船舶自动识别系统数据修复和预测算法研究 被引量：9

1

作者 刘磊 蒋仲廉 +2 位作者 初秀民 钟诚 张代勇 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1072-1077,共6页

针对船舶AIS数据丢失或错误等问题,本文借助分段三次Hermite插值实现AIS数据初步修复或预测,建立神经网络训练集和测试集,开展单点和连续多点AIS数据修复和预测;对比分析了BP神经网络与三次样条插值、分段三次Hermite插值方法以及组合... 针对船舶AIS数据丢失或错误等问题,本文借助分段三次Hermite插值实现AIS数据初步修复或预测,建立神经网络训练集和测试集,开展单点和连续多点AIS数据修复和预测;对比分析了BP神经网络与三次样条插值、分段三次Hermite插值方法以及组合算法在船舶AIS数据修复和预测中的精度。以重庆弯曲河段和武汉顺直河段为例,分析了航道平面形态、算法组合等对于船舶AIS数据修复和预测精度的影响。结果表明:联合算法有效提升了船舶AIS数据修复精度;在船舶AIS预测中,神经网络模型表现最优。研究成果可为船舶行为特征分析、建模等相关领域的研究提供借鉴。 展开更多

关键词 水路运输 数据修复和预测 BP神经网络 分段三次Hermite插值 三次样条插值 联合数学模型 自动识别系统数据 修复和预测精度

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基于运动属性约束的船舶AIS航迹去纠缠方法 被引量：1

2

作者 刘敬一 高晓倩 +3 位作者 郭琦 姚晨 裴新宇 陈金勇 《无线电工程》 北大核心 2023年第3期678-685,共8页

航迹去纠缠处理是基于自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据进行船舶运动行为深入分析的基础。传统航迹去纠缠处理方法存在虚警率和漏警率均较高的问题,这会造成重要船舶运动特征信息缺失以及纠缠去除不彻底等,进而... 航迹去纠缠处理是基于自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据进行船舶运动行为深入分析的基础。传统航迹去纠缠处理方法存在虚警率和漏警率均较高的问题,这会造成重要船舶运动特征信息缺失以及纠缠去除不彻底等,进而影响数据的可用性。基于此,通过分析船舶AIS原始定位数据特点以及船舶运动属性特征,提出基于运动属性约束的船舶AIS航迹去纠缠方法(A Method for Removing Entanglement of AIS Trajectory Based on the Constraints of Motion Attributes,CoMA),以瞬时航行速度和时间间隔约束船舶空间位置合理范围,以瞬时航向约束船舶转向的合理区间,双重约束下对航迹纠缠点进行去除。通过实例验证与对比可得,相较于传统航迹去纠缠方法,该方法能够在纠缠点彻底、精准、高效去除的前提下,最大程度地保留船舶运动行为特征,可为后续船舶航迹深入分析提供准确的数据输入。 展开更多

关键词 航迹纠缠 运动属性 航迹预处理 自动识别系统数据

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高轨凝视卫星基于AIS数据的海洋图像几何精校正方法 被引量：1

3

作者 宣耿亘 周驰 +1 位作者 李贞 谢海平 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2023年第1期28-34,共7页

针对高轨凝视卫星存在难以选取地面控制点从而在一定程度上影响卫星性能发挥的问题,文章将连续成像的凝视卫星与船舶自动识别系统(AIS)数据有机结合起来,充分利用AIS数据定位精度高、更新频次快、与高轨凝视卫星配准性好的特点,将船舶AI... 针对高轨凝视卫星存在难以选取地面控制点从而在一定程度上影响卫星性能发挥的问题,文章将连续成像的凝视卫星与船舶自动识别系统(AIS)数据有机结合起来,充分利用AIS数据定位精度高、更新频次快、与高轨凝视卫星配准性好的特点,将船舶AIS数据作为控制点对海洋区域进行几何精校正。根据海洋较地面平坦的特点,基于多项式校正法,设计了两种针对高轨凝视卫星的遥感图像校正策略,并利用高分四号卫星和商用AIS数据进行了验证比对,给出了应用建议。分析结果表明:采用AIS数据可有效提升高轨凝视卫星海洋遥感图像定位精度,可为高轨凝视卫星影像快速几何精校正策略设计提供参考。 展开更多

