智能船舶航线优化方法综述

为提升船舶轨迹异常检测的精度和效率,解决传统异常检测方法存在的特征表征能力有限、补偿精度不足、容易出现梯度消失、过拟合等问题,提出一种基于Transformer_LSTM编解码器模型的无监督船舶轨迹异常检测方法。

该方法基于编码器解码器架构,由Transformer_LSTM模块替代传统神经网络实现轨迹特征提取和轨迹重构;将Transformer嵌入LSTM的递归机制,结合循环单元和注意力机制,利用自注意力和交叉注意力实现对循环单元状态向量的计算,实现对长序列模型的有效构建;通过最小化重构输出和原始输入之间的差异,使模型学习一般轨迹的特征和运动模式,将重构误差大于异常阈值的轨迹判定为异常轨迹。

采用2021年1月的船舶AIS数据进行实验,结果表明,模型在准确率、精确率以及召回率上相较于LOF,DBSCAN,VAE,LSTM等经典模型有着明显提升;F₁分数相较于VAE_LSTM模型提升约8.11%。

该方法的异常检测性能在各项指标上显著优于传统算法,可有效、可靠地运用于海上船舶轨迹异常检测。

     

船舶物流最佳航线智能选择算法研究

传统船舶物流航线的选择算法能够完成单批次、点对点船舶物流航线的确定,但针对多批次、多目的地、不同海洋运输环境的物流运输,传统船舶物流航线选择算法无法计算。为此提出船舶物流最佳航线智能选择算法研究。依托antcb数学模型控制k取值范围,构建理想状态下船舶物流航线的统计算法;扩展外在因素影响算法,对对渠道最佳航线计算进行动态修订,构建船舶物流最佳航线选择原则,完成船舶物流多点式最佳航线智能选择计算。通过实验表明,设计船舶航线智能选择算法比传统航线算法平均航线适用率提升68.93%,适合不同环境、多变量情况下最佳航线智能选择。     

SEA航线船舶冬季保班问题的探讨

五艘5250TEU船舶服务于中国至美西的SEA航线上,自1998年10月至今年春季,由于气象恶劣,货运量较大,给船舶准班工作带来被动局面,笔者曾先后三次在5250船舶上工作,经历过两个冬季。现就航线情况,并结合机械设备的情况,对船舶保班问题作一初步探讨。     

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。     

船舶航线生成研究

基于减轻船舶驾驶航线绘制劳动强度,克服绘制过程中人为主观因素影响的考虑,引进了蚁群计算法自动生成船舶航线研究问题。利用电子海图、阐述更好信息、搜寻策略、划分网络、选取航线、不航航和算法流程的具体做法。案例验证证明：船舶航线生成运用蚁群计算法具有准确和时效性。该研究实现了运用专家的搜寻策略思维下的船舶航行航线绘制的自动化,为制定船舶航线的高效、安全提供了理论依据。     

船舶航线远程控制网络攻击信息实时检测方法

传统船舶航线控制网络信息攻击检测方法,受到远程数据核编码器数据同步的时间不对称影响,导致攻击节点数据核受损信息无同检测算法检测量实时同步,从而出现检测响应出现延迟,降低了检测方法的整体效果。根据数据核编码器数据同步特点,提出船舶航线远程控制网络攻击信息实时检测方法研究。首先,对远程数据核编码器进行计算变量的同步优化;然后,引入布谷鸟算法根据编码器计算特征量,对被远程攻击受损数据进行节点定位;最后,通过数据标准化计算,完成对攻击数据节点位置的确定,完成对船舶航线远程控制网络攻击信息实时检测。通过与传统检测方法的实验数据对比结果,证明提出方法的有效性。     

中纬度海区远洋航线选择的探讨

船舶在进行远洋航行时一般会选用大圆航线,但有时在中纬度海区进行远洋航行时,恒向线不失为中纬度海区远洋航行中的一种选择。此文结合一个实例计算,就中纬度海区远洋航线的选择作一些探讨,供有关航海人员参考。     

基于Dijkstra算法的极区船舶航线规划方法

极区船舶航行面临诸多环境因素引起的安全风险,其中以海冰冰厚和密集度等因素的影响最为显著。为指引极地航行船舶根据冰况合理地进行航线规划,文章通过建立海冰栅格地图模型,采用Dijkstra算法,结合冰阻力估算公式考虑船舶尺度参数影响,针对航行距离、航行时间以及燃油消耗等优化目标,建立多目标极区船舶航线规划求解方法。结果显示,基于文章规划方法可提供符合不同目标要求的合理航线。研究成果可支撑考虑船舶本身性能的航线规划方法构建,为实际工程应用奠定基础。     

基于模糊信息源的船舶航线补充评价方法

考虑到船舶航线评价不仅关系到船舶航行安全,也与船舶的运营效益密切相关,提出基于模糊信息源的船舶航线补充评价方法,充分利用信息的价值修正指标权重,使评价的结果更有参考价值。     

船舶航线信息存储加密算法

传统船舶航线信息所采用的算法多为单一算法,在算法加密程度上,安全级别较低且存在计算漏洞。容易被网络黑客通过溢出数据等方式进行破解。传统算法不但加密逻辑单一,而且在数据加密存储处理上,受到加密与存储两种操作逻辑的限制,处理速度缓慢,不利于航线信息的实时高速存储操作。因此提出船舶航线信息存储加密算法,引入动态浮点融合加密体系。在体系下包含2种加密算法与一种融合存储策略。首先通过同态浮点加密算法对信息数据进行同态的以及加密,建立初级安全密钥体系;接着由动态加密通信算法对信息进行通信协议加密计算;最后由存储融合策略对2种加密数据进行融合存储。仿真实验证明,提出的算法不论在信息数据加密级别上还是存储速度上,都明显优于传统的信息存储加密算法。     

船舶操纵模拟技术在坝区河段航线选择中的应用

利用船舶操纵模拟技术模拟分析湘江典型代表船型在长沙枢纽坝区河段的航行情况,结合该河段的通航水流情况、可能的航行冲突区情况等通航环境特点,研究不同航路上下行规则下船舶的会遇情况。结果表明:上下游锚地之间的航段,无论采用各自靠左还是各自靠右的航路规则均可;在下游桥区,采用各自靠右的航路规则更优;两种航路规则下,口门区的交叉点数量相同,对于交通流的影响是一致的,需要在调度过程中避免船舶在潜在冲突区的交叉。     

汽车船北印度洋夏季航线选择探讨

本文根据3000车位汽车船(PCC)受风浪影响特点,通过船舶连续两次夏季往返北印度洋的航行实践,介绍此类汽车船在北印度洋夏季不同时段、不同风浪等级情况下的往返航线选择(设计),仅供有关方面参考。中远日邮所属由中远航运股份有限公司管理的汽车船常发口轮2006年夏