基于AIS的船舶軌跡聚類與應(yīng)用.pdf

1、在世界經(jīng)濟全球化、一體化的大環(huán)境下，航運業(yè)發(fā)生著巨大的變化。貿(mào)易貨物的標準化管理、運輸、裝卸的大趨勢，引發(fā)了造船技術(shù)的不斷變革，船舶越造越大，種類越來越多。導(dǎo)致港口水域、航道、航線承載的負擔增大，航道也更加擁擠。在此情況下由于船舶自身問題（自動舵失效、雷達、羅經(jīng)失準等）以及人為因素（未使用安全航速、船舶逆行等）引發(fā)的海事事故增多，造成了巨大的經(jīng)濟損失。因此探索、發(fā)現(xiàn)和解決船舶異常問題，成為當前航運業(yè)的重要研究課題。而聚類又是解決異常的基

2、礎(chǔ)，基于此原因，本論文對船舶軌跡的聚類分析進行了研究。
　　論文以AIS數(shù)據(jù)為樣本，與聚類分析方法相結(jié)合，引入了適用于船舶軌跡聚類的算法。在對AIS原始數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，完成了船舶軌跡聚類。以獲得的聚類結(jié)果作為研究對象，開展對船舶軌跡聚類在船舶監(jiān)控、軌跡異常檢測，航路規(guī)劃等方面的應(yīng)用研究。本文主要工作包括:
　　1.AIS數(shù)據(jù)的解碼與處理。在介紹AIS信息類型、信息內(nèi)容、更新時間的基礎(chǔ)上，分析了AIS原始信息的構(gòu)成和主要語句

3、結(jié)構(gòu)，并對AIS信息進行了解碼。對解碼后數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的四種常見的情況進行了相應(yīng)的處理，獲得清潔可用的AIS數(shù)據(jù)。
　　2.采用基于軌跡結(jié)構(gòu)距離的聚類算法實現(xiàn)對船舶軌跡的聚類。在分析評價各種空間數(shù)據(jù)度量方法的基礎(chǔ)上，對其進行融合形成軌跡結(jié)構(gòu)距離。通過基于軌跡結(jié)構(gòu)距離的聚類算法，實現(xiàn)瓊州海峽部分船舶軌跡聚類。
　　3.將軌跡聚類應(yīng)用于船舶動態(tài)監(jiān)控、異常檢測、航路規(guī)劃等領(lǐng)域。在ECDIS模擬器上，對航行于聚類區(qū)域附近的船舶進行航速、