港之間的航線的總體船位點(diǎn)數(shù)量大小及航線中相鄰兩個(gè)船位點(diǎn)之間的距離不能超過(guò)規(guī)定的閾值；

s3、根據(jù)相關(guān)的航海知識(shí)以及根據(jù)航線特點(diǎn)修改的最短路徑算法，對(duì)航線中缺失的路徑信息進(jìn)行補(bǔ)全，模擬船舶的真實(shí)航行軌跡，并根據(jù)遠(yuǎn)距離航行時(shí)，船舶利用大圓航行的特點(diǎn)對(duì)補(bǔ)全后的航線進(jìn)行航線優(yōu)化；

s4、通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)中的方法分析處理航線，篩選出最適合船舶航行的推薦航線。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于軌跡語(yǔ)言識(shí)別的啟發(fā)式航線生成裝置，包括：

檢測(cè)單元，用于通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的軌跡語(yǔ)言識(shí)別后的兩港之間的航線進(jìn)行異常數(shù)據(jù)檢測(cè)，對(duì)存在信息異常的船位軌跡點(diǎn)進(jìn)行刪除；

檢驗(yàn)單元，用于對(duì)所述檢測(cè)單元處理后的航線進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)兩港之間的每條航線是否符合航線設(shè)計(jì)功能的最低標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不符合最低標(biāo)準(zhǔn)的整條航線進(jìn)行刪除，檢驗(yàn)篩選的標(biāo)準(zhǔn)包括兩港之間的航線的總體船位點(diǎn)數(shù)量大小及航線中相鄰兩個(gè)船位點(diǎn)之間的距離不能超過(guò)規(guī)定的閾值；

補(bǔ)全與優(yōu)化單元，用于根據(jù)相關(guān)的航海知識(shí)以及根據(jù)航線特點(diǎn)修改的最短路徑算法，對(duì)航線中缺失的路徑信息進(jìn)行補(bǔ)全，模擬船舶的真實(shí)航行軌跡，并根據(jù)遠(yuǎn)距離航行時(shí)，船舶利用大圓航行的特點(diǎn)對(duì)補(bǔ)全后的航線進(jìn)行航線優(yōu)化；

篩選單元，用于通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)中的方法分析處理航線，篩選出最適合船舶航行的推薦航線。

需要說(shuō)明的是：

ais數(shù)據(jù)是通過(guò)ais岸站接收機(jī)和ais衛(wèi)星接收機(jī)實(shí)時(shí)接收船上ais設(shè)備發(fā)送的包括船舶mmsi(maritimemobileserviceidentify水上移動(dòng)通信業(yè)務(wù)標(biāo)識(shí)碼)、船位經(jīng)緯度、船舶航向、船舶航速等靜態(tài)和動(dòng)態(tài)船舶信息數(shù)據(jù)。

軌跡語(yǔ)言識(shí)別就是對(duì)獲取的實(shí)時(shí)船位點(diǎn)的位置、速度、船首向信息結(jié)合網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)進(jìn)行靠離港識(shí)別、錨泊判斷等算法判斷、語(yǔ)義識(shí)別方法，對(duì)接收的實(shí)時(shí)船位點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行計(jì)算、整理與篩選使得把軌跡語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為人眼可以識(shí)別的兩港之間的航線，得到初始航線。

而本方案正是基于這種軌跡語(yǔ)言識(shí)別航線的基礎(chǔ)上，對(duì)船舶初始航線信息進(jìn)行包括異常點(diǎn)刪除、航線篩選、航線補(bǔ)點(diǎn)、航線后處理等一系列的啟發(fā)式航線生成算法操作，最后生成可用于航線設(shè)計(jì)以及航線里程計(jì)算的推薦航線，得到船舶兩港間接近實(shí)際航行的航線，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本方案能夠解決航海人員經(jīng)驗(yàn)不足和計(jì)算機(jī)無(wú)法完全模擬航行環(huán)境的問(wèn)題。

