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。     

船舶航行轨迹分析与应用系统

船舶航行轨迹的数据分析有助于改善海上航运的交通管理水平,尤其是港口等海上航线密集的区域,从而提高海上交通的安全性与航行效率。通常,船舶航迹数据的采集都是通过AIS系统和雷达共同完成,这种方式存在一定的误差,本文介绍一种基于图像处理技术的航迹分析系统,该系统利用计算机视觉技术和图像处理技术,可以高效、快速的对海量船舶航行轨迹数据进行提取和分析,本文重点介绍航迹分析过程的处理平台、信号处理方法以及图像信号的多特征融合等内容。     

应用推荐航路规范船舶航行——开阔水域船舶交通管理研究

在“大交管”建设背景下，为构建“多维感知、高效协同、智能处置、优质服务”的现代化、智能化水上交通动态管控新格局，本研究综合运用电子围栏技术、VTS系统、VDES技术、融合通讯技术等海事、航保融合发展的技术与理念，通过应用可视化的推荐航路、交通引导、信息推送，创新水上交通动态管理模式，提升开阔水域船舶交通管控和服务效能。本文以洋山VTS管理服务区内的开阔水域为例，创新船舶交通管理模式。     

以VTS为核心的粤东沿海水域水上交通安全体系

为提高粤东沿海水上交通安全管理水平,分析当前粤东沿海水上交通安全管理的现状,指出其在航行船舶动态监控方面存在的问题,提出构建以船舶交通管理系统（VTS）为核心的水上交通安全监管体系设想,并给出系统构建具体方案。     

区域船舶扰动复杂度建模

为准确刻画和分析区域水上交通系统状态演化,从水上交通管理的视角建立基于船舶扰动的水上交通复杂度模型。该模型根据船舶扰动的作用机理,利用基于内禀属性的密度效应因子和迫近效应因子、响应效应因子描述区域水上交通系统在船舶扰动作用下的状态演化过程,综合考虑3个因子的耦合作用,绘制复杂性地图将交通状态可视化。试验结果表明,该模型能客观地刻画水上交通的复杂性,管理人员可借助复杂性地图直观地感知船舶的不同行为对系统的影响,并可预测不同管制措施的影响,为水上交通管理与分析提供一种新的方法和思路。     

AIS数据在水上交通规划研究中的应用与系统设计

伴随着全球航运业务的发展,船舶交通流量的快速增长和交通流特征的日趋复杂,船舶交通特征分析研究已进入大数据时代,如何准确、有效地从海量AIS数据中挖掘需要的船舶交通特征信息,并及时应用于水上交通领域政策研究工作已成为当前迫切需要解决的问题。本论文针对AIS数据在水上交通规划研究中的影响展开研究,并提出具体的软件设计方案,以期为我国开展相关业务AIS数据应用提供参考。     

基于“北斗+物联网+AIS技术”的水上安全监管系统研发与应用

为提升水上安全管理与应急搜救能力,弥补船舶自动识别系统(AIS)技术的不足,研发了基于"北斗+物联网+AIS技术"的水上安全监管系统,可普遍适用于内河和湖泊小型船舶的安全监管,实现了小型船舶的动态监管、应急搜救和超速超区域报警,为建设水上安全监管体系提供了有效的技术手段。     

基于语义的船舶行为动态推理机制

为实现对船舶行为的深入挖掘,建立船舶行为模型,根据模型需求引入语义模型和动态贝叶斯网络,形成基于语义的船舶行为动态推理机制。使用语义网络实现复杂态势下船舶行为领域知识的形式化描述与共享;将语义网络结构转换为动态贝叶斯网络结构并采用水上交通大数据进行参数学习;使用动态贝叶斯网络推理不确定性信息,挖掘深层次的船舶行为和事件。基于长江渡船靠离泊行为的实例验证表明:该船舶行为动态推理模型能准确地识别并预测船舶的动态行为,实现船舶行为的辨识与预警。     

基于SAR的深远海船舶动态感知技术应用展望

针对现有技术手段对深远海区域船舶动态感知能力不足的问题,分析了基于SAR的深远海船舶动态感知技术实现深远海船舶动态监控的可能性,并对海事应用场景进行了初步研究,认为该技术可用于大区域深远海船舶交通态势分析、深远海遇险船舶定位及应急指挥、海事日常空中主动巡航监管,可作为海事系统技术体系的一个重要组成部分"陆海空天"一体化...     

