基于AIS數(shù)據(jù)的航線生成.pdf

1、隨著AIS(Automatic Identification System)的應用和普及，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)、應用大數(shù)據(jù)理論與技術(shù)解決航運信息服務問題愈來愈引起人們的重視。航線規(guī)劃作為船舶智能導航系統(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顯得尤為重要。本文針對目前航線設計存在的局限性，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)點數(shù)據(jù)進行提取和聚類，得到

2、用于航線設計的轉(zhuǎn)向點，并應用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)清洗分為點數(shù)據(jù)清洗和線數(shù)據(jù)清洗。將點數(shù)據(jù)清洗分為船舶靜態(tài)數(shù)據(jù)清洗和船舶動態(tài)數(shù)據(jù)清洗，提出了較為規(guī)范的船舶靜、動態(tài)數(shù)據(jù)清洗方法。根據(jù)線數(shù)據(jù)的特性，對缺失信息嚴重和存在偏航情況的航線進行了相應的清洗。
　　(2)基于AIS數(shù)據(jù)的航行轉(zhuǎn)向點提取研究。根據(jù)航線設

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