长江中游干线航道船舶运力变化特征的实证分析

针对长江中游干线航道服务系统能力不足的问题,研究该航段通行船舶运力及构成的变化特征,以促进航道服务水平和航运经济效益的提高。通过数据调研和统计分析发现,近年来长江中游干线航道服务船舶流量年均递减率1. 8%、总净载质量年均递增率9. 0%、船舶年均大型化率11%;以城陵矶断面为界,上、下航段船舶日均流量之比为1∶2. 2,上航段内5 000 t及以上船舶占比持续增长,5 000 t以下船舶占比不断下降;下航段内万吨及以上船舶占比持续增长,万吨以下船舶占比持续下降。结果表明,随着长江中游干线航道条件的改善,船舶大型化显著,对航道治理提出了更高的要求。     

基于大数据分析的AIS虚拟航标布设技术

为了进一步改善长江下游重点航段的航标布设方案和航路航法，完善通航环境，探索一种基于大数据分析辅助船舶自动识别系统(AIS)虚拟航标布设优化的方法，并以密集港区临港侧航道、深水复合航道和主航道到港口“最后一公里”航道为例进行应用分析。结果表明，基于电子航道图，针对船舶交通流的船舶轨迹回放、碰撞危险度分析、船舶轨迹线分析、航道门线分析和船舶航标间距分析等方法能够以可视化的手段有效地找到航标布设方案的薄弱位置，为AIS虚拟航标的增设优化提供有力的数据支撑。     

基于DBSCAN算法的船舶轨迹自适应层次聚类

为更好地从船舶自动识别系统(Automatic Indentification System,AIS)数据中挖掘信息,科学地感知水上交通态势,针对聚类算法(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)在水上交通情景中的参数选取问题,提出一种基于DBSCAN的船舶轨迹自适应层次聚类方法。通过分析DBSCAN算法的特性,根据数据集内在分布规律及拟聚类效果的变化规律来确定参数;结合统计学理论进行层次聚类,来适应密度分布不均的船舶轨迹数据。以琼州海峡船舶轨迹数据为例,运用VC软件和MATLAB软件进行验证。验证结果表明:该方法能够在大量复杂的船舶轨迹中发现具有相似性的轨迹群,且结果与实际交通流相符,可为航道建设及海事监管等提供辅助决策。     

开辟基于虚拟AIS航标的和畅洲北汊大型海轮航道探讨

本文针对尹公洲航段大型海轮通航受限,12.5m深水航道效益未能充分显现的问题,在自然资源部拟对自然保护区实行差别化管控的基础上,提出了开辟和畅洲北汊航道的设想。通过对和畅洲北汊航道历史演变及通航现状的调研和分析,找出了制约尹公洲航段的主要问题,进而分析了豚类保护与开通航道之间的关系,并提出了江豚保护措施,提出了新航道规划方案、AIS基站布设方案以及大型海轮航行注意事项。在采取必要保护措施的前提下,开辟基于虚拟AIS航标的仅供230m以上船舶航行的航道,可提升经济效益并降低生态影响。     

基于Spark的船舶航行轨迹聚类方法

依托船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据,利用云计算并结合聚类算法,对船舶历史数据进行轨迹聚类分析,构建船舶航行正常轨迹模型,为实时检测船舶异常轨迹奠定基础,进而为提高水上交通监管智能化水平提供新方法。针对目前轨迹聚类算法效率低等问题,基于Spark内存计算技术及数据分区思想,提出一种改进的并行子轨迹聚类算法SPDBSCANST(Parallel DBSCAN of Sub Trajectory Based on Spark)。以长江航道武汉段船舶航行数据为例进行试验验证,并通过可视化方式呈现。结果表明,改进后的算法的聚类效率和效果都有明显提升。     

依据轨迹数据的船舶交通密度计算方法

研究基于轨迹数据的船舶交通密度计算方法,利用精准的船舶交通密度计算结果提升海上交通规划水平。利用AIS设备采集船舶航行轨迹数据,利用均匀参数化方法对所采集的航行轨迹数据重采样处理。将通过重采样处理获取的航行轨迹数据,划分为静止轨迹数据点以及移动轨迹数据点,依据数据点间的欧式距离,以及船舶航行方向、航行速度的相似性,选取基于密度的DBSCAN聚类算法完成轨迹数据聚类。依据船舶航行轨迹数据聚类结果,选取多维密度方法,通过更新船舶经过总数、船舶经过总时间等参数,计算船舶交通密度。实验结果表明,该方法可以依据船舶航行轨迹数据,精准计算船舶交通密度,为海上交通规划提供有效支撑。     

港口水域船舶异常能耗云数据挖掘

以港口水域船舶的节能减排为目标,研究港口水域船舶异常能耗云数据挖掘方法.采集港口水域船舶的AIS云数据,删除与船舶能耗无关以及异常数据,利用K-means聚类算法对船舶能耗相关船舶主机转速以及船舶主机功率等数据进行聚类,输出船舶不同运行工况的能耗.利用贝叶斯分类器依据聚类结果识别港口水域船舶能耗云数据是否为异常数据,完...     

基于AIS数据约束聚类的海上交通特征分析

为识别船舶交通流,分析海上交通特征,根据海上交通工程理论和数据挖掘技术,考虑AIS数据点的多种属性约束,改进一种基于密度的聚类算法,从大量AIS数据中解析不同类型的船舶交通流,计算平均航向和航速,并选取浙沪交界复杂水域进行实例验证。聚类结果与实际相符,证实了算法的可行性和有效性。     

基于复杂网络的交叉航道拥挤识别方法

为了准确认知交叉航道内船舶的复杂态势,提高航道管理效率,根据船舶拥挤的形成过程,提出了交叉航道拥挤的定义,基于船舶汇遇的特征和复杂网络理论,构建了反映交叉航道整体复杂关系的加权网络模型,通过上海港的船舶管理系统(vessel traffic system,VTS)数据进行计算分析,结果表明:文中提出的复杂度计算模型能够准确反映交叉航道内船舶复杂程度,为航道管理的有效实施提供参考依据.     

长江口深水航道整治效益分析 ——以船舶通航变化为例

根据VTS和AIS船舶数据记录,利用AIS船舶航行轨迹线分析及流量统计软件,对长江口深水航道建设不同时期 的船舶流量、船舶货运量及船舶的实际吃水情况进行统计分析,从而为深水航道建设带来的航运经济利益推算提供基础数据。