基于数据驱动的船舶航线实时优化

为了给不同海况下的船舶安全航行提供保障,设计基于数据驱动的船舶航线实时优化方法。利用数据驱动方法采集船舶历史航线、海域风速、风向、波高等海况数据,选取K-means聚类算法聚类海况数据,构建海况知识库。依据海况知识库内的船舶航线信息与航线转向点信息,划分船舶航线为不同航段。依据船舶航线的航段划分结果,以航行总时间最短以及总油耗最低为目标函数,设置船舶航速约束与转向点位置约束作为约束条件,构建航线实时优化模型。选取蚁群算法求解所构建的优化模型,输出航线实时优化结果。结果表明,该方法可以实时优化航线,降低船舶的航行时间与主机油耗,适用于不同海况的船舶航行。     

基于NoSQL数据库的AIS航线设计研究

船舶运输需要充分考虑安全性和经济性,合适的航线能够为船舶安全运输提供有效保证,传统依靠纸质海图和电子海图的航线设计存在实时性不强、精度不够等问题。本文提出一种基于NoSQL数据库和AIS数据的航线自动设计方法,对其中的关键技术进行了研究,包括航线自动规划技术路线、NoSQL数据预处理以及航线自动规划方法。在航线自动规划方法中,设计了基于AIS的航线自动规划流程,使用DBSCAN算法对航迹数据进行了聚类分析。本文的研究成果可以为船舶航线自动规划提供有效辅助。     

大数据分析下双向通航港口船舶自适应调度算法

为了提高双向通航港口船舶的通行能力,进行双向通航港口船舶自适应调度,提出基于大数据信息融合的船舶调度算法。采用网格区域分割模型进行双向通航港口航道分割,构建船舶调度的大数据信息传递模型,对船舶的调度数据进行信息融合滤波处理,抑制冗余数据的干扰,采用模糊波束集成方法进行双向通航港口船舶运行大数据的聚类分析,根据数据的分布属性特征进行船舶航行调度,提高船舶调度的自适应性。仿真结果表明,采用该方法进行双向通航港口船舶自适应调度能提高港口的吞吐能力和船舶航行的畅通能力,且对双向通航港口船舶大数据的集成信息处理能力较强。     

考虑吸引力和可靠性的南海邮船航线优化模型

为合理利用南海及其沿岸港口资源,在考虑邮船航线的吸引力和可靠性的基础上,研究南海邮船航线的设计方案。对停靠港口选定及其排序、各航段船舶航速的设定和船舶在港时间(开始时间和服务时间)进行决策,以总成本最小化和航线吸引力最大化为目标,建立邮船航线混合线性规划模型,并提出求解该模型的算法。对南海邮船航线的设计进行实际数据分析,并选取航线数量和停靠港口数量的限制对该模型进行灵敏度分析。研究结果表明:优化后的航线方案能有效平衡邮船航线的吸引力和总成本,为南海邮船航线的开发提供决策依据。     

沿海内贸集装箱班轮航线优化研究

随着沿海内贸集装箱运输市场的快速发展,各大班轮公司如何把船舶安排到最佳航线上,使有限的船舶资源创造最大的经济利益,成为各大公司研究的课题。根据沿海几大干线港口之间的运量需求,建立非线性规划与整数规划相结合的混合模型,选择典型航线建立运输网络,并对其进行优化。该数学模型可应用于解决我国沿海内贸集装箱船舶运输航线配置问题,进而实现利润最大。     

面向风帆助航的海洋风力资源分析方法

为分析风帆助航条件下海洋风力资源对远洋船舶的辅助推力,将风场与航线数据在电子海图上叠加显示.通过设计算法,建立任意航线上风向变化与色彩变化的映射关系,以色彩的变化直观显示航迹带内的风向分布特征,利用矩阵实验室(MATLAB)对海洋风场数据进行读取和可视化,并对风速进行统计分析.研究结果表明,海上风速、风向在一定海域内保持稳定,为航行船舶风帆助航的可行性以及最优航线设计提供了理论依据和数据支持.     

