漂浮物的漂移轨迹预测方法、装置、设备及存储介质与流程

本公开实施例涉及海事，尤其涉及一种漂浮物的漂移轨迹预测方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、海事事故可能产生各种海上漂浮物。例如，在出现海上溢油事故时，可能产生油膜漂浮物；而在出现海上船舶碰撞事故时，可能产生碰撞残片、救生浮筏、失事船舶等漂浮物。

2、为在海事事故发生后快速地实现对各种海上漂浮物的打捞清理，需要确定海上漂浮物所在的大致准确区域，也就是需要确定海上漂浮物的漂移轨迹。现有的漂移轨迹预测方法仅是根据海况特征做大体漂移方向的预测，并不能较为准确地预估漂浮物的漂移轨迹，继而无法较为准确地确定漂浮物的漂浮区域。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种漂浮物的漂移轨迹预测方法、装置、设备及存储介质。

2、第一方面，本公开实施例提供一种漂浮物的漂移轨迹预测方法，包括：

3、对待同化时间窗口内的海况观测参数进行数据同化，得到同化后的海况模拟模型；

4、基于所述海况模拟模型进行数值模拟，确定各个预设网格点在待预测时段内第i个预设时刻的海况特征参数，i＝1,2,……,n；

5、基于待预测漂浮物在第j个预设时刻的所处位置、各个预设网格点的位置和第j个预设时刻的海况特征参数，确定所述待预测漂浮物在第j个预设时刻所处位置的估计海况特征参数，j＝1,2，……,n-1，其中j＝1时对应的所处位置已知；

6、基于所述第j个预设时刻对应的估计海况特征参数计算所述待预测漂浮物的预测漂移速度，以及根据所述预测漂移速度计算所述待预测漂浮物在第j+1个预设时刻的所处位置；

7、根据所述待预测漂浮物在各个预设时刻的所处位置，确定所述漂浮物的漂移轨迹。

8、可选的，所述估计海况特征参数包括表层水流特征参数，风特征参数和波浪特征参数；

9、基于所述第j个预设时刻对应的估计海况特征参数计算所述待预测漂浮物预测漂移速度，包括：

10、基于所述表层水流特征参数确定流致漂移速度，基于所述风特征参数确定风致漂移速度，基于波浪特征参数确定浪致漂移速度；

11、根据所述流致漂移速度、所述风致漂移速度和所述浪致漂移速度确定所述预测漂移速度。

12、可选的，所述基于波浪特征参数确定浪致漂移速度，包括：

13、将所述波浪特征参数输入到预先训练的浪致漂移深度学习模型，得到所述浪致漂移速度；

14、其中，所述浪致漂移深度学习模型基于第一样本漂移数据训练得到，所述第一样本漂移数据包括样本漂浮物的样本漂移速度观测值和对应的样本表层水流特征参数、样本风特征参数和样本波浪特征参数。

15、可选的，所述基于所述表层水流特征参数确定流致漂移速度包括：根据所述表层水流特征参数和流致漂移系数计算所述流致漂移速度；

16、所述基于所述风特征参数确定风致漂移速度，包括：根据所述风特征参数和风致漂移系数计算所述风致漂移速度；

17、其中，所述流致漂移系数和所述风致漂移系数在训练所述浪致漂移深度学习模型的过程中得到的。

18、可选的，在所述根据所述表层水流特征参数和流致漂移系数计算所述流致漂移速度之前，所述方法还包括：对所述流致漂移系数添加随机扰动，得到扰动后的所述流致漂移系数；

