船舶轨迹相似性度量方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及海洋观测技术领域，尤其涉及一种船舶轨迹相似性度量方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

相似性度量，即综合评定两个事物之间相近程度的一种度量。两个事物越接近，它们的相似性度量也就越大，而两个事物越疏远，它们的相似性度量也就越小。

有效、准确地船舶轨迹相似性度量有助于船舶轨迹的特征分析，对于航运安全监管、航线规划以及船舶运营的经济分析等具有重要意义。

现有的船舶轨迹相似性度量方法的局限性较强，难以在多样化场景下准确获取船舶轨迹的相似性度量值。因此，如何提高船舶轨迹相似性度量的适用性，从而可以在多样化场景下更准确地获取船舶轨迹的相似性度量值，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种船舶轨迹相似性度量方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中的船舶轨迹相似性度量方法的局限性较强，难以在多样化场景下准确获取船舶轨迹的相似性度量值的缺陷，实现提高船舶轨迹相似性度量的适应性，从而可以在多样化场景下更准确地获取船舶轨迹的相似性度量值。

本发明提供一种船舶轨迹相似性度量方法，包括：

获取第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息；

对第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息进行数据重建，获取所述第一船舶轨迹的目标轨迹信息和所述第二船舶轨迹的目标轨迹信息；

基于所述第一船舶轨迹的目标轨迹信息和所述第二船舶轨迹的目标轨迹信息，获取所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹之间的目标关联系数；

基于所述目标关联系数，获取所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹之间的相似性度量值；

其中，所述原始轨迹信息包括：船舶在船舶轨迹中每一轨迹点处的时间信息、位置信息、航速信息和航向信息；

所述目标轨迹信息包括船舶在船舶轨迹中每一目标时间点的位置信息、航速信息和航向信息；船舶轨迹中任意相邻两个目标时间点之间的时间间隔相同；

所述目标关联系数包括空间距离关联系数，以及方向距离关联系数和/或航速距离关联系数中的至少一个；所述空间距离关联系数用于描述所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹空间距离的相关性；所述方向距离关联系数用于描述所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹方向距离的相关性；所述航速距离关联系数用于描述所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹航速距离的相关性。

根据本发明提供的一种船舶轨迹相似性度量方法，所述获取所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹之间的目标关联系数之后，所述方法还包括：

获取所述目标关联系数对应的时间延迟系数；

基于所述时间延迟系数，获取所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹之间的时间延迟。

根据本发明提供的一种船舶轨迹相似性度量方法，基于所述第一船舶轨迹的目标轨迹信息和所述第二船舶轨迹的目标轨迹信息，获取所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹之间的空间距离关联系数，包括：

基于所述第一船舶轨迹中目标时间点的数量、所述第一船舶轨迹中每一目标时间点的位置信息以及所述第二船舶轨迹中每一目标时间点的位置信息，获取所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹之间的空间距离关联系数；所述第一船舶轨迹中目标时间点的数量是基于预设时间间隔和形成所述第一船舶轨迹所花费的时长确定的；形成所述第一船舶轨迹所花费的时长与形成所述第二船舶轨迹所花费的时长相同。

根据本发明提供的一种船舶轨迹相似性度量方法，在所述目标关联系数包括所述方向距离关联系数的情况下，基于所述第一船舶轨迹的目标轨迹信息和所述第二船舶轨迹的目标轨迹信息，获取所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹之间的方向距离关联系数，包括：

基于所述第一船舶轨迹中目标时间点的数量、所述第一船舶轨迹中每一目标时间点的航向信息以及所述第二船舶轨迹中每一目标时间点的航向信息，获取所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹之间的方向距离关联系数。

根据本发明提供的一种船舶轨迹相似性度量方法，在所述目标关联系数包括所述航速距离关联系数的情况下，基于所述第一船舶轨迹的目标轨迹信息和所述第二船舶轨迹的目标轨迹信息，获取所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹之间的航速距离关联系数，包括：