下面對(duì)啟發(fā)式航線生成算法進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明：

1、異常軌跡點(diǎn)處理

由于ais數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可能在數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程和數(shù)據(jù)庫(kù)錄入等情況下存在錯(cuò)誤，導(dǎo)致船位點(diǎn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可分為兩種情況：船位點(diǎn)速度異常和船位點(diǎn)位置異常。速度異常表現(xiàn)為船舶船位點(diǎn)的速度超過(guò)船舶實(shí)際航行的最大速度情況；位置異常表現(xiàn)為記錄的船位出現(xiàn)偏離實(shí)際的情況，對(duì)這種數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的情況需要進(jìn)行識(shí)別并刪除。

不同類型的船舶，速度不同，對(duì)于速度異常船位點(diǎn)需要對(duì)船舶進(jìn)行分類。由于集裝箱船舶的速度較其他船舶速度快，其余船舶實(shí)際航行速度范圍基本相同，可以將船舶分為集裝箱船和非集裝箱船。根據(jù)其船舶種類進(jìn)行速度限定。

船舶位置數(shù)據(jù)異常的辨識(shí)方法是通過(guò)船位點(diǎn)與相鄰點(diǎn)的相關(guān)位置信息進(jìn)行判斷，根據(jù)相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間和船舶最大速度利用數(shù)學(xué)知識(shí)可以得到船舶可能行駛的最大范圍是以相鄰兩點(diǎn)為焦點(diǎn)的橢圓范圍內(nèi)，如果記錄的船位點(diǎn)超過(guò)該范圍，則認(rèn)定該點(diǎn)位置異常，進(jìn)行刪除。

2、航線篩選

航線的篩選是根據(jù)航線設(shè)計(jì)的需求，篩選排除不符合船舶航行標(biāo)準(zhǔn)的航線，保證數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的航線具有較高的可利用性。

航線設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)一般體現(xiàn)在船舶航行普遍性與實(shí)時(shí)性。普遍性表現(xiàn)為船舶的噸位、速度普遍，盡可能排除個(gè)體的差異性；實(shí)時(shí)性體現(xiàn)在ais獲取的船位點(diǎn)信息實(shí)時(shí)且完整，保證航線存在足夠的航行細(xì)節(jié)。

3、航線補(bǔ)點(diǎn)與優(yōu)化

ais數(shù)據(jù)庫(kù)中航線中可能會(huì)出現(xiàn)某段路程缺失船位置信息的情況，對(duì)于這種情況，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)全。根據(jù)dijkstra最短路徑算法，利用關(guān)鍵點(diǎn)(關(guān)鍵點(diǎn)即海事官方部門提供的相關(guān)區(qū)域船舶航行經(jīng)過(guò)的大概率船位點(diǎn))對(duì)缺失船位信息的航段進(jìn)行補(bǔ)全，并同時(shí)根據(jù)船舶遠(yuǎn)距離航行采用大圓航線的特點(diǎn)，將航線中相鄰兩點(diǎn)間距離過(guò)遠(yuǎn)的航線段修改為適合船舶航行的大圓航線，模擬船舶的真實(shí)航行情況，對(duì)航線中缺失的航段進(jìn)行補(bǔ)充、修復(fù)。

dijkstra算法思想描述：

步驟一：初始時(shí)，在橢圓范圍內(nèi)，集合s只包含補(bǔ)點(diǎn)段源點(diǎn)，即s＝{v}，v的距離為0。集合u包含除v外的其他關(guān)鍵點(diǎn)，同時(shí)添加補(bǔ)點(diǎn)段源點(diǎn)的另外一點(diǎn)：e(因?yàn)槿笔У氖蔷€段，有兩個(gè)端點(diǎn))，即:u＝{其余關(guān)鍵點(diǎn)+e}，若v與u中關(guān)鍵點(diǎn)u有邊且不穿越大陸，則關(guān)鍵點(diǎn)u與補(bǔ)點(diǎn)段源點(diǎn)v的距離為u和v兩關(guān)鍵點(diǎn)的大圓距離，若u與v的連線穿越大陸，則關(guān)鍵點(diǎn)u與補(bǔ)點(diǎn)段源點(diǎn)v的距離為100000。