关键词 高轨凝视卫星 海洋遥感图像 多项式校正法 自动识别系统数据

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基于改进Frechet距离的海上目标航迹相似性度量方法 被引量：3

4

作者 刘敬一 郭琦 +1 位作者 陈金勇 楚博策 《无线电工程》 北大核心 2022年第6期1080-1085,共6页

轨迹相似性分析是运动目标行为规律分析中的基础。船舶作为一类典型运动目标,其运动特征及行为模式与陆上运动目标有较大差异,直接在船舶轨迹相似性的度量中采用已有方法会面临较多挑战。通过分析船舶运动特征,在考虑运动约束、时空跨... 轨迹相似性分析是运动目标行为规律分析中的基础。船舶作为一类典型运动目标,其运动特征及行为模式与陆上运动目标有较大差异,直接在船舶轨迹相似性的度量中采用已有方法会面临较多挑战。通过分析船舶运动特征,在考虑运动约束、时空跨度以及定位误差的情况下,提出了基于改进Frechet距离的海上目标航迹相似性度量方法。通过实例验证与对比可得,相较于传统轨迹相似性分析方法,该方法具有更好的尺度不变性与噪声鲁棒性,能够更为准确地刻画不同空间尺度及噪声下的航迹相似程度。 展开更多

关键词 轨迹相似性 船舶航迹 Frechet距离 自动识别系统数据

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基于Attention的AIS数据段相似性搜索模型

5

作者 李丽 赖俊星 《指挥控制与仿真》 2022年第1期86-91,共6页

自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据中蕴含着与船舶交通相关的时间序列信息。基于AIS数据段的相似性搜索也成为智能船运领域的研究热点。AIS数据属于多维时间序列数据,传统的多维数据序列相似性搜索方法通过将原始... 自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据中蕴含着与船舶交通相关的时间序列信息。基于AIS数据段的相似性搜索也成为智能船运领域的研究热点。AIS数据属于多维时间序列数据,传统的多维数据序列相似性搜索方法通过将原始数据进行降维,并在降维后的数据空间进行时序数据的相似性搜索。然而,此种方法计算复杂度较高,会极大程度地降低相似性搜索的效率。深度学习模型产生的二进制编码改善了时间序列数据搜索性能。基于注意力(Attention)机制的AIS数据段相似性搜索模型对时间序列数据中的时序信息与参数变量间的潜在关系进行同时获取与学习。基于Attention机制的Seq2Seq的相似性搜索模型结合了时间序列数据与Seq2Seq模型的特点,使用Seq2Seq模型中GRU编码器产生的二进制编码进行AIS时间序列数据的相似性搜索。相应的实验结果也表明这种基于Attention机制的模型具有优异的AIS数据相似性搜索性能。 展开更多

关键词 自动识别系统数据 相似性搜索 Seq2Seq 注意力机制 时序信息

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基于AIS数据的船舶航迹多维预测方法 被引量：8

6

作者 高大为 朱永生 +3 位作者 张金奋 鄢博冉 何延康 闫柯 《中国航海》 CSCD 北大核心 2021年第3期56-63,共8页

目前,船舶轨迹预测存在数据噪声严重、缺乏考虑历史轨迹的相似性的问题,导致预测精度不高,难以满足实际需求。针对该问题,从船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据去噪、在预测模型中考虑历史数据两个方面提高船... 目前,船舶轨迹预测存在数据噪声严重、缺乏考虑历史轨迹的相似性的问题,导致预测精度不高,难以满足实际需求。针对该问题,从船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据去噪、在预测模型中考虑历史数据两个方面提高船舶轨迹单步预测的精度和可靠性。根据相邻时刻的AIS数据修复当前时刻的船舶运动参数;使用二维长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)算法分别从时间和空间的角度将当前船舶的航迹数据和历史轨迹数据相融合,建立航迹预测模型和区域预测模型;利用试验数据验证模型的综合性能。试验结果表明:该模型可获得精度较高的船舶航行轨迹。 展开更多

