1.一种冲突会遇局面下船舶集群态势分析方法,其特征在于,其包括:基于冲突会遇过程不同阶段,将目标船的感知区域划分为多个虚拟动态网格;
对每个所述虚拟动态网格内的连通性进行确定,并在所述虚拟动态网格选择代表船;
在所述多个虚拟动态网格中将所述代表船对目标船的作用力通过作用粒度进行描述;
采用模糊逻辑规则结合所述作用粒度进行评分,得到所述目标船所受作用力;
所述对每个所述虚拟动态网格内的连通性进行确定,并在所述虚拟动态网格选择代表船包括:当所述目标船需要从两个干扰船之间穿越时,根据运动参数计算所述目标船能够成功从所述两个干扰船之间穿越所需要的安全会遇距离,公式为:Ds=dac+dbc+3.2(La+Lb)+Mab
其中DS为所述目标船能够成功从所述两个干扰船之间穿越所需要的安全会遇距离,dac为所述目标船相对于第一干扰船的安全会遇距离,dbc为所述目标船相对于第二干扰船的安全会遇距离,la为所述第一干扰船的船长,lb为所述第二干扰船的船长,Mab为所述目标船航行到冲突点时,所述第一干扰船和所述第二干扰船的间距较会遇开始时所述第一干扰船和所述第二干扰船间距的变化量;
当所述虚拟动态网格的区域内至少存在两艘干扰船时,选取所述虚拟动态网格的区域内对所述目标船影响最大的一干扰船作为代表船,其中所述代表船为一航行实体代表,用于体现所述虚拟动态网格区域的宏观交通状况;
所述选取所述虚拟动态网格的区域内对所述目标船影响最大的一干扰船作为代表船包括:若所述虚拟动态网格的区域能提供空间供目标船航行,则以所述虚拟动态网格的区域内距所述目标船相对距离最小的干扰船作为所述代表船;
若所述虚拟动态网格的区域存在多艘干扰船,且当所述虚拟动态网格的区域具有连通性时,以区域内所有干扰船与目标船构成的多边形的重心作为虚拟代表船,其中所述虚拟代表船的运动参数与距离所述目标船相对距离最小的干扰船一致;
若所述虚拟动态网格的区域存在多艘干扰船,且当所述虚拟动态网格的区域不具有连通性时,将所述虚拟动态网格的区域中心点虚拟为代表船;
若所述虚拟动态网格的区域内无干扰船时,则按照预设规则进行航行实体代表补充后得到所述代表船。
2.如权利要求1所述的冲突会遇局面下船舶集群态势分析方法,其特征在于,基于冲突会遇过程不同阶段,将目标船的感知区域划分为多个虚拟动态网格之前,还包括:根据干扰船航向与目标船首两舷的角度范围将对会遇类型进行划分为:对遇冲突、追越冲突和交叉冲突,其中所述交叉冲突按照干扰船和目标船两船航向夹角的大小可以划分为对向交叉冲突、横向交叉冲突、同向交叉冲突。
3.如权利要求2所述的冲突会遇局面下船舶集群态势分析方法,其特征在于,基于冲突会遇过程不同阶段,将目标船的感知区域划分为多个虚拟动态网格之前,还包括:获取所述干扰船和所述目标船的运动参数,其中所述运动参数至少包括:位置、速度、航向和干扰船当前位置到冲突点的距离;
根据所述运动参数计算干扰船和目标船的相对速度、相对速度方向、相对距离、干扰船位于目标船的方位角、干扰船相对于目标船的相对方位、安全会遇距离、最小会遇距离和船间时距;
按照所述相对距离将所述冲突会遇的过程划分为:无冲突阶段、弱冲突阶段、强冲突阶段和碰撞冲突阶段。
4.如权利要求3所述的冲突会遇局面下船舶集群态势分析方法,其特征在于,所述按照干扰船和目标船两船的相对距离将所述冲突会遇的过程划分包括:确定冲突会遇阶段划分的临界相对距离为6海里、3海里和1海里;
当所述相对距离的范围大于6海里时,所述干扰船和所述目标船处于冲突会遇的无冲突阶段;
当所述相对距离的范围在3~6海里时,所述干扰船和所述目标船处于冲突会遇的弱冲突阶段;
当所述相对距离的范围在1~3海里时,所述干扰船和所述目标船处于冲突会遇的强冲突阶段;
当所述相对距离的范围小于1海里时,所述干扰船和所述目标船处于冲突会遇的碰撞冲突阶段。
5.如权利要求4所述的冲突会遇局面下船舶集群态势分析方法,其特征在于,所述将目标船的感知区域划分为多个虚拟动态网格包括:以所述目标船的中心位置为圆心,分别以6海里、3海里和1海里的临界相对距离为半径形成圆形区域,其中所述半径为6海里的圆形区域为所述目标船的感知区域;
根据冲突会遇类型划分时的角度,将所述目标船的感知区域分为左前侧、正前侧、右前侧、正右侧、右后侧、正后侧、左后侧、正左侧八个分区域,且每个分区域按照所述临界相对距离被分成三个动态网格区域;
按照所述临界相对距离所述目标船的感知区域由外到内分别代表弱影响区域、强影响区域和碰撞区域,对于所述弱影响区域和所述强影响区域结合所述八个分区域被划分为16个虚拟动态网格。
6.如权利要求1所述的冲突会遇局面下船舶集群态势分析方法,其特征在于,所述所述代表船对目标船的作用力包括:强斥力、中斥力、弱斥力、零、弱引力、中引力或强引力,相应的作用粒度分别为[‑1,‑0.7)、[‑0.7,‑0.3)、[‑0.3,‑0)、0、(0,0.3]、(0.3,0.7]、(0.7,1]。
7.如权利要求3所述的冲突会遇局面下船舶集群态势分析方法,其特征在于,所述采用模糊逻辑规则结合所述作用粒度进行评分包括:当模糊变量为所述船间时距时,利用模糊逻辑规则得到船间时距模糊集合为{小,中,大},其中船间时距从“小”到“中”的门限值T1,计算公式为:D1=H1·H2·H3·DLA
其中,D1为保证船舶能安全避让的最小距离;D为所述相对距离;DCPA为所述最小会遇距离;vb0为所述相对速度;H1、H2、H3分别表示航行区域状况、能见度状况以及人为因素影响;
DLA为最晚施舵时间内船舶驶过的距离;
船间时距从“中”到“大”的门限值T2=2.5T1。
8.如权利要求5所述的冲突会遇局面下船舶集群态势分析方法,其特征在于,所述得到所述目标船所受作用力包括:在所述目标船的感知区域内各所述虚拟动态网格中代表船对所述目标船的作用力集合为:q
其中强影响区域对目标船作用力为F0=[左前代表船作用力,正前代表船作用力,右前代表船作用力,正右船代表作用力,右后代表船作用力,正后代表船作用力,左后代表船作用力,正左代表船作用力],弱影响区域对目标船作用力为