基于AIS大數據分析的航道通航寬度計算方法
發(fā)布時間：2021-12-22 15:20
為了解決現有規(guī)范里缺乏大型航道通航寬度計算方法的現實問題,建立了一套基于AIS大數據的分析方法,并開發(fā)了相關軟件,利用關系型數據庫、CAD可視化技術、數學擬合算法等技術,有效解決了AIS數據量極大、有效數據篩選難、解析效率低、易出錯等難點,達到快速分析海量AIS數據的目的,通過同航道等級及以上的船舶現場運行AIS數據,為航道通航寬度計算和優(yōu)化提供重要支撐。選取C#.Net語言結合界面框架WPF與數據庫SQLite聯(lián)合開發(fā)相關成果,在連云港港30萬噸級航道二期工程中進行了實踐,對同類工程應用AIS大數據具有參考意義。
【文章來源】：水運工程. 2020,(11)北大核心
【文章頁數】：5 頁
【部分圖文】：
某地某日的原始潮位數據及其擬合曲線
第11期王飛，等:基于AIS大數據分析的航道通航寬度計算方法本軟件開發(fā)基于C?S(即Client?Server客戶端?服務器端)架構，軟件開發(fā)層次分為前端交互開發(fā)與后端邏輯開發(fā)(圖4)，其中前端主要包括“文件管理”“數據管理”與各用戶交互模塊;后端服務前端，為了滿足大數據的讀寫操作，應采用“數據庫”作為數據容器，“圖形交互”主要為了提高軟件的交互性能，其他部分如“讀寫操作”與“底層函數”，對應服務前端的各應用模塊。軟件開發(fā)采用C#.Net語言，核心的大數據采用SQLite數據庫，前端界面為WPF(WindowsPresentationFoundation，基于Windows系統(tǒng)的用戶界面框架)。圖4軟件開發(fā)層次考慮到大數據處理分析的效率，本文采用C#．Net與數據庫SQLite進行聯(lián)合開發(fā)。其中，SQLite為輕型數據庫，是遵守ACID的關系型數據庫管理系統(tǒng)，數據處理速度快，適合大結構化數據的儲存、提娶分析和存入等操作。相關開發(fā)成果見圖5。圖5軟件界面軟件最終除了輸出常規(guī)的文本數據外，還將航行軌跡線統(tǒng)一輸出到AutoCADCivil3D［5］中(圖6)，以協(xié)助可視化校核。通過隨機抽取AIS船舶樣本進行手動計算驗證，軟件計算正確率達到100%，AIS數據處理效率至少提升10倍以上。圖6綜合數據可視化篩選4工程應用本文的開發(fā)成果已應用于連云港港30萬t航道工程關于航道通航寬度(圖7)的深化研究中，該研究基于連云港區(qū)25萬噸級及以上AIS船舶數據，提出了不同保證率對應的船舶漂移倍數，以及不同條件下航道船舶漂移倍數取值。圖7連云港港30萬t航道采用本文研發(fā)的算法與軟件，對50余萬條原始數據進行橫流、航行軌跡等航行數據的篩選和分析，最終得到所有樣本的航跡帶寬度結果(表2)，總耗時6d(共6組數據源，含人工處理修正的時間，其中每組純計算時間約3～4h
菘狻弊魑??萑萜鰨?巴夾謂換ァ敝饕??頌岣?軟件的交互性能，其他部分如“讀寫操作”與“底層函數”，對應服務前端的各應用模塊。軟件開發(fā)采用C#.Net語言，核心的大數據采用SQLite數據庫，前端界面為WPF(WindowsPresentationFoundation，基于Windows系統(tǒng)的用戶界面框架)。圖4軟件開發(fā)層次考慮到大數據處理分析的效率，本文采用C#．Net與數據庫SQLite進行聯(lián)合開發(fā)。其中，SQLite為輕型數據庫，是遵守ACID的關系型數據庫管理系統(tǒng)，數據處理速度快，適合大結構化數據的儲存、提娶分析和存入等操作。相關開發(fā)成果見圖5。圖5軟件界面軟件最終除了輸出常規(guī)的文本數據外，還將航行軌跡線統(tǒng)一輸出到AutoCADCivil3D［5］中(圖6)，以協(xié)助可視化校核。通過隨機抽取AIS船舶樣本進行手動計算驗證，軟件計算正確率達到100%，AIS數據處理效率至少提升10倍以上。圖6綜合數據可視化篩選4工程應用本文的開發(fā)成果已應用于連云港港30萬t航道工程關于航道通航寬度(圖7)的深化研究中，該研究基于連云港區(qū)25萬噸級及以上AIS船舶數據，提出了不同保證率對應的船舶漂移倍數，以及不同條件下航道船舶漂移倍數取值。圖7連云港港30萬t航道采用本文研發(fā)的算法與軟件，對50余萬條原始數據進行橫流、航行軌跡等航行數據的篩選和分析，最終得到所有樣本的航跡帶寬度結果(表2)，總耗時6d(共6組數據源，含人工處理修正的時間，其中每組純計算時間約3～4h)，相比傳統(tǒng)算法2～3個月的解析時間，大幅提高了AIS數據處理和分析的效率。·541·
【參考文獻】：
期刊論文
[1]BIM在疏浚設計中的二次開發(fā)與應用[J]. 王飛,于康康,黃曄卉. 水運工程. 2017(11)
[2]基于大型船舶實船觀測的開敞海域淺灘深挖槽航道通航寬度[J]. 郭冬冬,金雪英,曹恩廣,程鑫,車軍,馬興華. 中國港灣建設. 2016(11)