基于所述第一船舶轨迹中目标时间点的数量、所述第一船舶轨迹中每一目标时间点的航速信息以及所述第二船舶轨迹中每一目标时间点的航速信息，获取所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹之间的航速距离关联系数。

根据本发明提供的一种船舶轨迹相似性度量方法，所述对第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息进行数据重建，获取所述第一船舶轨迹的目标轨迹信息和所述第二船舶轨迹的目标轨迹信息，包括：

基于所述预设时间间隔，确定所述第一船舶轨迹中的每一目标时间点和所述第二船舶轨迹中的每一目标时间点；

基于所述预设时间间隔以及所述第一船舶轨迹中每一目标时间点，在所述第一船舶轨迹的原始轨迹信息中确定所述第一船舶轨迹中每一目标时间点对应的目标数据，基于所述预设时间间隔以及所述第二船舶轨迹中每一目标时间点，在所述第二船舶轨迹的原始轨迹信息中确定所述第二船舶轨迹中每一目标时间点对应的目标数据；

基于所述第一船舶轨迹中每一目标时间点对应的目标数据和所述第二船舶轨迹中每一目标时间点对应的目标数据，通过多项式最小二乘拟合方法，获取所述第一船舶轨迹的目标轨迹信息和所述第二船舶轨迹的目标轨迹信息。

根据本发明提供的一种船舶轨迹相似性度量方法，所述获取第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息，包括：

获取第一AIS信息和第二AIS信息，所述第一AIS信息是第一船舶的船载自动识别系统发布的，所述第二AIS信息是第二船舶的船载自动识别系统发布的，所述第一船舶轨迹为所述第一船舶的行驶轨迹，所述第二船舶轨迹为所述第二船舶的行驶轨迹；

基于所述第一AIS信息，获取所述第一船舶轨迹的原始轨迹信息，基于所述第二AIS信息，获取所述第二船舶轨迹的原始轨迹信息。

本发明还提供一种船舶轨迹相似性度量装置，包括：

数据获取模块，用于获取第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息；

数据重建模块，用于对第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息进行数据重建，获取所述第一船舶轨迹的目标轨迹信息和所述第二船舶轨迹的目标轨迹信息；

第一计算模块，用于基于所述第一船舶轨迹的目标轨迹信息和所述第二船舶轨迹的目标轨迹信息，获取所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹之间的目标关联系数；

第二计算模块，用于基于所述目标关联系数，获取所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹之间的相似性度量值；

其中，所述原始轨迹信息包括：船舶在船舶轨迹中每一轨迹点处的时间信息、位置信息、航速信息和航向信息；

所述目标轨迹信息包括船舶在船舶轨迹中每一目标时间点的位置信息、航速信息和航向信息；船舶轨迹中任意相邻两个目标时间点之间的时间间隔相同；

所述目标关联系数包括空间距离关联系数，以及方向距离关联系数和/或航速距离关联系数中的至少一个；所述空间距离关联系数用于描述所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹空间距离的相关性；所述方向距离关联系数用于描述所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹方向距离的相关性；所述航速距离关联系数用于描述所述第一船舶轨迹与所述第二船舶轨迹航速距离的相关性。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述船舶轨迹相似性度量方法。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述船舶轨迹相似性度量方法。

本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述船舶轨迹相似性度量方法。

本发明提供的船舶轨迹相似性度量方法、装置、电子设备及存储介质，通过对第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息进行数据重建，获取第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息之后，基于第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的目标关联系数，进而基于上述目标关联系数，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的相似性度量值，能更全面、适应性更强进行船舶轨迹相似度度量，能在多样化场景下更准确地获取船舶轨迹的相似性度量值，能为航运安全监管、航线规划以及船舶运营的经济分析等提供数据支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的船舶轨迹相似性度量方法的流程示意图；

