基于軌跡大數(shù)據(jù)的內(nèi)河集裝箱船舶航行效率研究.pdf

1、隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與內(nèi)陸經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)內(nèi)河航運(yùn)需求不斷增加，與此同時(shí)，內(nèi)河航運(yùn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展也對(duì)內(nèi)河航運(yùn)效率提出了更高的要求。保證船舶在內(nèi)河中的高效航行，一方面可以減少油耗、降低碳排放，另一方面可以提高船舶流轉(zhuǎn)效率，增加船舶的營(yíng)運(yùn)效率，提高內(nèi)河船舶公司和內(nèi)河港口的經(jīng)濟(jì)效益。而隨著航運(yùn)信息技術(shù)的發(fā)展，海量的航運(yùn)數(shù)據(jù)不斷產(chǎn)生，船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(Automatic Identification System，AIS)產(chǎn)生的船舶軌跡數(shù)據(jù)便是

2、其中之一，它包含了船舶呼號(hào)、船名、船舶位置、船舶類(lèi)型、航行速度等信息，這些數(shù)據(jù)為航運(yùn)相關(guān)研究提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　本文以提高內(nèi)河集裝箱船舶航行效率為目標(biāo)，使用SQL Server2014與R，展開(kāi)對(duì)重慶市水上交通管理監(jiān)控系統(tǒng)中集裝箱船舶AIS軌跡數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘與統(tǒng)計(jì)分析。論文完成的主要工作包括:
　　①總結(jié)國(guó)內(nèi)外航運(yùn)業(yè)發(fā)展與軌跡數(shù)據(jù)研究現(xiàn)狀，在閱讀大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，明確基于軌跡大數(shù)據(jù)的船舶航行效率研究的可行性與必要性，

3、確定研究中需要使用的相關(guān)理論與軟件技術(shù)。
　?、诖罱ㄜ壽E數(shù)據(jù)挖掘環(huán)境，介紹論文相關(guān)概念參數(shù)與軌跡數(shù)據(jù)來(lái)源，設(shè)計(jì)長(zhǎng)江集裝箱運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)圍欄模型以及集裝箱船舶效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，構(gòu)建長(zhǎng)江集裝箱運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)軌跡數(shù)據(jù)庫(kù)，最后繪制出集裝箱船舶軌跡數(shù)據(jù)挖掘邏輯圖。
　?、蹖?duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，然后基于長(zhǎng)江集裝箱運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)軌跡數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)挖掘方法，從長(zhǎng)江航道整體出發(fā)，以航道內(nèi)港口、碼頭、船閘為節(jié)點(diǎn)，將軌跡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為軌跡線(xiàn)段數(shù)據(jù)，挖掘集裝

4、箱船舶行為時(shí)間特征，最終，經(jīng)過(guò)DBSCAN聚類(lèi)算法與人工統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)證明該方法以極高的準(zhǔn)確性還原了集裝箱船舶行為。
　?、軓幕A(chǔ)數(shù)據(jù)、按圍欄名稱(chēng)分類(lèi)、按船舶公司分類(lèi)三個(gè)角度出發(fā)，對(duì)軌跡數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與可視化展示，介紹數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的信息，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)航運(yùn)過(guò)程中存在的不足。
　　最終，本文通過(guò)集裝箱船舶軌跡數(shù)據(jù)挖掘，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江航運(yùn)業(yè)存在部分船舶公司船舶航行效率較低、部分港口作業(yè)效率較低、船舶過(guò)閘等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題，