基于相控阵雷达、AIS和LSTM网络的大桥防船撞预警系统
摘要文本
本发明涉及船舶交通管理技术领域，公开了一种基于相控阵雷达、AIS和LSTM网络的大桥防船撞预警系统，包括采集系统，以及与所述采集系统连接且用于对所述采集系统采集到的信息进行预测的分析系统；本发明整体系统设计合理，采用连续波相控阵雷达以及AIS系统，能够实现对桥区目标船舶信息的采集；利用LSTM网络数据集构建单元能够对船舶轨迹信息进行提取处理，建立LSTM网络数据集；采用LSTM网络构建与训练单元能够构建船舶轨迹预测网络模型，智能预测桥区水域船舶航行轨迹，船撞桥风险预警单元能够准确预警撞桥风险，及时报警，本发明整体系统便于实施，适用于桥区水域。
申请人信息
- 申请人:交通运输部规划研究院
- 申请人地址:100028 北京市朝阳区曙光西里甲6号时间国际2号楼
- 发明人: 交通运输部规划研究院
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 基于相控阵雷达、AIS和LSTM网络的大桥防船撞预警系统 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN202210871466.3 |
| 申请日 | 2022/7/23 |
| 公告号 | CN115346399B |
| 公开日 | 2024/1/19 |
| IPC主分类号 | G08G3/02 |
| 权利人 | 交通运输部规划研究院 |
| 发明人 | 陈兵; 王辰; 刘胜利; 徐绍剑 |
| 地址 | 北京市朝阳区曙光西里甲6号时间国际2号楼 |
专利主权项内容
1.一种基于相控阵雷达、AIS和LSTM网络的大桥防船撞预警系统，包括采集系统(1)，以及与所述采集系统(1)连接且用于对所述采集系统(1)采集到的信息进行分析预测的分析系统(2)；其特征在于，所述采集系统(1)包括用于实时主动采集桥区水域船舶目标跟踪信息的连续波相控阵雷达系统，以及用于实时接收桥区水域船舶AIS信息的AIS系统；所述分析系统(2)包括用于将所述采集系统(1)采集到的信息转换为数据集的数据转换系统(21)，以及用于将所述数据集进行建模的模型构建系统(22)；所述数据转换系统(21)包括用于对采集到的信息进行实时接收并存储的数据存储单元，用于对所述数据存储单元中信息进行多源数据融合处理的数据融合处理单元，用于对多源数据融合信息进行提取的船舶轨迹提取单元，以及用于对存储单元内信息进行提取处理并建立等时长间隔LSTM网络数据集的LSTM网络数据集构建单元；所述数据存储单元还用于对所述数据融合处理单元、船舶轨迹提取单元输出的目标融合信息和船舶目标轨迹信息进行接收和存储；所述多源数据融合处理的条件为雷达目标点迹与AIS目标点迹满足相近条件；所述雷达目标点迹与AIS目标点迹运动模型相近条件为：雷达目标点迹与AIS目标点迹运动位置差小于0.1海里，航速差小于0.5节/秒，加速度差小于3节/秒，航向差小于20度，转向速度差小于10度/秒，时间差小于3秒；所述模型构建系统(22)包括用于构建LSTM神经网络且对所述LSTM网络数据集进行网络训练测试的LSTM网络构建与训练单元，用于对所述LSTM神经网络进行调取建模并存储的LSTM网络存储单元，用于对所述LSTM神经网络模型进行预测计算的船舶轨迹预测单元，以及用于对预测信息进行风险预控区分析、风险判定并报警处理的船撞桥风险预警单元。