图2是本发明提供的船舶轨迹相似性度量方法中第一船舶轨迹和第二船舶轨迹的示意图之一；

图3是本发明提供的船舶轨迹相似性度量方法中第一船舶轨迹和第二船舶轨迹的示意图之二；

图4是本发明提供的船舶轨迹相似性度量方法中第一船舶轨迹和第二船舶轨迹的示意图之三；

图5是本发明提供的船舶轨迹相似性度量装置的结构示意图；

图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，传统的船舶轨迹相似性度量方法的局限性较强，通常仅适用于船舶轨迹不存在明显转向的场景下获取船舶轨迹的相似性度量值，在船舶轨迹存在明显转向的场景下难以准确地获取船舶轨迹的相似性度量值。

对此，本发明提供一种船舶轨迹相似性度量方法。本发明提供的船舶轨迹相似性度量方法更全面、适应性更强，基于本发明提供的船舶轨迹相似性度量方法可以在多样化场景下更准确地获取船舶轨迹的相似性度量值。

图1是本发明提供的船舶轨迹相似性度量方法的流程示意图。下面结合图1描述本发明的船舶轨迹相似性度量方法。如图1所示，该方法包括：步骤101、获取第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息；

其中，原始轨迹信息包括：船舶在船舶轨迹中每一轨迹点处的时间信息、位置信息、航速信息和航向信息。

需要说明的是，本发明实施例的执行主体为船舶轨迹相似性度量装置。

具体地，本发明实施例中的船舶轨迹为船舶在航行中的轨迹。

第一船舶轨迹和第二船舶轨迹为本发明提供的船舶轨迹相似性度量方法的相似性度量对象。基于本发明提供的船舶轨迹相似性度量方法可以获取第一船舶轨迹和第二船舶轨迹之间的相似性度量值，从而可以通过上述相似性度量值表述第一船舶轨迹和第二船舶轨迹之间的相似程度。

需要说明的是，本发明实施例中的第一船舶轨迹和第二船舶轨迹，可以是同一船舶在不同时段产生的船舶轨迹，还可以是不同船舶在同一时段产生的船舶轨迹，还可以是不同船舶在不同时段产生的船舶轨迹。本发明实施例中将形成第一船舶轨迹的船舶称为第一船舶，将形成第二船舶轨迹的船舶称为第二船舶。可以理解的是，第一船舶和第二船舶可以相同或不同。

可选地，本发明实施例中形成第一船舶轨迹的时长与形成第二船舶轨迹的时长相同。

可以理解的是，第一船舶轨迹和第二船舶轨迹中均包括多个轨迹点。第一船舶轨迹和第二船舶轨迹中的多个轨迹点可以是预定义的，亦可以是基于第一船舶发布的AIS信息和第二船舶发布的AIS信息确定的。

需要说明的是，本发明实施例中的位置信息可以包括经度和纬度；航速信息可以包括对地航速(Speed Over Ground)；航向信息可以包括对地航向(Course Over Ground)。

本发明实施例中可以用i标识船舶轨迹中的轨迹点；第一船舶轨迹的原始轨迹信息Tra

其中，

第二船舶轨迹的原始轨迹信息Tra

其中，

本发明实施例中可以通过多种方式获取第一船舶轨迹的原始轨迹信息Tra

作为一个可选地实施例，获取第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息，包括：获取第一AIS信息和第二AIS信息，第一AIS信息是第一船舶的船载自动识别系统发布的，第二AIS信息是第二船舶的船载自动识别系统发布的，第一船舶轨迹为第一船舶的行驶轨迹，第二船舶轨迹为第二船舶的行驶轨迹。

需要说明的是，船舶自动识别系统(Automatic Identification System，AIS)是一种船舶导航系统，集合了大量的船舶信息和丰富的海上交通信息。船载AIS通常2s至6min发布一条信息。

船载AIS发布的每条AIS信息通常包含有静态信息和动态信息两类信息。其中，静态信息可以包括船名、呼号、水上移动通信业务标识码(Maritime Mobile ServiceIdentify，MMSI)编号、船长、船宽和船舶类型；动态信息可以包括经纬度坐标、对地航向、对地航速、转向率和航次相关信息，如货物类型、始发港和到达港等。

