暴雪、陡涨(落)水位、洪水等）、航道类、 船舶交通流类、船舶运行状态类、管理类。
[0048] 如图1所示智能巡航系统的预测分析模块，通过巡航水域历史数据信息、航行计 划、以及气象预报信息等模拟分析未来一段时间内通航水域的通航情况，及时发现存在潜 在危险问题的事件与局面。为值班人员提供有利的决策依据，及早对潜在危险情况做出预 判与预案，及时控制危险局面，降低风险。
[0049] 如图1所示智能巡航系统的查询回放模块，是指重现船舶违法行为或水上交通事 件发生和发展的过程。本发明可以按时间段，区域，事件，船舶等为对象，从数据中心查询记 录的各种形式数据，包括语音、文字、图像视频等，同时在同一个平台上展示出来，例如:对 于某区域的巡航过程回放，可以同时在同一平台上展示该区域各传感器采集到的数据，包 括八13，￥13,0：17等数据。
[0050] 本发明采用智能巡航的模式，智能巡航系统能够方便执行海事巡航业务、释放在 执行海事巡航业务过程中的人力成本，利用以GIS为基础构建的巡航巡查信息平台，通过 VTS、CCTV、海事通、云桌面、执法记录仪、无人机、信息化海巡艇等信息化装备，以及海事数 据系统为媒介发现异常行为获取执法信息，确定执法和处置对象，依托执法信息流转平台 实现执法信息流转，现场执法力量依据执法信息开展执法和处置工作，并通过信息化执法 装备实现执法现场信息及执法处置结果和信息的实时反馈。对交通大数据进行活化应用， 可以打破传统海事信息系统各自为营的发展桎梏。智能巡航系统除了引导传统海事信息系 统的各个子系统向纵深化方向智慧化发展之外，还助推了各系统之间的横向融合，并能激 发出更多智慧化的应用，最终将促使海事监管模式的创新。
[0051] 本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明覆盖了落入 所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。
【主权项】
1. 一种水上(海上）智能巡航系统，其特征在于，所述智能巡航系统包括集成多种水上 (海上)数据采集单元与静态数据库，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、跟踪叮防、 实时预警、预测分析与查询回放功能模块的智能巡航系统。2. 如权利要求1所述的水上(海上）智能巡航系统，其特征在于，所述集成多种水上(海 上)数据采集单元，包括VTS(船舶交通管理)系统、CCTV(视频监控)视频采集单元、AIS(船舶 自动识别系统）系统、W及卫星遥感、直升机、无人机、无人艇、水文气象仪多种可W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。3. 如权利要求1或者权利要求2所述的水上(海上）智能巡航系统，其特征在于，所述静 态数据库是指与海事管理相关的船舶、船员、公司的基础静态与运行状况的数据资料库。4. 如权利要求1或者权利要求2所述的水上(海上）智能巡航系统，其特征在于，所述的 多源异构数据融合方法实现对数据的处理是对源自不同数据采集终端的数据，包括有文 本、图像、音频、数字多种不同结构与类型的数据进行关联规则分析与模式分类，形成满足 巡航工作标准的数据与信息资料库。5. 如权利要求1或者权利要求2所述的水上(海上）智能巡航系统，其特征在于，所述的 数字虚拟巡航模块是指值班指挥人员可W在巡航可视化平台上根据工作需要按时间，巡航 路径，巡航区域，重点管控区域编制巡航计划，周期性地虚拟巡航，巡航过程中通过分析通 航环境与船舶等的动态与静态信息，发现巡航工作区域的异常情况，并且将异常情况记录 与存储在数据服务中屯、。6. 如权利要求1或者权利要求2所述的水上(海上）智能巡航系统，其特征在于，所述的 异常处置模块是指值班指挥人员可W 了解出现异常的船舶、区域与事件，对异常情况进行 进一步确认、审核与处置。7. 