步驟二：從u中選取一個(gè)與v距離最小的關(guān)鍵點(diǎn)k，把k，加入s中。

步驟三：以k為新考慮的中間點(diǎn)，重新計(jì)算u集合中各點(diǎn)到k的距離，然后進(jìn)行如下的判斷：；

a)距離a：表示從源點(diǎn)v→k點(diǎn)→u點(diǎn)的距離

b)距離b：表示從原點(diǎn)v→u點(diǎn)的距離

如果距離a小于距離b，則更新u點(diǎn)與補(bǔ)點(diǎn)段源點(diǎn)v的距離為距離a。

步驟四：重復(fù)步驟二和三直到u中的e點(diǎn)進(jìn)入集合s中。

步驟五：則補(bǔ)點(diǎn)段兩端點(diǎn)的最短路徑記錄在集合s中，根據(jù)s中的路徑將航線與關(guān)鍵點(diǎn)按順序相連，得到補(bǔ)點(diǎn)后航線。

4、航線后處理

最后，通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)中的統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)中的航線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，排除樣本的偶然性，通過(guò)距離眾數(shù)選取兩港之間的最普遍的航線，作為推薦航線。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于軌跡語(yǔ)言識(shí)別的啟發(fā)式航線生成方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的基于軌跡語(yǔ)言識(shí)別的啟發(fā)式航線生成方法的部分流程示意圖；

圖3是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的基于軌跡語(yǔ)言識(shí)別的啟發(fā)式航線生成方法的部分流程示意圖；

圖4是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的基于軌跡語(yǔ)言識(shí)別的啟發(fā)式航線生成方法的部分流程示意圖；

圖5是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的基于軌跡語(yǔ)言識(shí)別的啟發(fā)式航線生成方法的部分流程示意圖；

圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于軌跡語(yǔ)言識(shí)別的啟發(fā)式航線生成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于軌跡語(yǔ)言識(shí)別的啟發(fā)式航線生成方法的流程示意圖，該方法包括：

s1、通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的軌跡語(yǔ)言識(shí)別后的兩港之間的航線進(jìn)行異常數(shù)據(jù)檢測(cè)，對(duì)存在信息異常的船位軌跡點(diǎn)進(jìn)行刪除；

s2、對(duì)前一步處理后的航線進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)兩港之間的每條航線是否符合航線設(shè)計(jì)功能的最低標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不符合最低標(biāo)準(zhǔn)的整條航線進(jìn)行刪除，檢驗(yàn)篩選的標(biāo)準(zhǔn)包括兩港之間的航線的總體船位點(diǎn)數(shù)量大小及航線中相鄰兩個(gè)船位點(diǎn)之間的距離不能超過(guò)規(guī)定的閾值；

s3、根據(jù)相關(guān)的航海知識(shí)以及根據(jù)航線特點(diǎn)修改的最短路徑算法，對(duì)航線中缺失的路徑信息進(jìn)行補(bǔ)全，模擬船舶的真實(shí)航行軌跡，并根據(jù)遠(yuǎn)距離航行時(shí)，船舶利用大圓航行的特點(diǎn)對(duì)補(bǔ)全后的航線進(jìn)行航線優(yōu)化；

s4、通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)中的方法分析處理航線，篩選出最適合船舶航行的推薦航線。

如圖2至5所示為本發(fā)明基于軌跡語(yǔ)言識(shí)別的啟發(fā)式航線生成方法另一實(shí)施例的部分流程示意圖，一起構(gòu)成了本發(fā)明基于軌跡語(yǔ)言識(shí)別的啟發(fā)式航線生成方法另一實(shí)施例的完整的流程圖，下面結(jié)合附圖2至5對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。