具体地，本发明实施例可以接收第一船舶的船载AIS发布的AIS信息，作为第一AIS信息，还可以接收第二船舶的船载AIS发布的AIS信息，作为第二AIS信息。

基于第一AIS信息，获取第一船舶轨迹的原始轨迹信息，基于第二AIS信息，获取第二船舶轨迹的原始轨迹信息。

需要说明的是，获取第一AIS信息和第二AIS信息之后，有些AIS信息可能存在明显错误或缺陷；并且，受信息采集、传输、解码以及错误剔除等因素的影响，还会导致某些AIS信息存在明显的噪声和缺失。

因此，本发明实施例中在获取第一AIS信息和第二AIS信息之后，可以对第一AIS信息和第二AIS信息进行数据预处理，并从经过数据预处理后的第一AIS信息中提取第一船舶轨迹的原始轨迹信息，从经过数据预处理后的第二AIS信息中提取第二船舶轨迹的原始轨迹信息。

可选地，上述数据预处理可以包括但不限于：删除第一AIS信息和第二AIS信息中重复的AIS信息；通过判断是否超过合理值，在第一AIS信息和第二AIS信息确定异常AIS信息之后，剔除或修正上述异常AIS信息。

可以理解的是，本发明实施例中第一船舶轨迹中的轨迹点可以基于第一AIS信息确定；第二船舶轨迹中的轨迹点可以基于第二AIS信息确定。

本发明实施例通过基于第一船舶的船载AIS发布的第一AIS数据，获取第一船舶轨迹的原始轨迹信息，基于第二船舶的船载AIS发布的第二AIS数据，获取第二船舶轨迹的原始轨迹信息，能更高效、更准确地获取第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息，进而能提高船舶轨迹相似性度量的度量准确率和度量效率。

步骤102、对第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息进行数据重建，获取第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息；

其中，目标轨迹信息包括船舶在船舶轨迹中每一目标时间点的位置信息、航速信息和航向信息；船舶轨迹中任意相邻两个目标时间点之间的时间间隔相同。

需要说明的是，受船舶类型、航速等因素的影响，不同船舶的船载AIS发布AIS信息的时间并不相同。因此，本发明实施例需要通过数据重建的方式，将原始轨迹信息中的轨迹点信息序列，重建为目标轨迹信息中的目标时间点信息序列。

需要说明的是，第一船舶轨迹中的每一目标时间点和第二船舶轨迹中的每一目标时间点，可以是基于预设时间间隔ΔT确定的。其中，上述预设时间间隔ΔT可以是基于先验知识和/或实际情况确定的。

需要说明的是，由于形成第一船舶轨迹的时长与形成第二船舶轨迹的时长相同，且第一船舶轨迹中和第二船舶轨迹中任意相邻两个目标时间点之间的时间间隔均为ΔT，因此，第一船舶轨迹中目标时间点的数量和第二船舶轨迹中目标时间点的数量相同，且第一船舶轨迹中的目标时间点与第二船舶轨迹中的目标时间点一一对应。

图2是本发明提供的船舶轨迹相似性度量方法中第一船舶轨迹和第二船舶轨迹的示意图之一。图3是本发明提供的船舶轨迹相似性度量方法中第一船舶轨迹和第二船舶轨迹的示意图之二。图4是本发明提供的船舶轨迹相似性度量方法中第一船舶轨迹和第二船舶轨迹的示意图之三。

图2至图4中的数字标识，用于标识船舶轨迹中的目标时间点。不同场景下第一船舶轨迹和第二船舶轨迹如图2至图4所示。图2中的第一船舶轨迹和第二船舶轨迹均存在明显转向。图3中的第一船舶轨迹存在明显转向。

具体地，获取第一船舶轨迹的原始轨迹信息Tra

本发明实施例中可以用j标识船舶轨迹中的目标时间点；第一船舶轨迹的目标轨迹信息Tra′

其中，

第二船舶轨迹的目标轨迹信息Tra′

其中，

可以理解的是，第一船舶轨迹中目标时间点的总数Num′

作为一个可选地实施例，对第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息进行数据重建，获取第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息，包括：基于预设时间间隔，确定第一船舶轨迹中的每一目标时间点和第二船舶轨迹中的每一目标时间点。