Overview of intelligent ship route optimization methods北大核心CSCD

智能船舶航线优化在学术界和工业界均受到越来越多的关注。针对智能船舶航线优化问题,从航线设计方法和航线优化算法这2个层面,分别阐述各种设计方法和优化算法的特点。结合近5年来的最新研究成果,在分析国内外智能船舶航线优化技术发展现状的基础上,将航线设计方法归纳为3种,即基于气象数据的航线优化、基于油耗模型的航线优化以及基于航线库或航路点库的航线优化,剖析其技术内涵及应用情况;深入分析改进的等时线法、动态规划法、图形搜索算法、智能算法、人工智能和机器学习算法的特性及不足,总结归纳将各类算法应用于智能船舶航线优化时存在的主要问题。最后,简要展望智能船舶航线优化的发展趋势,为未来在该领域的研究提供一定的思路。     

基于多维度数据挖掘的船舶最优航线生成研究

为了使船舶以最佳航线到达目的地,研究基于多维度数据挖掘的船舶最优航线生成方法。通过官方电子海图挖掘海域港口、陆地物标等多维度坐标数据后,使用改进随机路径图算法生成船舶初始无向路径网络图后,从航行安全距离和航线目的地潮汐时间维度,设置最优航线生成指标。依据该指标和初始无向路径网络图,利用改进和声搜索算法生成最优航线。实验结果表明：该方法可有效生成船舶初始航线路线和最优航线,生成的最优航线适应度数值较高,实际应用效果好。     

船舶大数据信息中心的高性能存储架构设计

随着海上航运业的不断发展,船舶的航运数据、航行轨迹数据、港口航线数据等都呈现爆炸式的增长,为了对海量船舶数据信息进行更好地存储和处理,有必要研究一种具有高性能的船舶数据存储系统,该系统不仅具有快速的数据存储能力,还应具有高效的数据检索功能。本文首先介绍HBase数据库的基本原理,然后基于数据库原理设计一种高性能的存储架构,并详细介绍了该架构的基本组成。测试实验表明,该高性能存储系统在数据量大时具有存储速度快等优势。     

基于MSVG数据的船舶航线可视化

为改善船舶航线的可视化效果,解决信息丢失、效率较低等问题,提出一种基于MSVG数据的船舶航线可视化方法,根据MSVG和航线的特点,分层组织空间数据,构建可视化框架,阐述其基本原理是从MSVG数据解析、船舶航线经纬度实时读取和航线要素可视化入手,设计并实现船舶航线的可视化.     

基于Galileo卫星定位系统的船舶导航系统

本文以即将试运行的Galileo（伽俐略）卫星定位系统为基础，设计了一个对进出港口的船舶导航和进行安全防护的系统，该系统综合应用先进的无线通信、数据处理、电子海图和计算机技术，保证船舶在航道狭窄和能见度很低的气象条件下进出港口的航运安全，具有航线设计、船舶导航、岸上监控、引航作业等功能。     

船舶航线规划数学建模及求解的人工智能算法

航线规划结果优劣直接影响船舶航行的安全以及成本,而当前船舶航线规划算法存在难以获得最优规划方案的缺陷。以获得理想的船舶航线规划方案为目标,提出一种人工智能算法的船舶航线规划方法。首先分析船舶航线规划研究的进展,设计船舶航线规划的约束条件,并建立船舶航线规划的数学模型,然后采用人工智能算法中的遗传算法模拟适者生存机制对船舶航线规划的数学模型进行求解,最后进行了船舶航线规划仿真实验。结果表明,人工智能算法能够在短时间内搜索到最优的船舶航线规划方案,相同条件下,相对于其他算法,不仅可以提高找到最优船舶航线规划方案的成功率,而且搜索到的船舶航线规划方案具有十分显著的优越性。     

船舶港口建筑工程造价的预测模型构建

针对当前船舶港口建筑工程造价预测误差、准确度低的缺陷,设计了基于贝叶斯回归算法的船舶港口建筑工程造价预测模型。首先对当前船舶港口建筑工程造价预测现状进行分析,分析船舶港口建筑工程造价预测误差大的原因,然后根据船舶港口建筑工程造价数据,引入贝叶斯回归算法对船舶港口建筑工程造价的变化态势进行拟合和预测,最后通过船舶港口建筑工程造价预测的仿真实验分析预测效果,本文模型很好把握了船舶港口建筑工程造价变化规律,船舶港口建筑工程造价预测精度超过95%,船舶港口建筑工程造价预测的训练和测试时间短,船舶港口建筑工程造价结果要明显好于其他模型,为船舶港口建筑工程造价预测提供了一种新的研究工具。     

