基于AIS數(shù)據(jù)的船舶航線挖掘.pdf

1、隨著航海信息技術的迅速進步，船舶自動識別系統(tǒng)產(chǎn)生的航行數(shù)據(jù)（簡稱AIS數(shù)據(jù)）呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。這些海量的AIS數(shù)據(jù)蘊含有豐富的物流、航運、海上交通等有用知識。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法已不能滿足現(xiàn)代航運業(yè)快速發(fā)展的要求，急需有效的理論與技術對這些大量的AIS數(shù)據(jù)進行分析和應用。數(shù)據(jù)挖掘和聚類作為一種從海量數(shù)據(jù)中挖掘有用的、具有潛在效用知識的理論與方法，已經(jīng)成為海量AIS數(shù)據(jù)的主要分析技術。
　　本文以船舶軌跡為研究對象，數(shù)據(jù)挖掘和聚類技術為

2、方法，針對航線規(guī)劃中的相關問題，致力于開展構造基于AIS數(shù)據(jù)的航線規(guī)劃服務系統(tǒng)。降低航線設計時的人為錯誤，同時為航路規(guī)劃提供輔助決策提高監(jiān)管效率，優(yōu)化船舶通航。本文的主要工作如下:
　　(1) AIS數(shù)據(jù)的解碼與處理。在介紹AIS信息類型、內容更新時間的基礎上，分析了AIS原始信息的構成和主要語句結構，并對AIS信息進行了解碼。設計了AIS數(shù)據(jù)庫，并對錯誤的AIS信息進行了篩選。提出了缺失的AIS信息插值方法。獲得清潔可用的AIS

3、信息。
　　(2)當軌跡數(shù)據(jù)達到大數(shù)據(jù)量級時會對數(shù)據(jù)的存儲、傳輸和處理帶來極大的困難和挑戰(zhàn)。本文對經(jīng)典的Douglas-Peucker算法進行了研究，并結合船舶航線設計時的偏航極限和船舶領域知識對壓縮閾值進行了探究。提出了基于速度和航向約束的船舶軌跡數(shù)據(jù)壓縮方法，并對兩種算法的效果進行了實驗對比。
　　(3)根據(jù)船舶海上的運動特征，研究了船舶航向和航速變化規(guī)律，為研究船舶行為特征提供了新的依據(jù)。同時設計了在線識別船舶的擱置行