本申請涉及人工智能，尤其涉及一種船舶駕駛員航行任務(wù)規(guī)劃方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在實際航行過程中，船舶駕駛員面對不同的航行任務(wù)的狀態(tài)不同，例如，船舶駕駛員在面對精神高度集中的監(jiān)控任務(wù)時，相比于體力任務(wù)，可能會由于狀態(tài)不佳導(dǎo)致航行風(fēng)險增高；例如，船舶駕駛員在面對航速要求較高的駕駛場景時，由于在高速下駕駛不熟練，駕駛過程緊張，導(dǎo)致出錯率增高。因此，船舶駕駛員在面對不同的航行任務(wù)時的狀態(tài)不同，而狀態(tài)過差的任務(wù)會提高事故發(fā)生率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請實施例的主要目的在于提出一種船舶駕駛員航行任務(wù)規(guī)劃方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲介質(zhì)，旨在對船舶駕駛員的航行任務(wù)進(jìn)行合理規(guī)劃，降低風(fēng)險事故。

2、為實現(xiàn)上述目的，本申請實施例的一方面提出了一種船舶駕駛員航行任務(wù)規(guī)劃方法，包括以下步驟：

3、通過數(shù)據(jù)采集裝置獲取船舶駕駛員在當(dāng)前航行任務(wù)下的駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)，其中，所述駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)包括心率變異性、皮膚電活動、皮膚溫度和活動狀態(tài)的監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù)；

4、通過訓(xùn)練好的心理負(fù)荷分析模型，根據(jù)所述駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)確定綜合心理負(fù)荷指數(shù)；

5、判斷所述航行任務(wù)的綜合心理負(fù)荷指數(shù)是否大于負(fù)荷閾值；

6、當(dāng)所述綜合心理負(fù)荷指數(shù)大于負(fù)荷閾值，則重新規(guī)劃所述航行任務(wù)。

7、在一些實施例中，所述數(shù)據(jù)采集裝置為便攜式穿戴裝置，所述便攜式穿戴裝置包括光電容積脈搏波傳感器、皮電傳感器、體溫傳感器和加速度傳感器。

8、在一些實施例中，所述通過數(shù)據(jù)采集裝置獲取船舶駕駛員在當(dāng)前航行任務(wù)下的駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括以下步驟：

9、通過所述光電容積脈搏波傳感器采集心率數(shù)據(jù)，并使用快速傅里葉變換和時域分析方法對所述心率數(shù)據(jù)進(jìn)行特征分析得到所述駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)中的心率變異性，其中，所述心率變異性包括時域特征和頻域特征；

10、通過所述皮電傳感器采集皮膚導(dǎo)電率，對所述皮膚導(dǎo)電率進(jìn)行特征分析得到所述駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)中的皮膚電活動，其中，所述皮膚電活動包括皮膚電導(dǎo)率和皮電反應(yīng)；

11、通過所述體溫傳感器采集皮膚表面溫度，根據(jù)所述皮膚表面溫度計算預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)的皮膚溫度平均值得到所述駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)中的皮膚溫度；

12、通過所述加速度傳感器采集三軸加速度數(shù)據(jù)，對所述三軸加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行整合得到總加速度，利用機器學(xué)習(xí)算法對所述總加速度進(jìn)行分類得到所述駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)中的活動狀態(tài)。

13、在一些實施例中，所述通過訓(xùn)練好的心理負(fù)荷分析模型，根據(jù)所述駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)確定綜合心理負(fù)荷指數(shù)，包括以下步驟：

14、對所述駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)中的各個監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后，根據(jù)各個所述監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù)構(gòu)建特征向量；