关键词 航迹预测 船舶自动识别系统数据消噪 长短时记忆网络 数据驱动

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AIS数据中船舶会遇信息的提取方法 被引量：7

7

作者 冮龙晖 郑中义 齐乐 《中国科技论文》 北大核心 2017年第7期802-805,共4页

为了研究船舶领域模型的形状和边界需要取得大量的船舶会遇信息,提出了1种从AIS数据中提取船舶会遇信息的方法。该方法对AIS信息解码获取船舶原始动态信息,再运用插值计算方法和船舶运动几何原理计算船舶相对运动参数,根据避碰规则和航... 为了研究船舶领域模型的形状和边界需要取得大量的船舶会遇信息,提出了1种从AIS数据中提取船舶会遇信息的方法。该方法对AIS信息解码获取船舶原始动态信息,再运用插值计算方法和船舶运动几何原理计算船舶相对运动参数,根据避碰规则和航海实践经验对不同会遇态势下的船舶会遇样本进行提取。采用琼州海峡AIS数据对该方法进行了验证,结果表明该方法能够有效地提取船舶相对运动参数和船舶会遇信息,可以用于船舶领域模型研究。 展开更多

关键词 海上交通工程 船舶领域 船舶自动识别系统数据 船舶会遇 琼州海峡

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港口船舶尾气排放量及泊位调度优化研究

8

作者 林博闻 马晓凤 庄义彬 《中国航海》 CSCD 北大核心 2024年第1期88-96,共9页

为加强绿色港口建设、降低港口污染排放水平,基于海量船舶自动识别系统(AIS)数据挖掘船舶运行规律并应用分布式运算获取港口船舶污染物典型排放量及分布特征。结果表明,两种主要污染气体SOx和NOx呈现相似的变化趋势且船舶排放的尾气大... 为加强绿色港口建设、降低港口污染排放水平,基于海量船舶自动识别系统(AIS)数据挖掘船舶运行规律并应用分布式运算获取港口船舶污染物典型排放量及分布特征。结果表明,两种主要污染气体SOx和NOx呈现相似的变化趋势且船舶排放的尾气大多集中在泊位以及主航道上。经相关性分析发现,船舶活动水平因子与船舶尾气排放量呈显著正相关关系,船舶的到达数量及在港口的作业时间影响着泊位区域的污染水平。最后,针对现有的港口船舶调度机制和港口基础条件,基于AnyLogic建立仿真模型对港口泊位配置数量进行优化,有效降低了港口船舶的尾气排放量,为绿色航运提供了一种新的方案参考。 展开更多

关键词 港口 尾气排放估算 船舶自动识别系统数据 泊位配置量优化

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基于AIS数据的船舶冲突概率检测方法 被引量：4

9

作者 陈逸涵 刘克中 +2 位作者 辛旭日 苗鹏 张明阳 《中国航海》 CSCD 北大核心 2022年第4期15-22,共8页

针对高交通量的港口水域和动态航行场景下有效的船舶碰撞风险感知问题,提出一种冲突概率检测方法。基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据挖掘(Data Mining,DM)提取船长、航速和相对方位这3者与最小安全距离(S... 针对高交通量的港口水域和动态航行场景下有效的船舶碰撞风险感知问题,提出一种冲突概率检测方法。基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据挖掘(Data Mining,DM)提取船长、航速和相对方位这3者与最小安全距离(Safe Distance of Approach,S_(DAmin))的关系,构建动态领域模型;在此基础上,考虑港口水域船舶航行的动态性和船舶位置预测的不确定性,基于蒙特卡洛仿真根据不确定性分量的概率密度函数,在船舶不确定性运动方程模型中插入每个随机样本点,利用确定性求解器对冲突概率进行求解。结果表明:该方法能在高交通量的复杂动态环境下及时、准确地检测碰撞风险,可为船舶冲突的判断和智能避碰提供理论依据和指导。 展开更多

