本发明涉及场景生成，具体涉及一种船舶系统的场景生成方法及系统。
背景技术：
1、船舶系统是航海科学技术领域中的一个重要概念，是航海科学技术领域中的一个重要概念，它涵盖了船舶上除动力系统以外的各种系统，这些系统为船舶的生活、装卸、安全等方面提供支持。
2、但是，现有技术中，船舶系统的场景生成中，对航行风险的评估，并未从风险程度系数和风险均匀系数两个维度来全面评估，从而导致风险评估的不准确性，且也未能够在识别高风险时，对后续波浪进行预测，当预测出仍处于高风险时，将预测结果发送至管理者，从而使得管理者可以对后续波浪提前做出应对的准备。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种船舶系统的场景生成方法及系统，以解决上述背景中技术问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、第一方面，本发明提供了一种船舶系统的场景生成方法，包括以下步骤：
4、步骤一：在船舶航行时，对船舶航行时的环境进行检测，获取固定时段内的航行数据；
5、其中，航行数据包括：船舶在固定时段内各个波浪的浪高、浪向和浪周期；
6、步骤二：基于船舶固定时段的航行数据，计算获得该固定时段的航行系数；
7、步骤三：基于固定时段的航行系数，评估船舶在该固定时段的风险，判定船舶当前是否处于高风险状态，并生成风险评估信号；
8、其中，风险评估信号包括：高风险信号和低风险信号；
9、步骤四：基于高风险信号，利用船舶往期的航行数据，建立船舶航行模型；
10、步骤五：基于船舶航行模型，对船舶在行驶过程中即将遇到的波浪的浪高、浪向和浪周期进行预测，获得预测波浪，从而获得预测数据；
11、步骤六：基于预测数据，计算获得船舶在固定时段内的航行预测系数；
12、步骤七：基于航行预测系数，对船舶后续航行环境进行评估，判定船舶后续航行环境是否仍处于高风险状态，并生成风险预测信号；
13、其中，风险预测信号包括：仍高风险信号和高风险解除信号；
14、步骤八：基于仍高风险信号，将预测波浪的浪高、浪向和浪周期发送至前端。
15、作为本发明进一步的方案：基于船舶固定时段的航行数据，计算获得该固定时段的航行系数的过程为：
16、基于船舶固定时段的航行数据，获取各个波浪的风险系数；
17、基于各个波浪的风险系数，分别计算风险程度系数和风险均匀系数；
18、将风险程度系数与风险均匀系数进行乘积计算，获得航行系数。
19、作为本发明进一步的方案：风险系数的获取过程为：
20、基于单个波浪的浪高、浪向和浪周期，通过公式：fx＝f(h，x，t)计算获得风险系数fx，其中，h为浪高，x为浪向，t为浪周期，f为函数。
21、作为本发明进一步的方案：风险程度系数的获取过程为：
22、提取固定时段内所有偏差大波浪的风险偏差值，并将所有偏差大波浪的风险偏差值进行求和计算，获得风险偏移值；
23、将风险系数均值与风险偏移值进行求和计算，获得风险程度值，将风险程度值与风险程度阈值进行比值计算，获得风险程度系数。
24、作为本发明进一步的方案：偏差大波浪的获取过程为：
25、获取固定时段内所有波浪的风险系数，将所有风险系数进行均值计算，获得风险系数均值；
26、再分别将各个波浪的风险系数与风险系数均值进行差值计算，获得各个波浪的风险偏差值；
27、将风险偏差值的绝对值与风险偏差阈值进行对比分析；
28、若风险偏差值的绝对值＜风险偏差阈值，则生成偏差小信号，并将该波浪标记为偏差小波浪；
29、若风险偏差值的绝对值≥风险偏差阈值，则生成偏差大信号，并将该波浪标记为偏差大波浪。
30、作为本发明进一步的方案：风险均匀系数的获取过程为：
31、提取固定时段内所有偏差大波浪的浪周期，并将所有偏差大波浪的浪周期进行求和计算，获得偏差大总周期，将偏差大总周期与固定时段时长进行比值计算，获得偏差大时长比；
32、同时，提取固定时段内所有波浪的风险系数，分别将相邻波浪的风险系数进行差值计算，并取绝对值，获得相邻偏差值，再将所有相邻偏差值进行求和计算，获得相邻均匀值；
33、将相邻均匀值与偏差大时长比进行乘积计算，获得风险均匀值，将风险均匀值与风险均匀阈值进行比值计算，获得风险均匀系数。
34、作为本发明进一步的方案：生成风险评估信号的过程为：
35、预设航行系数阈值，将航行系数与航行系数阈值进行对比分析；
36、若航行系数＜航行系数阈值，则生成低风险信号；
37、若航行系数≥航行系数阈值，则生成高风险信号。
38、作为本发明进一步的方案：基于船舶航行模型，对船舶在行驶过程中即将遇到的波浪的浪高、浪向和浪周期进行预测，获得预测波浪，从而获得预测数据的过程为：
39、基于已获得的当前航行数据，将固定数量波浪中前多个的波浪进行剔除，并将剩余的波浪标记为待分析波浪组；
40、基于待分析波浪组以及船舶航行模型，对即将遇到的多个波浪的浪高、浪向和浪周期进行预测，获得多个预测波浪；
