基于数字孪生的智慧船舶信息优化管理方法与流程
本发明涉及船舶信息优化，具体涉及基于数字孪生的智慧船舶信息优化管理方法。
背景技术：
1、在现代航运业的蓬勃发展中，数字孪生技术正逐步融入智慧船舶的领域，为船舶的高效运行和智能化管理带来了强大的支撑；
2、船舶在其运行期间，生成了海量丰富且关键的信息，像是船舶的实时位置，它直接关系到船舶的航行路线规划和安全；航行速度的准确数据，对于按时抵达目的地和燃油消耗的控制举足轻重；货物状态的实时监测，关乎货物的质量和交付的及时性；设备运行参数更是保障船舶各系统正常运转的关键依据，这些信息对于船舶的正常运营而言，是不可或缺的存在，同时还紧密关联着船舶的安全、经济利益；
3、然而，随着信息交互的频率不断增高、复杂度持续加大，信息的安全加密逐渐成为了一个关乎生死存亡的重大问题，在信息传输的过程里，存在着信息被拦截、篡改的潜在风险，比如，当船舶与港口进行通信时，倘若船舶的靠港时间和装卸货物安排等关键信息被恶意篡改，极有可能引发港口作业的混乱不堪，进而造成不可估量的经济损失和严重的安全隐患；
4、现有的一种加密技术虽然采用密钥来对船舶信息进行加密，然而这种方式存在明显的缺陷，密钥的维护需要投入大量的成本，包括人力、物力和财力，而且，一旦密钥丢失，船舶数据将处于极度不安全的状态，可能被不法分子获取和利用，给航运企业带来无法挽回的损失；
5、为了解决上述问题，本发明提出了一种解决方案。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供基于数字孪生的智慧船舶信息优化管理方法，为了解决上述背景技术中提出的问题；
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、基于数字孪生的智慧船舶信息优化管理方法，包括以下步骤：
4、步骤一：船舶信息处理模块基于其内预存储的模板架构表中每一行中所有单元格内填充入的字符得到16组衍射数组；
5、步骤二：基于16组衍射数组按照预设的选定填充规则向所述模板架构表中其余的所有未填充入字符的单元格内填充入字符；
6、步骤三：基于填充完成后模板架构表中每一行填充入的字符，对每组衍射数组进行有无衍射优化字串判定，将判定没有衍射优化字串的衍射数组将其重新标定为差分数组；
7、步骤四：根据数字0到15的二进制数为所有差分数组选定对应的衍射优化字串；
8、步骤五：根据若干衍射数组或差分数组的衍射优化字串将当前时刻目标船舶的运行数据转换为当前时刻的船舶优化数据；
9、步骤六：根据得到的所有衍射数组或差分数组的衍射优化数组对船舶信息采集表中存储的模板架构表进行更新。
10、优选的，模板架构表为一个19*16的表格，其中19表示所述表格的列数为19，16表示所述表格的行数为16；
11、所述表格第1行的第1、2、3、4，表格第2行的第2、3、4、5，...，表格第16行的第16、17、18、19个单元格依次填充字符1或0中的一个字符。
12、优选的，在完成步骤一前，还需要完成以下步骤：
13、当前时刻，所述船舶信息采集模块对运行过程中目标船舶的运行数据进行采集，其中运行数据包括目标船舶的位置、航行速度、货物状态以及目标设备运行参数。
14、优选的，得到若干衍射数组和差分数组的步骤如下：
15、s19：模板架构表中所有单元格都填充完成后，按照从左到右的顺序从所述模板架构表第1行单元格中提取出所有字符，每4个字符作为一组优化字串，可得4组优化字串；
16、按照得到的先后顺序，将4组优化字串依次添加入一个空的列表中得到模板架构表的第1优化列表，从所述第1优化列表中剔除与衍射数组z1相一致的若干优化字串，剔除后选定下标为0的优化字串作为第1优化列表的衍射优化字串，将所述衍射优化字串和衍射数组z1进行关联映射；
17、s110：按照s19，在对模板架构表的第2优化列表进行优化字串剔除后，按照下标从小到大的顺序，选取第1个没有作为其余优化数组的衍射优化字串的优化字串作为第2优化列表的衍射优化字串，若第2优化列表中所有字串都已经被作为若干优化数组的衍射优化字串，则将衍射数组z2重新标定为差分数组；
18、s111：按照s19到s110，依次从模板架构表第3、4、...、16优化列表中选定对应的衍射优化字串，并与对应的衍射数组建立关联映射，并在建立完成后获取剩余的所有差分数组；
19、其中s19到s110中的衍射数组z1、z2指代的是步骤s12中的衍射数组，为最原始的衍射数组并未经过任一字符的剔除或拼接。