关键词 航行安全 船舶碰撞风险 蒙特卡洛仿真 冲突概率检测 船舶自动识别系统数据

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基于AIS数据的港口船舶营运效率评估系统 被引量：5

10

作者 徐明强 《中国航海》 CSCD 北大核心 2018年第3期119-122,共4页

基于进出港口的船舶自动识别系统(Automatic Identifcation System,AIS)数据,综合船舶时空位置信息及码头装卸货信息,针对港口船舶营运效率评估,提出船舶在港时间、船舶泊位停留时间、泊位有效占有率、船货集疏运通行能力、码头吞吐量... 基于进出港口的船舶自动识别系统(Automatic Identifcation System,AIS)数据,综合船舶时空位置信息及码头装卸货信息,针对港口船舶营运效率评估,提出船舶在港时间、船舶泊位停留时间、泊位有效占有率、船货集疏运通行能力、码头吞吐量和船舶NO_x排放量等港口船舶营运效率指标,重点描述港口船舶营运效率评估系统的总体结构、总体功能和实现方法。 展开更多

关键词 港口 船舶营运效率 船舶自动识别系统数据 评估指标 系统设计

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基于AIS数据的集装箱码头水域繁忙度分析 被引量：4

11

作者 李琼洁 赵楠 +1 位作者 陈伟杰 殷明 《中国航海》 CSCD 北大核心 2021年第3期44-50,共7页

为总结集装箱码头水域的繁忙分布时间和空间的分布规律特点,优化港口资源配置供给,基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS),提取船舶在港轨迹信息和数据,建立集装箱码头水域的航道通航繁忙度和侯泊作业繁忙度分析... 为总结集装箱码头水域的繁忙分布时间和空间的分布规律特点,优化港口资源配置供给,基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS),提取船舶在港轨迹信息和数据,建立集装箱码头水域的航道通航繁忙度和侯泊作业繁忙度分析模型。新加坡港是全球抵港船舶艘次最多的港口,因此,选取新加坡集装箱码头水域作为案例进行分析。结果表明:新加坡集装箱码头侯泊作业系统全天处于满负荷工作状态,船舶集中抵达新加坡港作业的时间集中在凌晨,新加坡港的航道水域整体相对开阔,但在港区附近由于泊位和锚地集中度较高,附近水域航道相对较为繁忙。该研究成果可供港口管理部门和运营企业优化资源配置,改善码头水域的基础设施条件提供参考。 展开更多

关键词 水路运输 船舶自动识别系统数据 集装箱码头水域 繁忙度

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基于GRU-DconvLSTM的船舶轨迹预测

12

作者 赵琦 许志远 葛佳薇 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2023年第6期124-129,139,共7页

利用深度学习方法预测船舶未来航行趋势,对海上交通安全以及船舶管理具有重要意义。在船舶自动识别系统(AIS)中已知的经度、纬度、航速数据基础上,提出一种基于门控循环单元结合双卷积层长短期记忆神经网络(GRU-DconvLSTM)预测模型。根... 利用深度学习方法预测船舶未来航行趋势,对海上交通安全以及船舶管理具有重要意义。在船舶自动识别系统(AIS)中已知的经度、纬度、航速数据基础上,提出一种基于门控循环单元结合双卷积层长短期记忆神经网络(GRU-DconvLSTM)预测模型。根据原始数据的变化趋势,采用标准差法对数据中的异常值进行处理,得到最终试验数据。该模型一方面通过门控循环单元(GRU)学习船舶历史数据上的运动规律;并采用双卷积层与长短期记忆神经网络(LSTM)结合的形式充分提取数据深层信息,提高模型对时序数据深层次特征的挖掘能力。将该模型与卷积长短期记忆神经网络(CNN-LSTM)、卷积门控循环神经网络(CNN-GRU)以及卷积层长短期记忆(Conv-LSTM)神经网络等3个模型进行对比,将均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差作为评价标准,结果表明,GRU-DconvLSTM模型在经度和纬度预测上误差较小,精确度较高。 展开更多