低碳条件下的货运船舶配送路径优化规划方法

为了更好地实现节能减排目标,优化船舶航线选择精度,在低碳条件下设计了船舶货运配送路径规划方法。分析船舶航行最优路线和船舶航线拥堵情况,获取航线数据,构建物流配送路径管理模型,实现航线数据的有效搜索和最优路径的选择。实验结果表明,本文提出的低碳条件下的货运船舶配送路径优化规划方法在实际应用过程中,具有更高的实用性和有效性,充分满足船舶配送路径优化要求。     

中国港航股指走势月度分析

正(2017年5月)1中国A股港口上市公司指数走势中国A股港口上市公司指数2017年5月底收于85.8点,较月初小幅下跌3.2%。当月中国A股港口上市公司指数走势弱于沪深300指数。5月下旬,持续1个月的上海港拥堵终于有所缓解。宁波港、广州港等港口上市公司的数据快报显示,集装箱枢纽港生产旺盛。在集装箱船舶大型化和船公司运营联盟化的背景下,枢纽港的市场地位、航线密度和船舶单次挂靠装卸量进一步提升。     

基于二次阶段插值预测内河任意点潮高的预测模型

随着经济的发展,许多港口码头的靠离船舶趋于大型化,深吃水的船舶往往需要乘潮进出港口。因此,准确的潮高预测对大型船舶进出港口至关重要。目前大多数研究都是对已知港口的潮高进行长短期预测及潮高校正,而一些无潮高信息的港口只能通过其附近港口的潮高信息进行预估。为了精确预测无潮高预报港口的潮高信息,通过二次阶段插值建立内河任意点潮高的预测模型,通过距离-时间关系计算任意点p在同阶潮时的时间t,通过距离-潮高关系计算在时刻t对应的潮高,最后通过分段拟合来计算港口的任意时刻的潮高。测试结果表明,该模型的潮高预测有很高的精度,这对船舶进出无潮高信息港口的航行安全具有重要意义。     

中日航线集装箱船舶营运能效的最佳操作

为建立船舶能效管理计划、公司/船舶能效管理体系及船舶能效数据库,满足船东、船舶经营人、租船方、货主、港口、主管机关及其他相关方在公司/船舶能效管理标准及船舶能效认证方面的要求,作者对中日航线某一集装箱班轮近几个月的能效管理数据和能效管理操作进行了跟踪和分析,在此基础上进一步综合分析了如何实现中日航线集装箱轮船舶营运燃油能效目标。最后,作者总结了集装箱船舶营运能效的最佳操作方案,对航运企业节能减排和监控船舶二氧化碳等温室气体的排放具有重大现实意义。     

超大型船舶中国至西澳航线的探讨

超大型散装船舶从中国北方港口至西澳港口有两条航线可供选择。一条是外航线：台湾东部——吕宋岛以东——斑达海——东帝汶——西澳港口,这条航线是国际推荐的大型船舶航线。另一条是内航线：台湾东部——中国南海——民都洛海峡——苏禄海——爪哇海——龙目海峡或ALAS海峡——西澳港口,这条航线通常是吃水12m以下的船舶使用。以北仑港至丹皮尔的航线为例,外航线的航程是3279n mile,内航线的航程是3179n mite。     

电子海图中航线设计与监视的实时仿真方法

提出了基于国际标准格式(S-57)电子海图平台的航行安全实时仿真方法,主要研究了航线设计和航路监视方法.将指示克里格法应用于航线设计的研究,对海底地形曲面进行拟合并求取任意位置水深值,对离散的条件分布函数进行顺序矫正,保证了阈值区间的合理性.采用人机交互的方式根据船舶的航行信息和海图信息对计划航线进行修正,实现了计划航线可行性的自动判别,改进了航路监视的判定算法,并采用船舶形成碰撞紧迫局面时间(TCQA)和船舶形成碰撞紧迫局面距离模型来判断本船与目标船之间的紧迫局面及碰撞风险,从而有效地监控并提示避碰危险.经航海模拟器验证,该方法准确可靠.     

船舶运行过程中自适应智能航线控制系统设计

针对传统独立PID船舶智能航线控制系统,航线角度误差较大的问题,设计了新型船舶自适应智能航线控制系统。通过C6713型DSP处理芯片和84HCSL595型锁存扩展芯片,构建船舶三项电机驱动系统,实现船舶前进方向控制;在传统PID控制算法上引入智能模糊算法,对船舶航线角度进行智能精确计算,获取角度误差和角度误差变化率数值,为驱动系统提供方向指令,减小航线误差。仿真实验数据表明,新设计的智能航线控制系统航线平均角度误差,比传统独立PID船舶智能航线控制系统小9.859 8°左右。