如圖2至5所示，航線生成的整個(gè)算法流程可以分為四個(gè)部分：異常點(diǎn)處理、航線篩選、航線補(bǔ)點(diǎn)與優(yōu)化和航線后處理。

1、異常點(diǎn)處理：

對(duì)輸入的軌跡語(yǔ)言識(shí)別后的兩港初始航線進(jìn)行點(diǎn)判斷，檢驗(yàn)第一條航線中的第一個(gè)船位點(diǎn)，判別該船位點(diǎn)所屬的船舶類型是否為集裝箱船，如果所屬船舶類型為集裝箱船，判斷該點(diǎn)的船舶速度是否小于第一閾值(比如30kn)，該船位點(diǎn)的船舶速度小于第一閾值時(shí)，保留該船位點(diǎn)，進(jìn)行位置異常檢驗(yàn)；不小于第一閾值時(shí)，刪除該船位點(diǎn)，直接進(jìn)行下一船位點(diǎn)檢驗(yàn)。如果所屬船舶類型為非集裝箱船，判斷該點(diǎn)的船舶速度是否小于第二閾值(比如20kn)，該船位點(diǎn)的船舶速度小于第二閾值時(shí)，保留該船位點(diǎn)，進(jìn)行位置異常檢驗(yàn)；不小于第二閾值時(shí)，刪除該船位點(diǎn)，進(jìn)行下一船位點(diǎn)檢驗(yàn)。

對(duì)符合船舶速度要求的船位點(diǎn)，進(jìn)行位置異常檢驗(yàn)，首先判斷該船位點(diǎn)是否為兩港之間航線的端點(diǎn)，如果為端點(diǎn)，判斷該點(diǎn)與相鄰點(diǎn)是否滿足s1s2＞|t1t2|×v2max(其中s1s2為該船位軌跡點(diǎn)與相鄰點(diǎn)的兩點(diǎn)間距離，t1t2為該船位軌跡點(diǎn)與相鄰點(diǎn)的兩點(diǎn)時(shí)間差，v2max為該船位軌跡點(diǎn)與相鄰點(diǎn)中較大船速)，如果符合，則該船位點(diǎn)為位置異常船位點(diǎn)，刪除該點(diǎn)，進(jìn)行下一船位點(diǎn)檢驗(yàn)，如果不符合，進(jìn)行下一船位點(diǎn)檢驗(yàn)；如果該船位點(diǎn)為非端點(diǎn)，判斷該點(diǎn)是否滿足sxsx-1＞|txtx-1|×v3max且sxsx+1＞|txtx+1|×v3max(其中sxsx-1為該船位軌跡點(diǎn)與前面相鄰點(diǎn)的兩點(diǎn)間距離，txtx-1為該船位軌跡點(diǎn)與前面相鄰點(diǎn)的兩點(diǎn)時(shí)間差，sxsx+1為該船位軌跡點(diǎn)與后面相鄰點(diǎn)的兩點(diǎn)間距離，txtx+1為該船位軌跡點(diǎn)與后面相鄰點(diǎn)的兩點(diǎn)時(shí)間差，v3max為該船位軌跡點(diǎn)與前后相鄰點(diǎn)三個(gè)點(diǎn)中最大船速)，如果滿足該情況，則該船位點(diǎn)為位置異常關(guān)鍵點(diǎn)，刪除該點(diǎn)，進(jìn)行下一船位點(diǎn)檢驗(yàn)，如果不滿足該情況，則直接進(jìn)行下一船位點(diǎn)檢驗(yàn)。