水上交通拥挤区域的聚类分析与识别

水上交通拥挤区域识别对于水上交通诱导及控制具有重要的意义。针对船舶交通特点,将船舶领域概念引入DBSCAN算法,利用改进后的算法对某一海域实时的船舶动态数据进行聚类,分析出潜在的拥挤区域,最后通过交通流速度评判得到真正的拥挤区域。     

船舶会遇的时空数据挖掘算法及应用

船舶会遇是海上船舶交通研究的重要方面。传统的船舶会遇研究数据采集花费巨大,而海量、实时的船舶AIS数据则真实记录特定水域的船舶会遇状况。根据海上交通工程理论和数据挖掘技术,设计了高效的从海量的船舶AIS数据中提取船舶会遇信息算法,并以厦门湾的船舶AIS数据为例,从船舶会遇的空间、时间分布,会遇船舶尺度和态势等多个角度研究分析了厦门湾船舶会遇状况。研究结果可为港航主管部门改善海上通航环境、降低船舶事故提供理论依据。     

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。     

基于GIS的内河智能交通和应急联动应用

以内河GIS地理信息系统为基础,融合网络技术、视频监控、GPS、甚高频、电话录音、危险品船舶监控、船舶进出港签证等系统,对上海内河智能交通和应急指挥进行研究并探索建立一体化信息系统,以加强对内河水上交通事故、船舶污染事故、水上交通违法案件、内河水域突发公共事件的处置提供决策辅助,并为海事事故调查处理提供必要的信息化服务,为水上交通安全管理及突发应急处置工作提供了现代的管理手段。     

基于人工智能的船舶AIS信息监测系统研究

为了智能化判断识别船舶是否违法关闭AIS,提出了一种基于人工智能的船舶AIS信息监测系统设计方案,AIS信息监测系统结合“船脸识别”技术对船舶进行智能识别,通过对比AIS系统整合结果分析出船舶是否非法关闭AIS,为构建智能化水上交通动态管控新格局提供参考。     

船舶水上交通相对风险随机性的贝叶斯分析

船舶水上交通风险的评估一直是业内研究人员十分重视的研究课题。采用贝叶斯概率理论方法,通过贝叶斯统计、估计,结合国内引航及航运单位的船舶事故的实际情况,进行了事故发生频率与后果情况的贝叶斯概率评估。并着重就贝叶斯方法在船舶水上交通风险评估中的随机性特性问题进行了探讨。结论证明贝叶斯评估方法得到的结果具有良好的评估效果。     

沿海水上交通安全的风险评估研究

船舶水上交通安全的有效监管一直是业内研究人员十分重视的研究课题。近年来,风险管理的理念使得事故后的安全管理朝向事故发生前的风险评估。结合福建沿海水上交通近7年来的实际情况,运用综合安全评估方法(FSA,Formal Safety Assessment),在对沿海水上交通安全的现状与未来特点分析的基础上,经风险矩阵计算,得出沿海水上交通风险定量化特征。然后,提出基于协同模式的风险控制方案、网格化管理、长效机制等方面的水上交通风险动态管理的体系与机制,内容涵盖了危险源分析、风险评估、危机预警与风险干预、应急救援、安全监督与管理等。     

浅谈南京VTS监控水域的交通安全评估

南京辖区范围内水上船舶交通事故时有发生,但是通过VTS监控以及长江江苏段船舶定线制的实施,辖区内船舶交通事故逐年递减,文中从安全评估角度对提高南京水域航行效率、保证航行安全等方面做简要评估。     

样条插值法在AIS数据修复中的应用研究

AIS动态数据反映了船舶的运动状态,对于船舶导航、避碰和水上态势感知具有重要作用。然而在实际使用中,由于船舶通过城区和山区复杂环境,AIS动态数据时有时会丢失及出现错误,容易导致水上交通态势的误判。在内河水域,AIS船台很多时候是感知水上交通态势唯一的工具,难以以其他探测手段作为依据判断AIS动态数据的正确性。本文提出一种对错误AIS数据识别的方法,并用改进的三次样条插值法对AIS数据进行修复。在长江岳阳河段的实地实验表明,本文提出的方法有效,修复误差位置精度达到6.5m,速度精度达到0.07m/s,能够准确修复AIS数据。     

规范广东省内河水运市场船舶异地经营监管

为促进水路运输市场持续、健康发展,规范内河水运市场船舶异地经营监管,阐述船舶异地经营监管中存在的问题,分析产生这些问题的原因,提出加强船舶异地经营监管的措施和建议:实行船舶异地经营备案制度,建立委托船舶管理制度,落实违法抄告制度,建立公众举报制度;运用现代信息技术手段完善网上办公系统,开放船舶管理系统,船舶安装动态视频监控系统,开通内河水上交通联播台。     

智能VTS的研究和应用

文章就智能VTS系统通过数据交互共享、水上交通动态风险识别、船舶计划智能管理、VTS信息服务模式、VHF语音信息智能应用等途径,基本实现水上数据感知处理、数据标准互联互通、VTS监控智能化辅助、VTS信息有效覆盖和实时共享等初步应用进行探讨,提出在智能VTS发展上,需要继续研究和完善的思路。