41、在时间上，将多个预测波浪补充至待分析波浪组后面，即获得预测数据用的固定数量波浪，从而获得预测数据。
42、作为本发明进一步的方案：生成风险预测信号的过程为：
43、将航行预测系数与航行系数阈值进行对比分析；
44、若航行预测系数＜航行系数阈值，则生成高风险解除信号；
45、若航行预测系数≥航行系数阈值，则生成仍高风险信号。
46、第二方面，本发明提供了一种船舶系统的场景生成系统，该系统包括：
47、数据采集模块：在船舶航行时，对船舶航行时的环境进行检测，获取固定时段内的航行数据；
48、其中，航行数据包括：船舶在固定时段内各个波浪的浪高、浪向和浪周期；
49、数据处理模块：基于船舶固定时段的航行数据，计算获得该固定时段的航行系数；
50、风险评估模块：基于固定时段的航行系数，评估船舶在该固定时段的风险，判定船舶当前是否处于高风险状态，并生成风险评估信号；
51、其中，风险评估信号包括：高风险信号和低风险信号；
52、模型建立模块：基于高风险信号，利用船舶往期的航行数据，建立船舶航行模型；
53、数据预测模块：基于船舶航行模型，对船舶在行驶过程中即将遇到的波浪的浪高、浪向和浪周期进行预测，获得预测波浪，从而获得预测数据；
54、预测数据处理模块：基于预测数据，计算获得船舶在固定时段内的航行预测系数；
55、风险预测模块：基于航行预测系数，对船舶后续航行环境进行评估，判定船舶后续航行环境是否仍处于高风险状态，并生成风险预测信号；
56、其中，风险预测信号包括：仍高风险信号和高风险解除信号；
57、展示模块：基于仍高风险信号，将预测波浪的浪高、浪向和浪周期发送至前端。
58、本发明的有益效果：
59、(1)本发明首先通过持续监测船舶航行时的环境，收集固定时段内的航行数据，包括浪高、浪向和浪周期；随后，利用航行数据计算每个波浪的风险系数，并进一步通过统计分析，得到风险程度系数和风险均匀系数；风险程度系数反映了整体风险水平，特别是那些显著偏离平均水平的波浪(偏差大波浪)的贡献；而风险均匀系数则考虑了波浪周期的分布和相邻波浪风险系数的变化，评估了风险的均匀性；将两者相乘，得到航行系数，航行系数综合了航行环境的整体风险水平和风险的分布情况；最后，通过与预设的航行系数阈值对比，实时评估船舶的航行风险，并生成相应的风险评估信号；本发明实施例通过实时检测航行数据，能够即时评估船舶的航行风险；且综合考虑了浪高、浪向、浪周期多个因素，并通过风险程度系数和风险均匀系数两个维度来全面评估航行风险；通过区分偏差大波浪和偏差小波浪，更精准地识别对整体风险有显著影响的波浪，提高了风险评估的精准度；为船舶航行提供了及时、全面的风险评估，有助于提升航行安全，减少潜在风险；
60、(2)本发明在识别高风险状态后，利用船舶历史航行数据构建航行模型，该模型捕捉了波浪特征(浪高、浪向、浪周期)间的内在联系；接着，基于当前航行数据，剔除部分旧数据，保留其余波浪信息作为待分析组，并利用航行模型预测即将遭遇的波浪特征，形成预测数据；随后，对预测数据进行处理，计算出航行预测系数，以量化未来航行时段的风险水平；通过将该系数与预设阈值比较，可快速判断后续航行环境是否仍处于高风险状态；若未处于高风险状态，则生成高风险解除信号，表明航行环境将趋于平稳；若仍处于高风险状态，则发出仍高风险信号，并即时将预测的波浪特征信息推送至前端，以便管理人员提前采取应对措施，确保航行安全；本发明实施例将历史数据与实时预测相结合，为船舶航行提供了更加全面、前瞻的风险评估与预警体系，有效提升了航行决策的科学性和安全性。
1.一种船舶系统的场景生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种船舶系统的场景生成方法，其特征在于，基于船舶固定时段的航行数据，计算获得该固定时段的航行系数的过程为：
3.根据权利要求2所述的一种船舶系统的场景生成方法，其特征在于，风险系数的获取过程为：
4.根据权利要求3所述的一种船舶系统的场景生成方法，其特征在于，风险程度系数的获取过程为：
5.根据权利要求4所述的一种船舶系统的场景生成方法，其特征在于，偏差大波浪的获取过程为：
6.根据权利要求5所述的一种船舶系统的场景生成方法，其特征在于，风险均匀系数的获取过程为：
7.根据权利要求1所述的一种船舶系统的场景生成方法，其特征在于，生成风险评估信号的过程为：
8.根据权利要求1所述的一种船舶系统的场景生成方法，其特征在于，基于船舶航行模型，对船舶在行驶过程中即将遇到的波浪的浪高、浪向和浪周期进行预测，获得预测波浪，从而获得预测数据的过程为：
9.根据权利要求1所述的一种船舶系统的场景生成方法，其特征在于，生成风险预测信号的过程为：
10.一种船舶系统的场景生成系统，其特征在于，该系统用于执行上述权利要求1-9任一项所述的方法，该系统包括：