基于预设时间间隔以及第一船舶轨迹中每一目标时间点，在第一船舶轨迹的原始轨迹信息中确定第一船舶轨迹中每一目标时间点对应的目标数据，基于预设时间间隔以及第二船舶轨迹中每一目标时间点，在第二船舶轨迹的原始轨迹信息中确定第二船舶轨迹中每一目标时间点对应的目标数据。

具体地，确定第一船舶轨迹中的每一目标时间点和第二船舶轨迹中的每一目标时间点之后，对于第一船舶轨迹中的第j个目标时间点，可以遍历第一船舶轨迹的原始轨迹信息Tra

若目标轨迹点的数量小于数量阈值，则可以重新遍历第一船舶轨迹的原始轨迹信息Tra

对于第二船舶轨迹中的第j个目标时间点，可以遍历第二船舶轨迹的原始轨迹信息Tra

若目标轨迹点的数量小于数量阈值，则可以重新遍历第二船舶轨迹的原始轨迹信息Tra

本发明实施例中可以用p标识目标轨迹点；用

第二船舶轨迹中第j个目标时间点对应的目标数据

基于第一船舶轨迹中每一目标时间点对应的目标数据和第二船舶轨迹中每一目标时间点对应的目标数据，通过多项式最小二乘拟合方法，获取第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息。

具体地，获取第一船舶轨迹中第j个目标时间点对应的目标数据

获取第二船舶轨迹中第j个目标时间点对应的目标数据

其中，b

步骤103、基于第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的目标关联系数；

其中，目标关联系数包括空间距离关联系数，以及方向距离关联系数和/或航速距离关联系数中的至少一个；空间距离关联系数用于描述第一船舶轨迹与第二船舶轨迹空间距离的相关性；方向距离关联系数用于描述第一船舶轨迹与第二船舶轨迹方向距离的相关性；航速距离关联系数用于描述第一船舶轨迹与第二船舶轨迹航速距离的相关性。

需要说明的是，空间距离是指两个位置的直线距离，用来度量第一船舶轨迹与第二船舶轨迹位置的差异性；方向距离用来度量第一船舶轨迹与第二船舶轨迹方向的差异性；航速距离用来度量第一船舶轨迹与第二船舶轨迹航速的差异性。

具体地，获取第一船舶轨迹的目标轨迹信息Tra′

作为一个可选地实施例，基于第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的空间距离关联系数，包括：基于第一船舶轨迹中目标时间点的数量、第一船舶轨迹中每一目标时间点的位置信息以及第二船舶轨迹中每一目标时间点的位置信息，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的空间距离关联系数；第一船舶轨迹中目标时间点的数量是基于预设时间间隔和形成第一船舶轨迹所花费的时长确定的；形成第一船舶轨迹所花费的时长与形成第二船舶轨迹所花费的时长相同。

具体地，获取第一船舶轨迹的目标轨迹信息Tra′

其中，s和k为自变量，用于标识不同的目标时间点；Nm＝Num′

(x,y)表示船舶的平面坐标；

可选地，本发明实施例中可以基于基本椭球参数，通过高斯投影正算公式将船舶的经纬度坐标(L,B)转换为平面坐标(x,y)。其中，船舶的经纬度坐标(L,B)是基于船舶的经度LON和纬度LAT确定的。

基本椭球参数包括：椭球长半轴a，椭球扁率f，椭球短半轴b＝a(1-f)，椭球第一偏心率

高斯投影正算公式如下：

其中，角度都是弧度，B为纬度，L为经度，l"＝L-L

需要说明的是，本发明实施例中第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的空间距离关联系数d

作为一个可选地实施例，在目标关联系数包括方向距离关联系数的情况下，基于第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的方向距离关联系数，包括：基于第一船舶轨迹中目标时间点的数量、第一船舶轨迹中每一目标时间点的航向信息以及第二船舶轨迹中每一目标时间点的航向信息，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的方向距离关联系数。