20、优选的，得到当前时刻的船舶优化数据的步骤如下：
21、ss21：将当前时刻目标船舶的运输数据进行二进制转换，将转换后得到的顺序重新标定为当前时刻的待优化数据；
22、ss22：指定切割步长为4，对所述待优化数据进行切割，切割后得到若干组待优化字串，按照切割前每组待优化字串在所述待优化数据中的顺序，从左到右依次将所有组待优化字串标记为e1、e2、...、ee；
23、ss23：根据待优化字串e1，获取与之相一致的差分数组或衍射数组的衍射优化字串，将所述衍射优化字串作为待优化字串e1的优化数组；
24、ss24：按照s23依次得到待优化字串e2、e3、...、ee的优化数组，并按照待优化字串e1、e2、...、ee的先后顺序，将其的优化数组进行拼接得到当前时刻的船舶优化数据。
25、本发明的有益效果：
26、本发明通过船舶信息采集模块实时对运行过程中目标船舶的运行数据进行采集，船舶信息处理模块基于其内预存储的模板架构表对实时目标船舶的运行数据进行优化得到实时的船舶优化数据，由云端交互模块对实时的船舶优化数据进行还原存储，其中模板架构表中每一行都对应有4个单元格已经被填充入字符，基于相邻行填充入字符的一致性比较结果来确定其中一行单元格的填充字符，通过此种方式完成对模板架构表中所有单元格的字符填充，然后针对每一行填充入的字符确定每一行衍射数组或差分数组的衍射优化字串，通过此种方式使每一行衍射数组对应的衍射优化字串的映射逻辑复杂化，一方面，这种复杂的映射逻辑能够显著提高船舶信息处理的安全性，由于衍射优化字串的映射逻辑并非直观和简单，使得未经授权的访问者难以理解和破解其中的规律，从而有效防止了船舶信息被非法窃取和篡改，另一方面使用加密逻辑来替代密钥减少了密钥的维护成本且避免了因密钥丢失导致的船舶数据不安全情况的发生；
27、本发明在对实时目标船舶的运行数据进行优化后对船舶信息处理模块中存储的模板架构表进行更新，通过这种方式使实时的船舶优化数据的优化过程更加的灵活，进一步保证了实时的船舶优化数据的安全。
技术特征：
1.基于数字孪生的智慧船舶信息优化管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的智慧船舶信息优化管理方法，其特征在于，模板架构表为一个19*16的表格，其中19表示所述表格的列数为19，16表示所述表格的行数为16；
3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的智慧船舶信息优化管理方法，其特征在于，在完成步骤一前，还需要完成以下步骤：
4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的智慧船舶信息优化管理方法，其特征在于，步骤一，得到16组衍射数组的步骤如下：
5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的智慧船舶信息优化管理方法，其特征在于，步骤二，向所述模板架构表中其余的所有未填充入字符的单元格内填充入字符的步骤如下：
6.根据权利要求1所述的基于数字孪生的智慧船舶信息优化管理方法，其特征在于，得到若干衍射数组和差分数组的步骤如下：
7.根据权利要求1所述的基于数字孪生的智慧船舶信息优化管理方法，其特征在于，步骤四，为所有差分数组选定对应的衍射优化字串的步骤如下：
8.根据权利要求1所述的基于数字孪生的智慧船舶信息优化管理方法，其特征在于，步骤五，得到当前时刻的船舶优化数据的步骤如下：
技术总结
本发明公开了基于数字孪生的智慧船舶信息优化管理方法，涉及船舶信息优化技术领域，本发明通过实时采集目标船舶的运行数据，基于其内预存储的模板架构表对实时目标船舶的运行数据进行优化，其中模板架构表中每一行都对应有4个单元格已经被填充入字符，基于相邻行填充入字符的一致性比较结果来确定其中一行单元格的填充字符，通过此种方式完成对模板架构表中所有单元格的填充，针对每一行填充入的字符确定每一行衍射数组或差分数组的衍射优化字串，使每一行衍射数组对应的衍射优化字串的映射逻辑复杂化，这种复杂的映射逻辑能够显著提高船舶信息处理的安全性，从而有效防止了船舶信息被非法窃取和篡改。
技术研发人员：尚靖,丁得恒,郭奇,张延昌
受保护的技术使用者：山东航宇游艇发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23