[3]長江口深水航道雙向通航船舶寬度開發(fā)與研究[J]. 陳愛平,智廣路,楊曉東. 中國航海. 2008(02)
[4]航道邊線與橋墩之間安全距離的研究[J]. 沈小雄,程永舟,胡旭躍,歐陽飛. 水運工程. 2004(11)
本文編號：3546621
【文章來源】：水運工程. 2020,(11)北大核心
【文章頁數】：5 頁
【部分圖文】：
某地某日的原始潮位數據及其擬合曲線
第11期王飛，等:基于AIS大數據分析的航道通航寬度計算方法本軟件開發(fā)基于C?S(即Client?Server客戶端?服務器端)架構，軟件開發(fā)層次分為前端交互開發(fā)與后端邏輯開發(fā)(圖4)，其中前端主要包括“文件管理”“數據管理”與各用戶交互模塊;后端服務前端，為了滿足大數據的讀寫操作，應采用“數據庫”作為數據容器，“圖形交互”主要為了提高軟件的交互性能，其他部分如“讀寫操作”與“底層函數”，對應服務前端的各應用模塊。軟件開發(fā)采用C#.Net語言，核心的大數據采用SQLite數據庫，前端界面為WPF(WindowsPresentationFoundation，基于Windows系統(tǒng)的用戶界面框架)。圖4軟件開發(fā)層次考慮到大數據處理分析的效率，本文采用C#．Net與數據庫SQLite進行聯(lián)合開發(fā)。其中，SQLite為輕型數據庫，是遵守ACID的關系型數據庫管理系統(tǒng)，數據處理速度快，適合大結構化數據的儲存、提娶分析和存入等操作。相關開發(fā)成果見圖5。圖5軟件界面軟件最終除了輸出常規(guī)的文本數據外，還將航行軌跡線統(tǒng)一輸出到AutoCADCivil3D［5］中(圖6)，以協(xié)助可視化校核。通過隨機抽取AIS船舶樣本進行手動計算驗證，軟件計算正確率達到100%，AIS數據處理效率至少提升10倍以上。圖6綜合數據可視化篩選4工程應用本文的開發(fā)成果已應用于連云港港30萬t航道工程關于航道通航寬度(圖7)的深化研究中，該研究基于連云港區(qū)25萬噸級及以上AIS船舶數據，提出了不同保證率對應的船舶漂移倍數，以及不同條件下航道船舶漂移倍數取值。圖7連云港港30萬t航道采用本文研發(fā)的算法與軟件，對50余萬條原始數據進行橫流、航行軌跡等航行數據的篩選和分析，最終得到所有樣本的航跡帶寬度結果(表2)，總耗時6d(共6組數據源，含人工處理修正的時間，其中每組純計算時間約3～4h
菘狻弊魑??萑萜鰨?巴夾謂換ァ敝饕??頌岣?軟件的交互性能，其他部分如“讀寫操作”與“底層函數”，對應服務前端的各應用模塊。軟件開發(fā)采用C#.Net語言，核心的大數據采用SQLite數據庫，前端界面為WPF(WindowsPresentationFoundation，基于Windows系統(tǒng)的用戶界面框架)。圖4軟件開發(fā)層次考慮到大數據處理分析的效率，本文采用C#．Net與數據庫SQLite進行聯(lián)合開發(fā)。其中，SQLite為輕型數據庫，是遵守ACID的關系型數據庫管理系統(tǒng)，數據處理速度快，適合大結構化數據的儲存、提娶分析和存入等操作。相關開發(fā)成果見圖5。圖5軟件界面軟件最終除了輸出常規(guī)的文本數據外，還將航行軌跡線統(tǒng)一輸出到AutoCADCivil3D［5］中(圖6)，以協(xié)助可視化校核。通過隨機抽取AIS船舶樣本進行手動計算驗證，軟件計算正確率達到100%，AIS數據處理效率至少提升10倍以上。圖6綜合數據可視化篩選4工程應用本文的開發(fā)成果已應用于連云港港30萬t航道工程關于航道通航寬度(圖7)的深化研究中，該研究基于連云港區(qū)25萬噸級及以上AIS船舶數據，提出了不同保證率對應的船舶漂移倍數，以及不同條件下航道船舶漂移倍數取值。圖7連云港港30萬t航道采用本文研發(fā)的算法與軟件，對50余萬條原始數據進行橫流、航行軌跡等航行數據的篩選和分析，最終得到所有樣本的航跡帶寬度結果(表2)，總耗時6d(共6組數據源，含人工處理修正的時間，其中每組純計算時間約3～4h)，相比傳統(tǒng)算法2～3個月的解析時間，大幅提高了AIS數據處理和分析的效率。·541·
【參考文獻】：
期刊論文
[1]BIM在疏浚設計中的二次開發(fā)與應用[J]. 王飛,于康康,黃曄卉. 水運工程. 2017(11)
[2]基于大型船舶實船觀測的開敞海域淺灘深挖槽航道通航寬度[J]. 郭冬冬,金雪英,曹恩廣,程鑫,車軍,馬興華. 中國港灣建設. 2016(11)
[3]長江口深水航道雙向通航船舶寬度開發(fā)與研究[J]. 陳愛平,智廣路,楊曉東. 中國航海. 2008(02)
[4]航道邊線與橋墩之間安全距離的研究[J]. 沈小雄,程永舟,胡旭躍,歐陽飛. 水運工程. 2004(11)
本文編號：3546621
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