具体地，获取第一船舶轨迹的目标轨迹信息Tra′

其中，s和k为自变量，用于标识不同的目标时间点；Nm＝Num′

可以理解的是，第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的方向距离关联系数d

作为一个可选地实施例，在目标关联系数包括航速距离关联系数的情况下，基于第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的航速距离关联系数，包括：基于第一船舶轨迹中目标时间点的数量、第一船舶轨迹中每一目标时间点的航速信息以及第二船舶轨迹中每一目标时间点的航速信息，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的航速距离关联系数。

具体地，获取第一船舶轨迹的目标轨迹信息Tra′

其中，s和k为自变量，用于标识不同的目标时间点；Nm＝Num′

可以理解的是，由于第一船舶轨迹中任意相邻两个目标时间点的时间间隔、第二船舶轨迹中任意相邻两个目标时间点的时间间隔均为ΔT，因此，在第一船舶形成第一船舶轨迹时的航速和第二船舶形成第二船舶轨迹时的航速具有较大差异的情况下，第一船舶轨迹和第二船舶轨迹之间的相似性会明显降低，因此本发明实施例中第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的航速距离关联系数d

步骤104、基于目标关联系数，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的相似性度量值。

具体地，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的目标关联系数之后，在上述目标关联系数包括空间距离关联系数d

在上述目标关联系数包括空间距离关联系数d

在上述目标关联系数包括空间距离关联系数d

其中，k

需要说明的是，在上述目标关联系数包括空间距离关联系数d

可以理解的是，第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的相似性度量值D(1,2)越大，第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的相似程度越低；第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的相似性度量值D(1,2)越小，第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的相似程度越高。

本发明实施例通过对第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息进行数据重建，获取第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息之后，基于第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的目标关联系数，进而基于上述目标关联系数，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的相似性度量值，能更全面、适应性更强进行船舶轨迹相似度度量，能在多样化场景下更准确地获取船舶轨迹的相似性度量值，能为航运安全监管、航线规划以及船舶运营的经济分析等提供数据支撑。

基于上述各实施例的内容，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的目标关联系数之后，所述方法还包括：获取目标关联系数对应的时间延迟系数。

具体地，基于公式(3)计算得到第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的空间距离关联系数d

相应地，第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的空间距离关联系数d

ΔT

在第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的目标关联系数还包括方向距离关联系数d

相应地，第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的方向距离关联系数d

ΔT

在第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的目标关联系数还包括航速距离关联系数d

相应地，第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的航速距离关联系数d

ΔT

基于时间延迟系数，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的时间延迟。

可以理解的是，第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的时间延迟ΔT

具体地，在第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的目标关联系数包括空间距离关联系数d

在第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的目标关联系数包括空间距离关联系数d

在上述目标关联系数包括空间距离关联系数d

其中，k

需要说明的是，在上述目标关联系数包括空间距离关联系数d

本发明实施例通过获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的目标关联系数之后，获取上述目标关联系数对应的时间延迟系数，进而基于上述时间延迟系数，获取第一船舶轨迹和第二船舶轨迹之间的时间延迟，能为船舶轨迹的特征分析提供数据支撑。

图5是本发明提供的船舶轨迹相似性度量装置的结构示意图。下面结合图5对本发明提供的船舶轨迹相似性度量装置进行描述，下文描述的船舶轨迹相似性度量装置与上文描述的本发明提供的船舶轨迹相似性度量方法可相互对应参照。如图5所示，数据获取模块501、数据重建模块502、第一计算模块503和第二计算模块504。

数据获取模块501，用于获取第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息；

数据重建模块502，用于对第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息进行数据重建，获取第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息；

第一计算模块503，用于基于第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的目标关联系数；

第二计算模块504，用于基于目标关联系数，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的相似性度量值；