关键词 船舶自动识别系统数据 门控循环单元 双卷积层 长短期记忆神经网络 轨迹预测

原文传递

基于卫星AIS数据的北极水域我国船舶活动分析 被引量：3

13

作者 陈嘉豪 付姗姗 +2 位作者 万辉 席永涛 胡子正 《中国航海》 CSCD 北大核心 2021年第4期32-37,共6页

针对高纬度水域卫星船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据存在的属性缺失与异常等方面问题,结合IHS海事综合数据库和数据库结构化查询技术(Structured Query Language,SQL)对2015—2017年北极水域卫星AIS数据进... 针对高纬度水域卫星船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据存在的属性缺失与异常等方面问题,结合IHS海事综合数据库和数据库结构化查询技术(Structured Query Language,SQL)对2015—2017年北极水域卫星AIS数据进行清洗、修复等处理,并利用数据挖掘(Data Mining,DM)与地理信息系统技术(Geographic Information System,GIS)对北极水域我国船舶活动进行可视化分析。研究表明:2015—2017年北极水域我国船舶活动次数逐年增长,活动船舶以10000总吨以上、船长小于200 m的货船为主,且能以航速大于12 kn横跨东北航道,但西北航道船舶则以相对缓慢的0~6 kn航速为主。研究结论能为我国积极参与北极科考、军事活动以及航运企业制定航运计划等运输策略提供理论依据。 展开更多

关键词 北极水域 卫星船舶自动识别系统数据 船舶活动 可视化分析 数据库技术

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基于渔船轨迹的阿根廷滑柔鱼捕捞强度空间分析 被引量：3

14

作者 史慧敏 樊伟 +1 位作者 张涵 杨胜龙 《南方水产科学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1-11,共11页

为了解阿根廷滑柔鱼(Illex argentinus)渔船捕捞行为与空间分布,为其资源管理提供参考,文章采用2018年1—5月的船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据,通过统计方法分析渔船捕捞行为特征,基于数据挖掘方法识别鱿... 为了解阿根廷滑柔鱼(Illex argentinus)渔船捕捞行为与空间分布,为其资源管理提供参考,文章采用2018年1—5月的船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据,通过统计方法分析渔船捕捞行为特征,基于数据挖掘方法识别鱿钓渔船作业轨迹点,统计和绘制鱿鱼渔场捕捞强度分布图,分析了阿根廷滑柔鱼渔场各月捕捞强度空间分布特征。结果表明:1)阿根廷滑柔鱼鱿钓渔船速度呈明显的双峰分布;2)1—4月是阿根廷滑柔鱼渔汛期,作业渔船投入的捕捞努力量最多,中国大陆渔船2—4月捕捞强度高,其他国家和地区渔船高强度主要集中在4—5月;3)各月捕捞努力量存在空间自相关并呈现显著聚集分布模式;4)热点分析表明,2018年1—5月研究区域的捕捞努力量高值和低值均存在聚集分布,鱿钓渔船捕捞热点区域呈南移趋势。 展开更多

关键词 阿根廷滑柔鱼 船舶自动识别系统数据 捕捞强度 空间分布

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基于AIS数据的渔业船舶碰撞风险度评估模型 被引量：3

15

作者 邵承谱 朱浩纲 +1 位作者 温小飞 平弘 《上海船舶运输科学研究所学报》 2021年第1期1-5,10,共6页

构建一种渔业船舶碰撞风险度评估模型,并对其求解方法和计算流程进行设计。将该模型应用到基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据的渔业船舶安全管理与评价系统开发中,在系统中进行AIS数据库重构和数据深度挖... 构建一种渔业船舶碰撞风险度评估模型,并对其求解方法和计算流程进行设计。将该模型应用到基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据的渔业船舶安全管理与评价系统开发中,在系统中进行AIS数据库重构和数据深度挖掘,引入模糊数学方法和层次分析法,实现对渔业船舶碰撞风险度的科学评估和预测。测试结果表明:构建的渔业船舶碰撞风险度评估模型和开发的渔业船舶安全管理与评价系统可靠,预测的结果可信,可为渔业船舶的安全管理和评价提供科学的方法。 展开更多

关键词 船舶自动识别系统数据 渔业船舶 碰撞危险度 系统开发

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