- gear_correlation.py: 적응형 EMA + freeze + shadow + 배치 최적화 - 5개 글로벌 모델 병렬 추적 (default/aggressive/conservative/proximity-heavy/visit-pattern) - 어구 중심 점수 체계: 어구 비활성 시 FREEZE, 선박 shadow 추적 - 유형별 메트릭: 어구-선박(proximity+visit+activity), 선박-선박(DTW+SOG+COG) - DB: correlation_param_models + raw_metrics(일별 파티션) + scores + system_config - partition_manager: 일별 파티션 생성/정리 (system_config hot-reload) - track_similarity: SOG상관 + COG동조 + 근접비 3개 메트릭 추가 - scheduler Step 4.7 통합, fleet_tracker MMSI 점수 이전 - chat/tools: query_gear_correlation 도구 Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 (1M context) <noreply@anthropic.com>
245 lines
6.9 KiB
Python
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"""궤적 유사도 — DTW(Dynamic Time Warping) 기반."""
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import math
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_MAX_RESAMPLE_POINTS = 50
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def haversine_m(lat1: float, lon1: float, lat2: float, lon2: float) -> float:
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"""두 좌표 간 거리 (미터)."""
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R = 6371000
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phi1, phi2 = math.radians(lat1), math.radians(lat2)
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dphi = math.radians(lat2 - lat1)
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dlam = math.radians(lon2 - lon1)
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a = math.sin(dphi / 2) ** 2 + math.cos(phi1) * math.cos(phi2) * math.sin(dlam / 2) ** 2
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return R * 2 * math.atan2(math.sqrt(a), math.sqrt(1 - a))
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def _resample(track: list[tuple[float, float]], n: int) -> list[tuple[float, float]]:
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"""궤적을 n 포인트로 균등 리샘플링 (선형 보간)."""
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if len(track) == 0:
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return []
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if len(track) == 1:
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return [track[0]] * n
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if len(track) <= n:
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return list(track)
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# 누적 거리 계산
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cumulative = [0.0]
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for i in range(1, len(track)):
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d = haversine_m(track[i - 1][0], track[i - 1][1], track[i][0], track[i][1])
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cumulative.append(cumulative[-1] + d)
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total_dist = cumulative[-1]
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if total_dist == 0.0:
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return [track[0]] * n
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step = total_dist / (n - 1)
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result: list[tuple[float, float]] = []
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seg = 0
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for k in range(n):
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target = step * k
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# 해당 target 거리에 해당하는 선분 찾기
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while seg < len(cumulative) - 2 and cumulative[seg + 1] < target:
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seg += 1
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seg_len = cumulative[seg + 1] - cumulative[seg]
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if seg_len == 0.0:
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result.append(track[seg])
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else:
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t = (target - cumulative[seg]) / seg_len
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lat = track[seg][0] + t * (track[seg + 1][0] - track[seg][0])
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lon = track[seg][1] + t * (track[seg + 1][1] - track[seg][1])
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result.append((lat, lon))
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return result
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def _dtw_distance(
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track_a: list[tuple[float, float]],
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track_b: list[tuple[float, float]],
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) -> float:
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"""두 궤적 간 DTW 거리 (미터 단위 평균 거리)."""
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n, m = len(track_a), len(track_b)
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if n == 0 or m == 0:
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return float('inf')
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INF = float('inf')
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# 1D 롤링 DP (공간 최적화)
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prev = [INF] * (m + 1)
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prev[0] = 0.0
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# 첫 행 초기화
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row = [INF] * (m + 1)
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row[0] = INF
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dp_prev = [INF] * (m + 1)
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dp_curr = [INF] * (m + 1)
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dp_prev[0] = 0.0
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for j in range(1, m + 1):
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dp_prev[j] = INF
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for i in range(1, n + 1):
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dp_curr[0] = INF
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for j in range(1, m + 1):
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cost = haversine_m(track_a[i - 1][0], track_a[i - 1][1],
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track_b[j - 1][0], track_b[j - 1][1])
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min_prev = min(dp_curr[j - 1], dp_prev[j], dp_prev[j - 1])
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dp_curr[j] = cost + min_prev
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dp_prev, dp_curr = dp_curr, [INF] * (m + 1)
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# dp_prev는 마지막으로 계산된 행
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total = dp_prev[m]
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if total == INF:
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return INF
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return total / (n + m)
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def compute_track_similarity(
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track_a: list[tuple[float, float]],
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track_b: list[tuple[float, float]],
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max_dist_m: float = 10000.0,
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) -> float:
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"""두 궤적의 DTW 거리 기반 유사도 (0~1).
