【摘要】：隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與內(nèi)陸經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)內(nèi)河航運(yùn)需求不斷增加,與此同時(shí),內(nèi)河航運(yùn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展也對(duì)內(nèi)河航運(yùn)效率提出了更高的要求。保證船舶在內(nèi)河中的高效航行,一方面可以減少油耗、降低碳排放,另一方面可以提高船舶流轉(zhuǎn)效率,增加船舶的營(yíng)運(yùn)效率,提高內(nèi)河船舶公司和內(nèi)河港口的經(jīng)濟(jì)效益。而隨著航運(yùn)信息技術(shù)的發(fā)展,海量的航運(yùn)數(shù)據(jù)不斷產(chǎn)生,船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(Automatic Identification System,AIS)產(chǎn)生的船舶軌跡數(shù)據(jù)便是其中之一,它包含了船舶呼號(hào)、船名、船舶位置、船舶類型、航行速度等信息,這些數(shù)據(jù)為航運(yùn)相關(guān)研究提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本文以提高內(nèi)河集裝箱船舶航行效率為目標(biāo),使用SQL Server 2014與R,展開對(duì)重慶市水上交通管理監(jiān)控系統(tǒng)中集裝箱船舶AIS軌跡數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘與統(tǒng)計(jì)分析。論文完成的主要工作包括:(1)總結(jié)國(guó)內(nèi)外航運(yùn)業(yè)發(fā)展與軌跡數(shù)據(jù)研究現(xiàn)狀,在閱讀大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,明確基于軌跡大數(shù)據(jù)的船舶航行效率研究的可行性與必要性,確定研究中需要使用的相關(guān)理論與軟件技術(shù)。(2)搭建軌跡數(shù)據(jù)挖掘環(huán)境,介紹論文相關(guān)概念參數(shù)與軌跡數(shù)據(jù)來(lái)源,設(shè)計(jì)長(zhǎng)江集裝箱運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)圍欄模型以及集裝箱船舶效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,構(gòu)建長(zhǎng)江集裝箱運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)軌跡數(shù)據(jù)庫(kù),最后繪制出集裝箱船舶軌跡數(shù)據(jù)挖掘邏輯圖。(3)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,然后基于長(zhǎng)江集裝箱運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)軌跡數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)挖掘方法,從長(zhǎng)江航道整體出發(fā),以航道內(nèi)港口、碼頭、船閘為節(jié)點(diǎn),將軌跡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為軌跡線段數(shù)據(jù),挖掘集裝箱船舶行為時(shí)間特征,最終,經(jīng)過(guò)DBSCAN聚類算法與人工統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)證明該方法以極高的準(zhǔn)確性還原了集裝箱船舶行為。(4)從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、按圍欄名稱分類、按船舶公司分類三個(gè)角度出發(fā),對(duì)軌跡數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與可視化展示,介紹數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的信息,同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)航運(yùn)過(guò)程中存在的不足。最終,本文通過(guò)集裝箱船舶軌跡數(shù)據(jù)挖掘,發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江航運(yùn)業(yè)存在部分船舶公司船舶航行效率較低、部分港口作業(yè)效率較低、船舶過(guò)閘等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題,并針對(duì)長(zhǎng)江航運(yùn)各環(huán)節(jié)提出了相應(yīng)的改進(jìn)策略。
【圖文】：

圖 3-1 長(zhǎng)江集裝箱運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)圖定義 4 時(shí)間項(xiàng)描述（單位：h）（皆為數(shù)據(jù)周期內(nèi)統(tǒng)計(jì)結(jié)果）：①錨地等待時(shí)間waitT ：網(wǎng)絡(luò)中各港口錨地區(qū)域船舶停留總時(shí)長(zhǎng)；②碼頭作業(yè)時(shí)間workT ：網(wǎng)絡(luò)中各港口碼頭區(qū)域船舶停留總時(shí)長(zhǎng)；③港口停留時(shí)間stopT：網(wǎng)絡(luò)中各港口區(qū)域船舶停留總時(shí)長(zhǎng)；④總作業(yè)時(shí)間totalworkT ：網(wǎng)絡(luò)中所有碼頭區(qū)域船舶停留總時(shí)長(zhǎng)；⑤總停留時(shí)間totalstopT ：所有船舶停留狀態(tài)下總時(shí)長(zhǎng)；⑥總航行時(shí)間totalnavigateT ：所有船舶航行狀態(tài)下總時(shí)長(zhǎng)；⑦總時(shí)間totalT ：所有船舶停留、航行兩種狀態(tài)下總時(shí)長(zhǎng)；⑧公司船舶使用時(shí)間companyT：各公司擁有船舶的使用總時(shí)長(zhǎng)；⑨統(tǒng)計(jì)周期時(shí)間T 。時(shí)間項(xiàng)相互關(guān)系如式 3.3 所示：workworkworktotalworkworkistopwaitworkTTTTTTTT ==+++=+ 122626

圖 3-2 重慶市水上交通管理監(jiān)控系統(tǒng)本文從重慶市水上交通管理監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)提取注冊(cè)船舶基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與集裝箱船舶航行軌跡數(shù)據(jù)，其中船舶基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括：船舶編號(hào)、船舶名稱、船舶類型、船籍港、船舶所屬企業(yè)、船舶載貨量、船舶載客數(shù)、船舶吃水深度、船舶深度、船舶寬度、船舶長(zhǎng)度、船舶總噸位；集裝箱船舶航行軌跡數(shù)據(jù)包括：船舶編號(hào)、船舶名稱、經(jīng)度坐標(biāo)、緯度坐標(biāo)、角度、速度、軌跡時(shí)間。系統(tǒng)現(xiàn)有功能僅為船舶信息與航行軌跡數(shù)據(jù)的初步應(yīng)用，本文將運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入研究，使數(shù)據(jù)更好地發(fā)揮自身價(jià)值。3.2.2 航運(yùn)衛(wèi)星地圖隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)與衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展，，將衛(wèi)星地圖與船舶 AIS 數(shù)據(jù)相結(jié)合的航運(yùn)衛(wèi)星地圖應(yīng)運(yùn)而生，為航運(yùn)業(yè)更精確的追蹤船舶提供了直觀的平臺(tái)。本文使用的航運(yùn)衛(wèi)星地圖如圖 3-3 所示，圖中區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)江流域經(jīng)濟(jì)帶，每一個(gè)綠色的點(diǎn)代表一艘發(fā)射數(shù)據(jù)的船舶，可以清晰的看到長(zhǎng)江航道被綠色的點(diǎn)標(biāo)識(shí)出，東
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U692;TP311.13

【參考文獻(xiàn)】

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1 許佳捷;鄭凱;池明e

本文編號(hào)：2606934