15、將所述特征向量輸入訓(xùn)練好的心理負(fù)荷分析模型，得到基礎(chǔ)心理負(fù)荷指數(shù)；

16、根據(jù)所述基礎(chǔ)心理負(fù)荷指數(shù)確定綜合心理負(fù)荷指數(shù)。

17、在一些實施例中，所述心理負(fù)荷分析模型通過以下步驟訓(xùn)練得到：

18、獲取多個樣本數(shù)據(jù)，其中，多個樣本數(shù)據(jù)包括不同船舶駕駛員的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)的特征向量和心理負(fù)荷指數(shù)標(biāo)簽；

19、將多個樣本數(shù)據(jù)劃分為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和測試數(shù)據(jù)集；

20、利用所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)集對基于支持向量機算法的心理負(fù)荷分析模型進(jìn)行優(yōu)化，并采用測試數(shù)據(jù)集對優(yōu)化后的心理負(fù)荷分析模型進(jìn)行評估得到模型評估結(jié)果，其中，所述評估結(jié)果包括均方誤差和決定系數(shù)；

21、當(dāng)所述評估結(jié)果滿足預(yù)設(shè)要求，則輸出訓(xùn)練好的心理負(fù)荷分析模型。

22、在一些實施例中，所述根據(jù)所述基礎(chǔ)心理負(fù)荷指數(shù)確定綜合心理負(fù)荷指數(shù)，包括以下步驟：

23、根據(jù)船舶駕駛員的用戶歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)確定各個監(jiān)測指標(biāo)的個性化基準(zhǔn)值；

24、根據(jù)當(dāng)前采集的所述駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)和所述個性化基準(zhǔn)值確定個性化調(diào)整系數(shù)；

25、將所述個性化調(diào)整系數(shù)和所述基礎(chǔ)心理負(fù)荷指數(shù)輸入心理負(fù)荷修正模型，得到綜合心理負(fù)荷指數(shù)。

26、在一些實施例中，所述重新規(guī)劃所述航行任務(wù)包括以下步驟：

27、根據(jù)航行駕駛員的位置信息確定多個第一候選航段；

28、從數(shù)據(jù)庫中查詢各個所述第一候選航段對應(yīng)的船舶駕駛員的綜合心理負(fù)荷指數(shù)；

29、根據(jù)船舶駕駛員的綜合心理負(fù)荷指數(shù)小于負(fù)荷閾值的第一候選航段重新確定所述航行任務(wù)。

30、為實現(xiàn)上述目的，本申請實施例的另一方面提出了一種船舶駕駛員航行任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)，包括：

31、第一模塊，用于通過數(shù)據(jù)采集裝置獲取船舶駕駛員在當(dāng)前航行任務(wù)下的駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)，其中，所述駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)包括心率變異性、皮膚電活動、皮膚溫度和活動狀態(tài)的監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù)；

32、第二模塊，用于通過訓(xùn)練好的心理負(fù)荷分析模型，根據(jù)所述駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)確定綜合心理負(fù)荷指數(shù)；

33、第三模塊，用于判斷所述航行任務(wù)的綜合心理負(fù)荷指數(shù)是否大于負(fù)荷閾值；

34、第四模塊，用于當(dāng)所述綜合心理負(fù)荷指數(shù)大于負(fù)荷閾值，則重新規(guī)劃所述航行任務(wù)。

35、為實現(xiàn)上述目的，本申請實施例的另一方面提出了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括存儲器、處理器、存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的程序以及用于實現(xiàn)所述處理器和所述存儲器之間的連接通信的數(shù)據(jù)總線，所述程序被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述實施例所述的方法。

36、為實現(xiàn)上述目的，本申請實施例的另一方面提出了一種存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)為計算機可讀存儲介質(zhì)，用于計算機可讀存儲，所述存儲介質(zhì)存儲有一個或者多個程序，所述一個或者多個程序可被一個或者多個處理器執(zhí)行，以實現(xiàn)上述實施例所述的方法。