直到所有船位點(diǎn)檢驗(yàn)完畢，則異常船位點(diǎn)檢驗(yàn)過(guò)程結(jié)束。

2、航線篩選

對(duì)航線進(jìn)行篩選處理，篩選去除對(duì)航線路程細(xì)節(jié)描述不充分的航線，即航線船位點(diǎn)數(shù)量少的航線，篩選方法如下：

檢驗(yàn)第一條航線，判斷航線中的船位點(diǎn)數(shù)量是否符合要求，判斷公式為n<floor(s/40)(n為航線的船位點(diǎn)數(shù)量，s航線總路程，floor()為取整函數(shù))，如果符合該公式，則刪除該航線，進(jìn)行下一航線檢驗(yàn)；如果不符合該公式，進(jìn)行下一航線檢驗(yàn)。

直到所有航線檢驗(yàn)完畢，則航線篩選過(guò)程結(jié)束。

3、航線補(bǔ)點(diǎn)

對(duì)于航線中穿越陸地的情況，需要對(duì)穿越陸地的線段進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)，以補(bǔ)點(diǎn)線段的兩端點(diǎn)為橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)，以兩端點(diǎn)的船舶較大速度乘以兩點(diǎn)時(shí)間差為橢圓長(zhǎng)軸長(zhǎng)的橢圓范圍內(nèi)，計(jì)算橢圓范圍內(nèi)所有兩兩關(guān)鍵點(diǎn)的距離，如果兩點(diǎn)沒有穿越大陸的情況，則兩點(diǎn)的距離為兩點(diǎn)的大圓距離(距離單位：kn)；如果兩點(diǎn)穿越大陸，則兩點(diǎn)的距離可以設(shè)為100000kn(當(dāng)然也可以設(shè)置為其它較大的數(shù)值)。通過(guò)dijkstra算法(前文已介紹，此處不再贅述)選擇出補(bǔ)點(diǎn)段的最優(yōu)路徑。補(bǔ)點(diǎn)完成后，判斷補(bǔ)點(diǎn)段距離是否大于第三閾值(比如200海里)，如果大于第三閾值則進(jìn)行大圓航線修正，如果不大于第三閾值則進(jìn)行下一船位點(diǎn)穿越大陸檢驗(yàn)。

直到所有航線中不存在穿越大陸的情況，航線補(bǔ)點(diǎn)階段結(jié)束。

大圓航線修正方法如下：

計(jì)算總路程s和初始航向c1，根據(jù)所述總路程s和初始航向c1計(jì)算大圓航線中的最高點(diǎn)經(jīng)度和最高點(diǎn)緯度φv，其中，和分別為所述兩端點(diǎn)的經(jīng)度，β＝|λ2-λ1|，λ1和λ2分別為所述兩端點(diǎn)的緯度，

根據(jù)所述最高點(diǎn)經(jīng)度和最高點(diǎn)緯度φv計(jì)算各個(gè)分點(diǎn)的經(jīng)度和緯度，確定出所述各個(gè)分點(diǎn)，并將所述各個(gè)分點(diǎn)加入所述補(bǔ)點(diǎn)后的航線中，得到大圓航線修正的航線，其中，第i個(gè)分點(diǎn)的經(jīng)度ai的計(jì)算公式為m為分點(diǎn)數(shù)量，第i個(gè)分點(diǎn)的維度bi的計(jì)算公式為min(λ1,λ2)表示λ1和λ2中的較小值。

4、航線后處理

航線后處理包括航線處理以及航線的篩選。

具體的航線分類：按照數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的船舶用途對(duì)航線進(jìn)行分類，可分為為：客貨船；普通貨船；集裝箱船；滾裝船；載駁貨船；散貨船；油船；液化氣體船；兼用船等。

將航線進(jìn)行分類后，檢驗(yàn)分類后的航線樣本數(shù)量是否符合要求，方法為檢驗(yàn)?zāi)撤诸愊碌膬筛坶g的航線數(shù)量是否大于第四閾值(比如100條)，如果航線數(shù)量大于第四閾值，則滿足要求，進(jìn)行下一港口+間檢驗(yàn)；否則，進(jìn)行標(biāo)記，進(jìn)行下一港口間檢驗(yàn)。直到所有分類后的航線檢驗(yàn)完畢，則航線分類檢驗(yàn)完畢。

