船舶AIS數(shù)據(jù)挖掘關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著航海信息技術(shù)的迅速進(jìn)步，航運(yùn)業(yè)的產(chǎn)生的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。處在全球貿(mào)易商、制造商、港航企業(yè)等海運(yùn)物流鏈上下游交匯點(diǎn)上的航運(yùn)業(yè)，和互聯(lián)網(wǎng)一樣地時(shí)時(shí)刻刻都在制造龐大的海量數(shù)據(jù)。新型的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(Automatic IdentificationSystem，AIS)產(chǎn)生的船舶航行數(shù)據(jù)（簡(jiǎn)稱(chēng)AIS數(shù)據(jù)）是一類(lèi)非常重要的航運(yùn)數(shù)據(jù)且數(shù)據(jù)量龐大。這些海量AIS數(shù)據(jù)蘊(yùn)含有豐富的物流、航運(yùn)、海上交通等有用知識(shí)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代航

2、運(yùn)業(yè)快速發(fā)展的要求，急需有效的理論與技術(shù)對(duì)這些大量的AIS數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和應(yīng)用。數(shù)據(jù)挖掘作為一種從海量數(shù)據(jù)中挖掘有用的、具有潛在效用知識(shí)的理論與方法，已經(jīng)成為海量AIS數(shù)據(jù)采用的主要數(shù)據(jù)分析技術(shù)。船舶AIS數(shù)據(jù)挖掘研究可為政府的海事監(jiān)管、交通服務(wù)、海事調(diào)查、航運(yùn)決策、船隊(duì)跟蹤提供有益的理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。因而船舶AIS信息的數(shù)據(jù)挖掘具有很好的理論意義和實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文圍繞基于海上交通流理論和技術(shù)的船舶AIS數(shù)據(jù)挖掘的若干關(guān)

3、鍵性問(wèn)題，包括基于船舶AIS數(shù)據(jù)的船舶行為特征、海上通航安全評(píng)價(jià)和海上交通流模式挖掘。這些研究深化了對(duì)船舶行為、海上交通的認(rèn)識(shí)和提高了船舶航行安全和海上交通效率。本研究的理論成果均已成功應(yīng)用于海上交通智能監(jiān)控與服務(wù)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中。
　　本文的主要工作及貢獻(xiàn)如下:
　　(1)提出了船舶行為特征新指標(biāo):根據(jù)海上船舶運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，分析了船舶行為與周?chē)h(huán)境的關(guān)系，研究船舶航向和航速變化規(guī)律，為研究船舶行為特征提供了新的依據(jù)，豐富了對(duì)海

4、上船舶行為的認(rèn)識(shí);
　　(2)提出了基于船舶AIS數(shù)據(jù)的船舶會(huì)遇算法:根據(jù)海上船舶行為特征，重新定義船舶會(huì)遇，實(shí)現(xiàn)了在大量船舶AIS數(shù)據(jù)中船舶會(huì)遇信息的快速提取，進(jìn)而分析了船舶會(huì)遇的時(shí)空分布及特點(diǎn)。為深入認(rèn)識(shí)海上船舶行為、操縱習(xí)慣提供了新的途徑;
　　(3)構(gòu)建了實(shí)時(shí)的船舶通航安全評(píng)價(jià)模型:結(jié)合海上船舶AIS特征，從AIS數(shù)據(jù)中提取船舶轉(zhuǎn)頭速率、船速改變率和船舶會(huì)遇率等船舶行為特征，分析這些因素在船舶通航安全評(píng)價(jià)中的作用，實(shí)