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track이 비어있으면 0.0 반환.
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|
유사할수록 1.0에 가까움.
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"""
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if not track_a or not track_b:
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return 0.0
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a = _resample(track_a, _MAX_RESAMPLE_POINTS)
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b = _resample(track_b, _MAX_RESAMPLE_POINTS)
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avg_dist = _dtw_distance(a, b)
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if avg_dist == float('inf') or max_dist_m <= 0.0:
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return 0.0
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similarity = 1.0 - (avg_dist / max_dist_m)
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return max(0.0, min(1.0, similarity))
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def match_gear_by_track(
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gear_tracks: dict[str, list[tuple[float, float]]],
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vessel_tracks: dict[str, list[tuple[float, float]]],
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threshold: float = 0.6,
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) -> list[dict]:
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"""어구 궤적을 선단 선박 궤적과 비교하여 매칭.
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Args:
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gear_tracks: mmsi → [(lat, lon), ...] — 어구 궤적
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vessel_tracks: mmsi → [(lat, lon), ...] — 선박 궤적
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threshold: 유사도 하한 (이상이면 매칭)
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Returns:
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[{gear_mmsi, vessel_mmsi, similarity, match_method: 'TRACK_SIMILAR'}]
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"""
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results: list[dict] = []
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for gear_mmsi, g_track in gear_tracks.items():
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if not g_track:
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continue
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best_mmsi: str | None = None
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best_sim = -1.0
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for vessel_mmsi, v_track in vessel_tracks.items():
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|
if not v_track:
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|
continue
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sim = compute_track_similarity(g_track, v_track)
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if sim > best_sim:
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best_sim = sim
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best_mmsi = vessel_mmsi
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if best_mmsi is not None and best_sim >= threshold:
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results.append({
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|
'gear_mmsi': gear_mmsi,
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|
'vessel_mmsi': best_mmsi,
|
|
'similarity': best_sim,
|
|
'match_method': 'TRACK_SIMILAR',
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|
})
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return results
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def compute_sog_correlation(
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sog_a: list[float],
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sog_b: list[float],
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) -> float:
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"""두 SOG 시계열의 피어슨 상관계수 (0~1 정규화).
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시계열 길이가 다르면 짧은 쪽 기준으로 자름.
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데이터 부족(< 3점)이면 0.0 반환.
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"""
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n = min(len(sog_a), len(sog_b))
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if n < 3:
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return 0.0
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a = sog_a[:n]
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b = sog_b[:n]
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mean_a = sum(a) / n
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mean_b = sum(b) / n
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cov = sum((a[i] - mean_a) * (b[i] - mean_b) for i in range(n))
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var_a = sum((x - mean_a) ** 2 for x in a)
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var_b = sum((x - mean_b) ** 2 for x in b)
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denom = (var_a * var_b) ** 0.5
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if denom < 1e-12:
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return 0.0
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corr = cov / denom # -1 ~ 1
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return max(0.0, (corr + 1.0) / 2.0) # 0 ~ 1 정규화
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def compute_heading_coherence(
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cog_a: list[float],
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|
cog_b: list[float],
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threshold_deg: float = 30.0,
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) -> float:
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"""두 COG 시계열의 방향 동조율 (0~1).
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angular diff < threshold_deg 인 비율.
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시계열 길이가 다르면 짧은 쪽 기준.
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|
데이터 부족(< 3점)이면 0.0 반환.
|
|
"""
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n = min(len(cog_a), len(cog_b))
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if n < 3:
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return 0.0
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coherent = 0
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for i in range(n):
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diff = abs(cog_a[i] - cog_b[i])
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if diff > 180.0:
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diff = 360.0 - diff
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if diff < threshold_deg:
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coherent += 1
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return coherent / n
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def compute_proximity_ratio(
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track_a: list[tuple[float, float]],
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track_b: list[tuple[float, float]],
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threshold_nm: float = 10.0,
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) -> float:
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"""두 궤적의 근접 지속비 (0~1).
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시간 정렬된 포인트 쌍에서 haversine < threshold_nm 비율.
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시계열 길이가 다르면 짧은 쪽 기준.
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데이터 부족(< 2점)이면 0.0 반환.
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"""
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n = min(len(track_a), len(track_b))
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if n < 2:
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return 0.0
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close = 0
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threshold_m = threshold_nm * 1852.0
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for i in range(n):
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dist = haversine_m(track_a[i][0], track_a[i][1],
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track_b[i][0], track_b[i][1])
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if dist < threshold_m:
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close += 1
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return close / n
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