，资源节约环境友好。
【附图说明】
[0027]图1为本发明智能巡航系统的工作原理图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。如图1所 示，本发明所述智能巡航系统包括集成多种水上(海上)数据采集单元，包括VTS系统、CCTV 视频采集单元、AIS系统、以及卫星遥感、直升机、无人机、无人艇、水文气象仪多种可以采集 通航环境要素，船舶动态信息的仪器与装备中的一种或者多种，利用多源异构数据融合方 法实现对数据的处理形成满足巡航工作标准的数据与信息资料库，建立一套集成数字虚拟 巡航、异常处置、跟踪盯防、实时预警、预测分析与查询回放等功能模块的智能巡航系统。 [0029]本发明智能巡航系统的实现原理如下：
[0030] 如图1所示，智能巡航系统的多源异构数据融合与处理模块的作用是依靠现场实 时监测系统，包括但不限于￥13 413,0：17，水文气象监测，卫星遥感，无人机，直升机等，海 事数据中心等系统数据库，以及移动执法信息化装备，通过线传输设备和无线网络传输设 备，采集和传输动态执法所需的各类现场实时信息和船舶相关数据。利用一些多源异构融 合算法与数据挖掘方法对数据进行分析与处理，实现数据的关联规则分析与模式分类，并 获得智能巡航所需的各类信息，
[0031] 现场实时监测系统所采集的数据具有时序与空间特性，因此根据其时序与空间特 性实现多源异构数据的空间分类与融合，同时利用已识别数据实现未知数据的识别。其实 现步骤如下：
[0032] 1)通过日期与时间对多源异构数据同步；
[0033] 2)然后以空间网格形式，对多源数据进行空间分类；
[0034] 3)以网格区域为研究对象，检索覆盖该区域的多元数据，包括跟踪数据或者报告 数据(如VTS识别跟踪的数据，AIS报告的数据)和图像数据(如CCTV，无人机、遥感等所采集 的数据）；
[0035] 4)利用图像处理算法实现图像数据的船舶目标检测与跟踪；
[0036] 5)对网格区域中AIS目标、VTS目标、以及图像检测目标建立空间拓扑关系信息；
[0037] 6)设计如下模型实现已知识别数据与未知数据的识别与融合，即利用
[0038] AIS数据实现CCTV等视频图像中的目标的识别与信息融合。
[0039] 多源异构数据融合数据模型:假设某时刻某区别Μ个子网格的CCTV、无人机载摄像 数据、直升机载摄像数据、卫星遥感数据所获取的未知(待识别)船舶目标空间拓扑关系数 据集分别表不为乂={乂1，乂2，*"，乂》1}，其中每类数据足22；时'考';:.,、彡路内.4 = 1，2广*，111，其 服从空间分布关联关系？(&，办，一^)415、￥了5等已知（已识别跟踪）的船舶目标空间拓扑 关系数据集为Υ = {Υ1，Υ2，…，Ym}，其中丨f f?γ、，丨/皆丨，i = 1，2，…，m，其服从空间分布 关联关系？(￥1，￥2，，._，￥^)，并且？(父1，父2，，._，父^)*?(￥1，￥2，·^^)。
[0040] 为了求多源异构数据融合数据模型中的空间分布比较问题，我们将借助机器学习 中的再生核希尔伯特空间（RKHS)理论。假设Η为一希尔伯特空间定义在数据领域;T上，那 么其可以称为再生核希尔伯特空间，需要满足以下条件:对于任意函数/€'H，f(x)可以表 示为一个内积形式，g卩以4 =〈^<1)(4〉，其中(1)&)为从尤到宄的映射，并且任意两个映 射函数之间的内积可以通过核函数kU，，）=〈 Φ (Y )，Φ (X)〉计算得到。
[0041]然后在基于二维或者三维地理信息可视化平台把各类通航环境信息，多源异构融 合处理后的船舶信息，以及从远程获取的气象、水文、视频等信息以比较友好的方式展示出 来，让值班人员可以直观观察需要巡航水域的情况。