19、在所述根据所述风特征参数和风致漂移系数计算所述风致漂移速度之前，所述方法还包括：对所述风致漂移系数添加随机扰动，得到扰动后的所述风致漂移系数。

20、可选的，在根据所述风特征参数和风致漂移系数计算所述风致漂移速度之前，所述方法还包括：

21、根据所述待预测漂浮物在第j个预设时刻对应的估计海况特征参数确定预测漂移偏向性；

22、根据所述预测漂移偏向性选择对应的所述风致漂移系数。

23、可选的，所述根据所述待预测漂浮物在第j个预设时刻对应的估计海况特征参数确定预测漂移偏向性，包括：

24、将所述估计海况特征参数输入到所述预先训练的漂移偏向性深度学习模型，确定所述漂浮物的预测漂移偏向性；

25、其中，所述偏向性深度学习模型基于第二样本漂移数据训练得到，所述第二样本漂移数据包括样本漂浮物的漂移偏向性观测值和样本海况特征参数。

26、第二方面，本公开实施例提供一种漂浮物的漂移轨迹预测装置，包括：

27、模拟海况模型构建单元，用于对待同化时间窗口内的海况观测参数进行数据同化，得到同化后的海况模拟模型；

28、数值模拟单元，用于基于所述海况模拟模型进行数值模拟，确定各个预设网格点在待预测时段内第i个预设时刻的海况特征参数，i＝1,2,……,n；

29、估计海况特征参数确定单元，用于基于待预测漂浮物在第j个预设时刻的所处位置、各个预设网格点的位置和第j个预设时刻的海况特征参数，确定所述待预测漂浮物在第j个预设时刻所处位置的估计海况特征参数，j＝1,2，……,n-1，其中j＝1时对应的所处位置已知；

30、位置确定单元，用于基于所述第j个预设时刻对应的估计海况特征参数计算所述待预测漂浮物的预测漂移速度，以及根据所述预测漂移速度计算所述待预测漂浮物在第j+1个预设时刻的所处位置；

31、轨迹确定单元，用于根据所述待预测漂浮物在各个预设时刻的所处位置，确定所述漂浮物的漂移轨迹。

32、第三方面，本公开实施例提供一种终端设备，该终端设备包括存储器和处理器，其中，存储器中存储有计算机程序，当该计算机程序被处理器执行时，可以实现上述第一方面的方法。

33、第四方面，本公开实施例提供一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，当该计算机程序被处理器执行时，可以实现上述第一方面的方法。

34、本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

35、本公开实施例提供的方案，首先对待同化时间窗口内的观测海况参数进行数据同化，得到同化后的海况模拟模型；随后基于同化后的海况模拟模型，确定各个预设时刻的海况特征参数；再后，循环基于待预测漂浮物在第j个预设时刻所处位置确定对应位置的海况特征参数，确定对应位置处的预测漂移速度，并基于预测漂移速度和当前所处位置计算第j+1个预设时刻所处位置，直至计算出所有预设时刻的所处位置。在确定所述预设时刻的所处位置后，即可以确定待预测漂浮物在的漂移轨迹。一方面，估计海况特征参数是基于经过数据同化的海况模拟模型得到，更为精确，另一方面，在计算漂移轨迹时，充分考虑了风致漂移系数和流致漂移系数的不确定性以及风致漂移偏向性，可以使得漂移轨迹计算结果更为准确。

技术特征：

1.一种漂浮物的漂移轨迹预测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述估计海况特征参数包括表层水流特征参数，风特征参数和波浪特征参数；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于波浪特征参数确定浪致漂移速度，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在根据所述风特征参数和风致漂移系数计算所述风致漂移速度之前，所述方法还包括：

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述根据所述待预测漂浮物在第j个预设时刻对应的估计海况特征参数确定预测漂移偏向性，包括：

8.一种漂浮物的漂移轨迹预测装置，其特征在于，包括：

9.一种终端设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本公开实施例涉及一种漂浮物的漂移轨迹预测方法、装置、设备及存储介质。漂浮物的漂移轨迹预测方法包括：基于海况模拟模型进行数值模拟，确定各个预设网格点在各预设时刻的海况特征参数；基于漂浮物在第j个预设时刻的所处位置、各个预设网格点的位置和第j个预设时刻的海况特征参数确定漂浮物在第j个预设时刻所处位置的估计海况特征参数，j＝1,2，……,N‑1；基于第j个预设时刻对应的估计海况特征参数计算漂浮物的预测漂移速度，以及计算漂浮物在第j+1个预设时刻的所处位置；根据漂浮物在各个预设时刻的所处位置，确定漂浮物的漂移轨迹。本实施例方案可以更为精准地预测漂浮物的漂移轨迹，继而减小对漂浮物的搜索水域范围。

技术研发人员：牟林,王道胜,李琰,秦浩
受保护的技术使用者：深圳市朗诚科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16