海洋運(yùn)輸已經(jīng)成為國際間商品交換中最重要的方式之一,貨運(yùn)總量占比約為全部國際運(yùn)輸量的80%并仍在快速增加。在這種情況下,海上交通路線異常紛雜,如果交通事故頻發(fā)將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員安全隱患。對(duì)于遠(yuǎn)洋航向的船舶來說,軌跡預(yù)測的意義在于能夠有效控制油耗實(shí)現(xiàn)更大盈利和避免進(jìn)入危險(xiǎn)水域而影響貨運(yùn)時(shí)效;對(duì)于近海船舶來說,軌跡預(yù)測的意義在于能夠?yàn)榇魈峁┍芘龊吐肪�規(guī)劃決策的技術(shù)支持。近年來針對(duì)船舶軌跡數(shù)據(jù)的分析與預(yù)測研究越來越受到學(xué)者們的重視。目前,已有的方法大部是基于傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)方法或船舶運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的方法,也有少數(shù)基于深度學(xué)習(xí)的模型的方法但預(yù)測時(shí)間較短,這些模型已經(jīng)很難適應(yīng)日益復(fù)雜的海上交通狀況。如今,幾乎所有的船舶都配備有船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（Automatic Identification System,AIS）設(shè)備,該設(shè)備可以無間斷的對(duì)外廣播船舶的動(dòng)靜態(tài)信息,相對(duì)于傳統(tǒng)的船舶交通服務(wù)（Vessel Traffic Service,VTS）數(shù)據(jù)和雷達(dá)數(shù)據(jù),AIS數(shù)據(jù)更加容易獲得。本文基于大量的歷史AIS數(shù)據(jù)并在不破壞其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行軌跡提取,針對(duì)提取的數(shù)據(jù)集,基于深度學(xué)習(xí)模型建立了具有相... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

基于船舶軌跡特性的軌跡預(yù)測一般方法

另一種導(dǎo)致重復(fù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因是因?yàn)樗弦苿?dòng)通信業(yè)務(wù)標(biāo)識(shí)碼（MaritimeMobileServiceIdentity，MMSI）是國際海事組織（InternationalMaritimeOrganization，IMO）指派給AIS設(shè)備的唯一識(shí)別編號(hào)而非指派給船舶的唯一識(shí)別編號(hào)。AIS設(shè)備的轉(zhuǎn)賣會(huì)導(dǎo)致不同的船舶具有相同的MMSI號(hào)，從而導(dǎo)致船舶的軌跡會(huì)呈蛛網(wǎng)式分布，該類軌跡是噪聲軌跡。（3）漂移軌跡數(shù)據(jù)漂移軌跡是指時(shí)間間隔比較小的兩個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)較大的位置幅度偏移或轉(zhuǎn)向角偏移。漂移軌跡點(diǎn)會(huì)對(duì)后續(xù)的軌跡建模步驟造成誤導(dǎo)影響，故應(yīng)該剔除或用線性擬合方式進(jìn)行插值處理。圖2-2(a)為位置漂移軌跡示意圖。（4）稀疏軌跡數(shù)據(jù)一些船舶可能由于AIS消息丟包現(xiàn)象丟失而導(dǎo)致軌跡數(shù)據(jù)無法被連續(xù)采集，這種數(shù)據(jù)成為稀疏軌跡數(shù)據(jù)。稀疏軌跡數(shù)據(jù)由于缺失大量信息導(dǎo)致無法進(jìn)行插值處理，所以對(duì)于稀疏軌跡一般進(jìn)行直接拋棄處理。圖2-2(b)為稀疏軌跡示意圖。圖2-2(a)位置漂移軌跡示意圖圖2-2(b)稀疏軌跡示意圖圖2-2位置漂移軌跡與稀疏軌跡示意圖（5）過短軌跡數(shù)據(jù)除信道擁堵導(dǎo)致的AIS丟包因素外，一些船舶會(huì)在進(jìn)入禁止捕撈區(qū)捕撈或者感知到附近水域有海盜時(shí)會(huì)刻意關(guān)閉AIS設(shè)備，這就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生過短的軌跡

91 °=(3412140h)=不可用=默認(rèn)值） COG 12 地面航線，以 1/10°為單位（0-3599）。3600 (E10h)=不可用=默認(rèn) 值。3 601-4 095 應(yīng)不采用 2.3.2 數(shù)據(jù)采集 本文的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集于 http://www.marinecadastre.gov/ais/網(wǎng)站，該網(wǎng)站免費(fèi)提供 2014 年至 2017 年所有經(jīng)過美國海岸船舶的 AIS 數(shù)據(jù)，由于數(shù)據(jù)量過于龐大僅 2017 年的數(shù)據(jù)就有大概 450GB 的 CSV 表格文件，所以本文選取 2017 年UTM 地圖上 10 區(qū)域所覆蓋的完整 AIS 數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)規(guī)模為 42.3GB 的 CSV 表格文件，包含大概條 3.5 億條數(shù)據(jù)。圖 2-3 顯示了本文所采集數(shù)據(jù)覆蓋的區(qū)域，圖2-4 顯示了 2017 年 1 月至 2017 年三月的歷史船舶軌跡。


本文編號(hào)：3543935