如权利要求1或者权利要求2所述的水上(海上）智能巡航系统，其特征在于，所述的 跟踪叮防模块可W利用智能巡航可视化平台查看与查询当前通航环境与船舶情况，并且利 用多种数据采集传感器装置对某些特定船舶、区域与事件进行跟踪与叮防。8. 如权利要求1或者权利要求2所述的水上(海上）智能巡航系统，其特征在于，所述的 实时预警模块指在所管辖的范围内，根据事先设置的比对规则，当发现异常信息时，系统自 动实时报警并把报警信息进入异常情况数据库。9. 如权利要求1或者权利要求2所述的水上(海上）智能巡航系统，其特征在于，所述的 预测分析模块系统W历史数据为基础，结合船舶航行计划与气象预测信息等，W及船舶、船 员与公司的静态与动态信息，在基于大数据平台利用数据挖掘方法对船舶或通航环境的未 来较长一段时间内可能的情况进行多方位预测，及时发现可能存在的潜在危险。10. 如权利要求1或者权利要求2所述的水上(海上）智能巡航系统，其特征在于，所述的 查询回放模块可W根据时间段、区域或者事件等对多源异构传感器数据进行同步回放。11. 一种应用于如权利要求2所述的水上(海上）智能巡航系统的多源异构数据融合方 法，包括W下步骤： 1) 通过日期与时间对所述多种水上(海上)数据采集单元采集的多源异构数据同步； 2) 然后W空间网格形式，对多源异构数据进行空间分类； 3. W网格区域为研究对象，检索覆盖该区域的多元数据，包括VTS识别跟踪的数据、AIS 报告的数据、CCTV图像数据、W及无人机、卫星遥感所采集的图像数据； 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； 5) 对网格区域中AIS目标、VTS目标、W及图像检测目标建立空间拓扑关系信息； 6) 设计如下多源异构数据融合数据模型实现已知识别数据与未知数据的识别与融合， 即利用AIS数据实现CCTV、W及无人机、卫星遥感所采集的图像数据中的目标的识别与信息 融合； 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 集分别表示为Χ=|Χι，枯，...，Xm}，其中每类数据《叫终歡μ = 1，2,...，m，其服 从空间分布关联关系？化龙，...，乂");415、￥了5等已知旧识别跟踪）的船舶目标空间拓扑 关系数据集为Υ={Υι，Υ2,...，Υη}，其中％ 梦1 *i = l，2,...，m，其服从空间 分布关联关系Ρ(Υ?，Υ2，. . .，Ym)，并且P(Xl，X2，. . .，Xm) -Ρ(Υ?，Υ2，. . .，Ym); 为了求解所述多源异构数据融合数据模型中的空间分布比较问题，借助机器学习中的 再生核希尔伯特空间（服HS)理论;假设兴为一希尔伯特空间定义在数据领域；T上，那么其 可W称为再生核希尔伯特空间，需要满足W下条件:对于任意函数f €%，f(x)可W表示为 一个内积形式，即f(χ) = <f，Φ(χ)〉，其中Φ(χ)为从>.?'到％的映射，并且任意两个映射函 数之间的内积可W通过核函数k(x，x/ )=<Φ (χ/ )，Φ (X)〉计算得到； 然后在基于二维或者Ξ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，W及从远程获取的气象、水文、视频多种信息展示出来，让值班人员可W 直观观察需要巡航水域的情况。
【专利摘要】本发明公开了一种水上（海上）智能巡航系统，通过集成多种水上（海上）数据采集单元与静态数据库，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的智能巡航系统，本发明不仅可以替代现有的人工或者电子巡航系统完成巡航工作，而且能够进一步提高海事监管能力，提高服务水平，促进水上交通安全，节省巡航成本。
【IPC分类】G08G3/00
【公开号】CN105575185
【申请号】CN201610003347
【发明人】王胜正, 邵秋捷, 杨平安, 胡如昕, 孙振, 陆瑛
【申请人】上海海事大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月4日