[0042]如图1所示智能巡航系统的数字巡航模块的巡航内容包括各类船舶动态或静态信 息的巡查，通航环境的自动巡查等。其中船舶动态巡查包括：1)船舶航行秩序的巡查(船舶 遵守定线制，船舶航行中的信号显示是否正确，国旗、引航旗的悬挂，甚高频的守听，VTS动 态报告，追越或横越，超载运输，穿越禁航区以及在禁止掉头作业区掉头等情况的巡查），2) 锚泊和停泊秩序的巡查(锚泊位置、锚泊信号的显示、船员值班、锚泊船之间的安全间距、锚 地中船舶非法穿越航行、锚泊船非法排污和抛扔垃圾等情况的巡查），3)船舶靠泊秩序的巡 查(码头、泊位、水上服务区、临时作业点的靠泊、作业，超长、超宽、多帮、超等级船舶靠泊等 情况的巡查）；
[0043]静态信息巡查包括核查船舶的适航状况、证书情况，核查船员持证和适任情况，历 史违章记录，安检记录等信息的巡查;通航环境的自动巡查包含通航要素与通航环境标注， 1)通航要素巡查内容是指：自动检查助航标志、警示标志、专用标志情况，碍航物情况(捕鱼 及采砂碍航情况;水上设施对通航安全影响情况）以及自然条件等。例如:通过临界值技术 对恶劣气象水文状况的预警，数字巡查系统关联了气象、水文系统，通过将相应辖区内气象 站采集的水文气象信息进行安全预警临界值设置;2)通航环境标注指交通状况的自动标注 功能，该系统能够自动对航区流量进行数据分析，计算各主干航道的即时船舶、货物流量情 况，确定拥堵状况，分别以红色、黄色、绿色分别对航道、锚地、停泊区的拥堵和使用情况进 行自动标注。
[0044] 如图1所示智能巡航系统的数字巡航模块的巡航方式包括自动与自定义巡航等巡 航方式，其中自动巡航方式可以选择某些时间段，在某些区域范围规划一定的巡航路径与 巡查内容，系统自动按照既定的巡航要求完成巡航内容，并且巡航得到的异常情况录入数 据库中。自定义巡航方式是指系统能够对指定的区域、船舶以及护航、水污染等行为进行自 定义的自动巡查。该巡航方式下，自定义区域的目的是对所辖水域内常规定义的区域(包括 交通管制区、交通密集区、施工作业区、桥区、油区、过江电缆区、事故多发区等重点水域）， 以及自定义形状区域的水上水下施工作业单位和船舶的施工作业许可证，作业区域及施工 作业船舶的信号显示，作业船舶的超载运输情况，施工作业船舶的船员配备以及施工船舶 及过往船舶执行航行通(警)告等情况进行条件性选择的自动巡查。自定义船舶的巡查目的 是指对所辖水域的所有船舶可以进行一种或者多种类型船舶的选择性检查，包括能够自定 义检查汽渡船是否按规定装载，对靠离泊作业危险品船、大型船舶（队）和特种船舶按规定 落实监护措施。其中，重点船舶指发生水上交通事故的概率较高或发生水上交通事故时危 害程度较大的船舶。如客船、危险品船等船舶，一旦发生水上交通事故，容易引起重大人员 伤亡、环境污染以及财产损失，因此将其作为重点监管对象。
[0045] 如图1所示智能巡航系统的异常处置模块，对源自数字巡航过程的异常交通情况 与实时报警模块中的异常情况进行汇总与分类分析，值班人员对异常情况进行预览、回放、 确认与审核，为了满足工作人员全面掌握异常情况的细节，系统可以自动关联该异常情况 所涉及到船舶、船员、管理公司、通航情况、以及相应的管理规章制度等信息，以便值班人员 能够方便做出正常决策，然后异常情况进行审核与确认，并提交其他部门进行处置。
[0046] 如图1所示智能巡航系统的跟踪盯防模块，为了有目的性地针对某个区域、某个事 件、或者某个确定的目标对象(如船舶)进行实时动态监控，可以应该此功能首先获取跟踪 盯防的对象，然后利用本发明系统的跟踪特性自动盯防，为海事管理提供了方便快捷的手 段自动监控某些特定对象。
[0047] 如图1所示智能巡航系统的实时报警模块，智能巡航平台利用采集到的各类监控 信息，利用智能识别手段发现与预测水上的潜在安全问题与异常情况，本发明的实时报警 按照异常事件发生的紧急程度、发展势态和可能造成的危害程度，可将数字巡查过程中的 自动报警等级分为一级（红色）、二级(橙色）、三级(黄色）和四级（蓝色），一级为最高级别； 自动报警类别有气象水文类(大风、浓雾(霾）、暴雨、