37、本申請?zhí)岢龅拇榜{駛員航行任務(wù)規(guī)劃方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲介質(zhì)，其通過數(shù)據(jù)采集裝置獲取船舶駕駛員在當(dāng)前航行任務(wù)下的駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)，駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)包括心率變異性、皮膚電活動、皮膚溫度和活動狀態(tài)的監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù)，通過訓(xùn)練好的心理負(fù)荷分析模型，根據(jù)駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)確定綜合心理負(fù)荷指數(shù)，然后判斷航行任務(wù)的綜合心理負(fù)荷指數(shù)是否大于負(fù)荷閾值，當(dāng)綜合心理負(fù)荷指數(shù)大于負(fù)荷閾值，則重新規(guī)劃航行任務(wù)。本申請實時分析駕駛員在航行過程中的心理負(fù)荷，在心理負(fù)荷過大時調(diào)整航行任務(wù)，從而根據(jù)心理負(fù)荷合理規(guī)劃航行任務(wù)，降低駕駛員心理負(fù)荷，從而提高航行安全性。

技術(shù)特征：

1.一種船舶駕駛員航行任務(wù)規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶駕駛員航行任務(wù)規(guī)劃方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置為便攜式穿戴裝置，所述便攜式穿戴裝置包括光電容積脈搏波傳感器、皮電傳感器、體溫傳感器和加速度傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶駕駛員航行任務(wù)規(guī)劃方法，其特征在于，所述通過數(shù)據(jù)采集裝置獲取船舶駕駛員在當(dāng)前航行任務(wù)下的駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶駕駛員航行任務(wù)規(guī)劃方法，其特征在于，所述通過訓(xùn)練好的心理負(fù)荷分析模型，根據(jù)所述駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)確定綜合心理負(fù)荷指數(shù)，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶駕駛員航行任務(wù)規(guī)劃方法，其特征在于，所述心理負(fù)荷分析模型通過以下步驟訓(xùn)練得到：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶駕駛員航行任務(wù)規(guī)劃方法，其特征在于，所述根據(jù)所述基礎(chǔ)心理負(fù)荷指數(shù)確定綜合心理負(fù)荷指數(shù)，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶駕駛員航行任務(wù)規(guī)劃方法，其特征在于，所述重新規(guī)劃所述航行任務(wù)包括以下步驟：

8.一種船舶駕駛員航行任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備包括存儲器、處理器、存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的程序以及用于實現(xiàn)所述處理器和所述存儲器之間的連接通信的數(shù)據(jù)總線，所述程序被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項所述的方法的步驟。

10.一種存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)為計算機可讀存儲介質(zhì)，用于計算機可讀存儲，其特征在于，所述存儲介質(zhì)存儲有一個或者多個程序，所述一個或者多個程序可被一個或者多個處理器執(zhí)行，以實現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請實施例提供了一種船舶駕駛員航行任務(wù)規(guī)劃方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲介質(zhì)，屬于人工智能技術(shù)領(lǐng)域。該方法通過數(shù)據(jù)采集裝置獲取船舶駕駛員在當(dāng)前航行任務(wù)下的駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)，駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)包括心率變異性、皮膚電活動、皮膚溫度和活動狀態(tài)的監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù)，通過訓(xùn)練好的心理負(fù)荷分析模型，根據(jù)駕駛員監(jiān)測數(shù)據(jù)確定綜合心理負(fù)荷指數(shù)，然后判斷航行任務(wù)的綜合心理負(fù)荷指數(shù)是否大于負(fù)荷閾值，當(dāng)綜合心理負(fù)荷指數(shù)大于負(fù)荷閾值，則重新規(guī)劃航行任務(wù)。本申請實時分析駕駛員在航行過程中的心理負(fù)荷，在心理負(fù)荷過大時調(diào)整航行任務(wù)，從而根據(jù)心理負(fù)荷合理規(guī)劃航行任務(wù)，降低駕駛員心理負(fù)荷，從而提高航行安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：毛喆,呂文晨,陳德山,萬程鵬,李治宏,周嘉鷺
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2