其中，原始轨迹信息包括：船舶在船舶轨迹中每一轨迹点处的时间信息、位置信息、航速信息和航向信息；

目标轨迹信息包括船舶在船舶轨迹中每一目标时间点的位置信息、航速信息和航向信息；船舶轨迹中任意相邻两个目标时间点之间的时间间隔相同；

目标关联系数包括空间距离关联系数，以及方向距离关联系数和/或航速距离关联系数中的至少一个；空间距离关联系数用于描述第一船舶轨迹与第二船舶轨迹空间距离的相关性；方向距离关联系数用于描述第一船舶轨迹与第二船舶轨迹方向距离的相关性；航速距离关联系数用于描述第一船舶轨迹与第二船舶轨迹航速距离的相关性。

具体地，数据获取模块501、数据重建模块502、第一计算模块503和第二计算模块504电连接。

本发明实施例中的船舶轨迹相似性度量装置，通过对第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息进行数据重建，获取第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息之后，基于第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的目标关联系数，进而基于上述目标关联系数，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的相似性度量值，能更全面、适应性更强进行船舶轨迹相似度度量，能在多样化场景下更准确地获取船舶轨迹的相似性度量值，能为航运安全监管、航线规划以及船舶运营的经济分析等提供数据支撑。

图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(Communications Interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行船舶轨迹相似性度量方法，该方法包括：获取第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息；对第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息进行数据重建，获取第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息；基于第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的目标关联系数；基于目标关联系数，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的相似性度量值；其中，原始轨迹信息包括：船舶在船舶轨迹中每一轨迹点处的时间信息、位置信息、航速信息和航向信息；目标轨迹信息包括船舶在船舶轨迹中每一目标时间点的位置信息、航速信息和航向信息；船舶轨迹中任意相邻两个目标时间点之间的时间间隔相同；目标关联系数包括空间距离关联系数，以及方向距离关联系数和/或航速距离关联系数中的至少一个；空间距离关联系数用于描述第一船舶轨迹与第二船舶轨迹空间距离的相关性；方向距离关联系数用于描述第一船舶轨迹与第二船舶轨迹方向距离的相关性；航速距离关联系数用于描述第一船舶轨迹与第二船舶轨迹航速距离的相关性。

此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的船舶轨迹相似性度量方法，该方法包括：获取第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息；对第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息进行数据重建，获取第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息；基于第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的目标关联系数；基于目标关联系数，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的相似性度量值；其中，原始轨迹信息包括：船舶在船舶轨迹中每一轨迹点处的时间信息、位置信息、航速信息和航向信息；目标轨迹信息包括船舶在船舶轨迹中每一目标时间点的位置信息、航速信息和航向信息；船舶轨迹中任意相邻两个目标时间点之间的时间间隔相同；目标关联系数包括空间距离关联系数，以及方向距离关联系数和/或航速距离关联系数中的至少一个；空间距离关联系数用于描述第一船舶轨迹与第二船舶轨迹空间距离的相关性；方向距离关联系数用于描述第一船舶轨迹与第二船舶轨迹方向距离的相关性；航速距离关联系数用于描述第一船舶轨迹与第二船舶轨迹航速距离的相关性。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的船舶轨迹相似性度量方法，该方法包括：获取第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息；对第一船舶轨迹的原始轨迹信息和第二船舶轨迹的原始轨迹信息进行数据重建，获取第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息；基于第一船舶轨迹的目标轨迹信息和第二船舶轨迹的目标轨迹信息，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的目标关联系数；基于目标关联系数，获取第一船舶轨迹与第二船舶轨迹之间的相似性度量值；其中，原始轨迹信息包括：船舶在船舶轨迹中每一轨迹点处的时间信息、位置信息、航速信息和航向信息；目标轨迹信息包括船舶在船舶轨迹中每一目标时间点的位置信息、航速信息和航向信息；船舶轨迹中任意相邻两个目标时间点之间的时间间隔相同；目标关联系数包括空间距离关联系数，以及方向距离关联系数和/或航速距离关联系数中的至少一个；空间距离关联系数用于描述第一船舶轨迹与第二船舶轨迹空间距离的相关性；方向距离关联系数用于描述第一船舶轨迹与第二船舶轨迹方向距离的相关性；航速距离关联系数用于描述第一船舶轨迹与第二船舶轨迹航速距离的相关性。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。