基于航線匹配的控制河段船舶航行時(shí)間預(yù)測(cè)算法研究.pdf

1、由于控制河段航道條件復(fù)雜,船舶接受通行信號(hào)臺(tái)指揮只能單向通行。通用的指揮方法是基于人工的指揮和采用 AIS的智能通行指揮,其判定船舶通行順序的一個(gè)重要依據(jù)是估算船舶從上指揮斷面和下指揮斷面到達(dá)控制河段上界限標(biāo)的時(shí)間。目前智能通行指揮系統(tǒng)按照固定航線進(jìn)行時(shí)間估計(jì),然而船舶實(shí)際航行中所選擇的航線受水位、流速、載重等諸多因素影響,因此實(shí)際的航行時(shí)間與估計(jì)時(shí)間差別較大,嚴(yán)重影響系統(tǒng)通行指揮信號(hào)的準(zhǔn)確性,降低了控制河段通行效率。因此,開展如何提高

2、控制河段航道通行效率和安全的相關(guān)研究具有重要的理論和實(shí)踐意義。
　　本文以長(zhǎng)江航道瀘渝段神背嘴控制河段為研究背景,探索如何從大量歷史航線數(shù)據(jù)中尋找符合當(dāng)前環(huán)境條件的最佳航線,并以此進(jìn)行船舶點(diǎn)到點(diǎn)航行時(shí)間預(yù)測(cè)算法研究,以提高航行時(shí)間的估算精度,為控制河段智能通行指揮系統(tǒng)提供更可靠的支持。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　?、倮肁IS船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)采集控制河段內(nèi)通行船舶的數(shù)據(jù),并建立歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)船舶歷史通行數(shù)據(jù)進(jìn)行分

3、析,總結(jié)內(nèi)河船舶航行規(guī)律。
　　②提出了基于航線匹配的內(nèi)河船舶點(diǎn)到點(diǎn)航行時(shí)間預(yù)測(cè)算法,對(duì)算法流程進(jìn)行了詳細(xì)分析和說明。
　?、坩槍?duì)所提預(yù)測(cè)算法中的航線擬合方法,分別對(duì)最小二乘法、三次樣條插值法和B樣條函數(shù)擬合方法進(jìn)行了研究,實(shí)現(xiàn)了基于AIS的航線擬合。
　?、芡ㄟ^對(duì)待匹配航線的特征點(diǎn)提取,利用基于等價(jià)關(guān)系的傳遞閉包法對(duì)待匹配航線和歷史航線進(jìn)行模糊聚類,通過截集選擇與待匹配航線最為接近的歷史航線,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)航線匹配。