基于AIS数据的船舶行为特征分析

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基于AIS数据的船舶行为特征分析

作者：王桐明 许钥 周春华

来源：《科学与财富》2019年第09期

摘要：掌握海上船舶行为特征是实现海上交通、船舶自动化和智能化的基础。由于海上船

舶通航环境非常复杂，一般无法直接获得准确可靠的全部通航环境要素。因此，通过分析船舶

行为大数据，认识船舶的行为特征，进而掌握微观上的船舶的行为规律和宏观上的海上交通规

律。这是船舶操纵自动化的研究基础，也是一个难点问题。本文主要研究利用船舶AIS数据分

析船舶行为特征的方法。分析的方法为利用船舶会遇算法提取AIS数据中船舶行为。这项研究

为船舶行为特征分析提供新的思路。

关键词：船舶AIS数据;海上交通;船舶行为;会遇

1引言

海上交通是指特定水域内各类船舶运动的组合和各类船舶行为的总体。船舶行为研究是从

船舶运动特点出发，分析船舶行为特征，是海上交通工程学重要内容。通过对船舶行为的研

究，可以宏观上和微观上掌握海上交通，特别是船舶行为的基本特征和一般规律，对各相关单

位管理措施的制定、港航工程建设、导助航设施设备的投入和各类船舶定线制的实施等都具有

指导意义。

2会遇时空分析

船舶会遇是船舶间发生海上交通事故的必要前提，会遇形势的复杂程度与船舶碰撞风险大

小紧密相关，因而船舶会遇状况在一定程度上表征海上船舶碰撞危险程度。总体上，会遇样本

数目相对较大，而船舶碰撞概率小、样本少，因而研究船舶会遇是减少海上交通事故，特别是

船舶碰撞事故的有效、可行的方法，对认识和改善海上船舶通航环境具有重要意义。

2.1会遇定义分类

在海上交通工程中，由于研究目的和可利用的研究数据不同，会遇的定义也有所区别，大

致有下列四种：

（1）会遇是如果不采取避让行动，两船的会遇最近距离就小于某一给定距离（如0.5海

里）的一种实际情况。

（2）会遇是如果两船同时处于某一给定距离以内的一种实际状态。这种方法被大多数的

海上交通工程研究人员采用。