對(duì)滿足樣本檢驗(yàn)的港口間航線需要進(jìn)行篩選，篩選出推薦航線，篩選方法為：刪除航線中平均速度(總路程/總時(shí)間)或船舶噸位最大或最小的航線總數(shù)的百分之五條航線。對(duì)篩選后的航線，從中按照距離眾數(shù)、軌跡點(diǎn)眾數(shù)以及航線平均速度眾數(shù)選擇推薦航線。

圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于軌跡語(yǔ)言識(shí)別的啟發(fā)式航線生成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，本發(fā)明實(shí)施例的裝置包括檢測(cè)單元1、檢驗(yàn)單元2、補(bǔ)全與優(yōu)化單元3、篩選單元4，具體地，

檢測(cè)單元1，用于通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的軌跡語(yǔ)言識(shí)別后的兩港之間的航線進(jìn)行異常數(shù)據(jù)檢測(cè)，對(duì)存在信息異常的船位軌跡點(diǎn)進(jìn)行刪除；

檢驗(yàn)單元2，用于對(duì)所述檢測(cè)單元處理后的航線進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)兩港之間的每條航線是否符合航線設(shè)計(jì)功能的最低標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不符合最低標(biāo)準(zhǔn)的整條航線進(jìn)行刪除，檢驗(yàn)篩選的標(biāo)準(zhǔn)包括兩港之間的航線的總體船位點(diǎn)數(shù)量大小及航線中相鄰兩個(gè)船位點(diǎn)之間的距離不能超過(guò)規(guī)定的閾值；

補(bǔ)全與優(yōu)化單元3，用于根據(jù)相關(guān)的航海知識(shí)以及根據(jù)航線特點(diǎn)修改的最短路徑算法，對(duì)航線中缺失的路徑信息進(jìn)行補(bǔ)全，模擬船舶的真實(shí)航行軌跡，并根據(jù)遠(yuǎn)距離航行時(shí)，船舶利用大圓航行的特點(diǎn)對(duì)補(bǔ)全后的航線進(jìn)行航線優(yōu)化；

篩選單元4，用于通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)中的方法分析處理航線，篩選出最適合船舶航行的推薦航線。

本發(fā)明實(shí)施例的裝置可以用于執(zhí)行上述方法實(shí)施例，其原理和技術(shù)效果類似，此處不再贅述。

通過(guò)本算法生成的航線可以基本上覆蓋所有兩港間的航線，其航行軌跡符合真實(shí)船舶航行的特性，對(duì)船舶航線設(shè)計(jì)有一定幫助作用，同時(shí)對(duì)商用的海運(yùn)貨物位置推算與預(yù)計(jì)時(shí)間估計(jì)有顯著的輔助作用。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、cd-rom、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來(lái)描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合。可提供這些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過(guò)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

需要說(shuō)明的是術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本發(fā)明的說(shuō)明書中，說(shuō)明了大量具體細(xì)節(jié)。然而能夠理解的是，本發(fā)明的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對(duì)本說(shuō)明書的理解。類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡(jiǎn)本發(fā)明公開并幫助理解各個(gè)發(fā)明方面中的一個(gè)或多個(gè)，在上面對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的各個(gè)特征有時(shí)被一起分組到單個(gè)實(shí)施例、圖、或者對(duì)其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋呈反映如下意圖：即所要求保護(hù)的本發(fā)明要求比在每個(gè)權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說(shuō)，如權(quán)利要求書所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開的單個(gè)實(shí)施例的所有特征。因此，遵循具體實(shí)施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實(shí)施方式，其中每個(gè)權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例。

以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。