本发明涉及航运数据处理领域，尤其涉及一种交通繁忙程度评价方法和装置。
背景技术：
1、随着船运在物流体系中占比的不断增大，海上运输的安全需求不断增长，为此国际海事组织提出安装ais系统(automatic identification system，船舶自动识别系统)。ais数据包括船舶的动态与静态信息，可以很好的描述船舶的运行状态。在繁忙的航运港口，船舶来自四面八方，各自遵循着不同的航线。这些航线不仅受到水文条件、航行规则的影响，还受到船舶类型、尺寸、装载状况等自身特性的影响。目前获取反映船舶交通繁忙情况的数据主要包括获取统计单位时间内通过某水域的船舶数量；通过建立船舶行驶模型或水域交通仿真模型，模拟船舶的行驶过程，分析水域交通情况；利用地理信息系统对船舶行驶轨迹进行空间分析，计算船舶密度、分布范围等。这些方法往往存在处理复杂度高、无法准确反映船舶交通繁忙情况的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明实施例提供一种交通繁忙程度评价方法和装置，通过聚类轨迹信息，可以降低数据处理的复杂度，并提高反映船舶交通繁忙情况的准确度。
2、第一方面，本发明实施例提供了一种交通繁忙程度评价方法，所述方法包括：
3、获取船舶识别数据，所述船舶识别数据包括识别码、时间戳和位置信息；
4、根据所述船舶识别数据获取第一轨迹集合，所述第一轨迹集合包括多个第一轨迹，所述第一轨迹是根据所述识别码按照时间戳的顺序对位置信息进行排序获取的；
5、对所述第一轨迹集合进行聚类以获取至少一个第二轨迹集合，所述第二轨迹集合包括多个第二轨迹，所述第二轨迹为通过聚类从所述第一轨迹集合中筛选到的第一轨迹；
6、通过船舶领域模型根据所述第一轨迹集合获取第一区域面积，所述第一区域面积为所述第一轨迹集合中每个第一轨迹对应的面积的和；
7、根据获取各所述第二轨迹集合对应的第二区域面积；
8、根据所述第一区域面积和所述第二区域面积获取繁忙指数；
9、根据所述繁忙指数获取水域交通参考数据并输出。
10、在一些实施例中，所述根据所述船舶识别数据获取第一轨迹集合包括：
11、船舶识别数据中的漂移数据、稀疏数据和噪声数据进行处理，以获取第一轨迹集合。
12、在一些实施例中，所述对所述第一轨迹集合进行聚类以获取第二轨迹集合包括：
13、在所述第一轨迹集合中获取多个初始聚类中心，各所述初始聚类中心为所述第一轨迹集合中的第一轨迹，且各所述初始聚类中心之间的距离大于或等于预设阈值；
14、计算各所述初始聚类中心与剩余第一轨迹之间的空间相似距离；
15、根据所述空间相似距离将所述剩余第一轨迹分配到各所述初始聚类中心所代表的聚类中，以得到候选轨迹集合；
16、所述各所述候选轨迹集合中的聚类中心对所述候选轨迹集合进行处理以获取所述根据所述最终聚类心第二轨迹集合。
17、在一些实施例中，所述空间相似距离通过如下公式获取：
18、
19、其中，
20、
21、
22、其中，ci为第i个候选轨迹集合的聚类中心，xl为第一轨迹，为第一最大距离，为第二最大距离，di,j为一条轨迹上的第i个轨迹点与另一条轨迹上第j个轨迹点之间的欧氏距离，k为候选轨迹集合的数量，nl为第一轨迹xl的轨迹点数量，d(xl，ci)为第一轨迹xl与聚类中心ci之间的空间相似距离。
23、在一些实施例中，所述对所述第一轨迹集合进行聚类以获取至少一个第二轨迹集合通过如下实现：
24、class(xl)＝arg(min(d(xl,ci)))
25、其中，d(xl，ci)为第一轨迹xl与聚类中心ci之间的空间相似距离，min(d(xl，ci))为第一轨迹xl与对应的聚类中心之间的空间相似距离的最小值，i＝1,…,k，xl为第一轨迹，ci为第i个候选轨迹集合的聚类中心，class(xl)为第一轨迹xl的候选轨迹集合。
26、在一些实施例中，所述调整所述各所述候选轨迹集合中的聚类中心通过如下公式实现：
27、
28、其中，cf为最终聚类中心，ni为第i类中的第二轨迹数量，d(xl,i,xk,i)为第i类中第l个第二轨迹和第k个第二轨迹之间的距离，为在1至ni中最小距离。
29、在一些实施例中，其中，所述第一区域面积通过如下公式获取：
30、
31、其中，st为第一区域面积，si为第一轨迹集合内第i个第一轨迹的领域面积，m为第一轨迹集合内的第一轨迹的数量。
32、在一些实施例中，所述第二区域面积通过如下公式获取：：
33、
34、其中，sh为第二区域面积，t为第二轨迹集合的数量，li为第i个第二轨迹集合的长度，wi为第i个第二轨迹集合的平均宽度。
35、在一些实施例中，所述繁忙指数为所述其中，第二区域面积和所述第一区域面积的比值。
36、第二方面，本发明实施例提供了一种交通繁忙程度评价装置，所述装置包括：
37、准备模块，用于获取船舶识别数据，所述船舶识别数据包括识别码、时间戳和位置信息；
38、轨迹提取模块，用于根据所述船舶识别数据获取第一轨迹集合，所述第一轨迹集合包括多个第一轨迹，所述第一轨迹是根据所述识别码按照时间戳的顺序对位置信息进行排序获取的；
39、聚类模块，用于对所述第一轨迹集合进行聚类以获取至少一个第二轨迹集合，所述第二轨迹集合包括多个第二轨迹，所述第二轨迹为通过聚类从所述第一轨迹集合中筛选到的第一轨迹；
40、第一面积获取模块，用于通过船舶领域模型根据所述第一轨迹集合获取第一区域面积，所述第一区域面积为所述第一轨迹集合中每个第一轨迹对应的面积的和；
41、第二面积获取模块，用于获取各所述第二轨迹集合对应的第二区域面积；
42、繁忙指数获取模块，用于根据所述第一区域面积和所述第二区域面积获取繁忙指数；
43、水域交通参考数输出模块，用于根据所述繁忙指数获取水域交通参考数据并输出。
44、本发明实施例的技术方案通过获取船舶识别数据；根据所述船舶识别数据获取第一轨迹集合；对所述第一轨迹集合进行聚类以获取至少一个第二轨迹集合；通过船舶领域模型根据所述第一轨迹集合获取第一区域面积；获取各所述第二轨迹集合对应的第二区域面积；根据所述第一区域面积和所述第二区域面积获取繁忙指数；根据所述繁忙指数获取水域交通参考数据并输出。由此，通过聚类轨迹信息，可以降低数据处理的复杂度，并提高反映船舶交通繁忙情况的准确度。
1.一种交通繁忙程度评价方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述船舶识别数据获取第一轨迹集合包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一轨迹集合进行聚类以获取第二轨迹集合包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述空间相似距离通过如下公式获取：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述候选轨迹集合通过如下公式获取：
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述调整所述各所述候选轨迹集合中的聚类中心通过如下公式实现：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一区域面积通过如下公式获取：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二区域面积通过如下公式获取：
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述繁忙指数为所述第二区域面积和所述第一区域面积的比值。
10.一种交通繁忙程度评价装置，其特征在于，所述装置包括：
