一种基于航路网络的智能航线规划方法、装置及电子设备

专利主权项内容

1.一种基于航路网络的智能航线规划方法，其特征在于，所述方法包括：获取船舶轨迹数据，依次进行轨迹清洗、轨迹平滑和缺失值插值处理，对所述船舶轨迹数据进行预处理得到预处理轨迹数据，基于局部阈值过滤法对所述预处理轨迹数据中关键特征点进行识别得到航路点集合，并对所述航路点集合进行聚类得到航路点区域，基于所述航路点区域对船舶轨迹进行分割得到航路点区域子轨迹集合，构建轨迹运动相识性度量模型，根据所述轨迹运动相识性度量模型将所述航路点区域子轨迹集合聚类得到航路段，确定各航路段的几何连接关系得到航路轨迹，并对所述航路轨迹进行异常过滤和航路边界识别得到航路网络拓扑结构；定义改进遗传算法优化目标，以所述航线起始点作为种群个体的首个航路点，在各方向上选择下一个航行航路点，直至选择到所述航线终点，形成一条航线作为一个种群个体，重复选择过程直至生成满足初始种群规模的种群个体，基于适应度值线性尺度变换方法构建适应度函数，根据所述适应度函数确定各种群个体的适应度，基于轮盘赌选择法作为改进遗传算法的选择操作以保留适应度值大的种群个体，以单点交叉和均匀变异作为改进遗传算法的交叉操作和变异操作，对初始种群进行迭代优化得到初始最优航线；其中，所述定义改进遗传算法优化目标，包括：定义航线规划的运动变量，所述运动变量包括航路点坐标和转向变量，定义航线规划的网络特征指标，所述网络特征指标包括节点度、点介数和介数中心性，根据所述运动变量和所述网络特征指标定义航线规划的优化目标，所述优化目标包括航线距离、转向次数和航路节点通行能力，综合各优化目标得到所述改进遗传算法优化目标；根据所述初始最优航线确定待优化航段，在待优化航线对应椭圆空间内，将待优化航段的起始航路点作为生成树根节点，基于采样点相似策略确定采样区域，基于方向引导策略引导在所述采样区域生成待优化航段的起始航路点到目标航路点的优化航线；其中，所述基于采样点相似策略确定采样区域，包括：根据所述航路网络得到航行特征信息，根据所述航线特征信息确定航速比例，以航线生成的父节点作为采样区域中心点，根据所述航速比例确定采样区域半径，根据所述采样区域中心点和所述采样区域半径确定采样区域；所述基于方向引导策略引导在所述采样区域生成待优化航段的起始航路点到目标航路点的优化航线，包括：定义随机树生长概率，根据所述随机树生长概率定义新节点选择函数，根据所述新节点选择函数定义生长引导函数，根据所述生长引导函数选择随机树新节点，迭代随机树新节点生长过程，得到所述待优化航段的起始航路点到目标航路点的优化航线。。来源：百度搜索马克数据网