基于AIS數(shù)據(jù)的航線生成.pdf

1、隨著AIS(Automatic Identification System)的應(yīng)用和普及，與之伴隨而來的是信息量巨大的AIS數(shù)據(jù)。如何充分利用海量AIS數(shù)據(jù)、應(yīng)用大數(shù)據(jù)理論與技術(shù)解決航運(yùn)信息服務(wù)問題愈來愈引起人們的重視。航線規(guī)劃作為船舶智能導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，如何合理利用船舶的AIS歷史數(shù)據(jù)為操船者更好航行指導(dǎo)顯得尤為重要。本文針對目前航線設(shè)計(jì)存在的局限性，提出了利用數(shù)據(jù)清洗、聚類分析等方法對船舶AIS歷史偏轉(zhuǎn)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和聚類，得到

2、用于航線設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向點(diǎn)，并應(yīng)用Dijkstra最短路徑算法生成航線。論文完成的主要工作包括:
　　(1)面向航線生成的AIS數(shù)據(jù)的清洗研究。根據(jù)AIS數(shù)據(jù)的特性，將AIS的數(shù)據(jù)清洗分為點(diǎn)數(shù)據(jù)清洗和線數(shù)據(jù)清洗。將點(diǎn)數(shù)據(jù)清洗分為船舶靜態(tài)數(shù)據(jù)清洗和船舶動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)清洗，提出了較為規(guī)范的船舶靜、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)清洗方法。根據(jù)線數(shù)據(jù)的特性，對缺失信息嚴(yán)重和存在偏航情況的航線進(jìn)行了相應(yīng)的清洗。
　　(2)基于AIS數(shù)據(jù)的航行轉(zhuǎn)向點(diǎn)提取研究。根據(jù)航線設(shè)

3、計(jì)的特點(diǎn)，研究了基于AIS數(shù)據(jù)的中船舶偏轉(zhuǎn)點(diǎn)的篩選，通過DBSCAN(Density-Based SpatialClustering of Applications with Noise)聚類算法對船舶偏轉(zhuǎn)點(diǎn)進(jìn)行聚類，獲得可供船舶航行時(shí)轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向點(diǎn)。
　　(3)構(gòu)建船舶航行環(huán)境。通過構(gòu)建深水航道作為內(nèi)河船舶航行的基礎(chǔ)區(qū)域，構(gòu)建船舶的航行環(huán)境;以聚類得到的轉(zhuǎn)向點(diǎn)作為有向圖的結(jié)點(diǎn)構(gòu)建了船舶航行模型。
　　(4)基于有向圖的Dij