何 帆 何正偉 楊 帆 劉力榮

(武漢理工大學(xué)航運(yùn)學(xué)院1) 武漢 430063) (內(nèi)河航運(yùn)技術(shù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2) 武漢 430063)(國家水運(yùn)安全工程技術(shù)研究中心3) 武漢 430063)

0 引 言

隨著我國貨物載運(yùn)量和港口吞吐量的快速增長，內(nèi)河和海域中各類大小船舶數(shù)量日益增多，航道的氣象、地理、水文和建筑等情況復(fù)雜，船舶異常行為逐漸增多，給水上交通安全和人民生命財(cái)產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的威脅.為實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶異常行為的監(jiān)控，國內(nèi)外學(xué)者做了深入研究.熊勇等[1]采用AIS數(shù)據(jù)，運(yùn)用多核函數(shù)非參數(shù)估計(jì)法與假設(shè)檢驗(yàn)方法辨別在設(shè)定航線上出現(xiàn)異常行為的船舶;甄榮等[2]參照平面幾何中的點(diǎn)和直線的位置關(guān)系，選用多邊形區(qū)域里的船舶AIS數(shù)據(jù)，采用多種算法建立了基于貝葉斯分類的船舶異常行為識(shí)別模型;鄧?yán)卺槍?duì)內(nèi)河航道的特征，基于AIS歷史數(shù)據(jù)構(gòu)建了船舶正常行為模型，運(yùn)用數(shù)據(jù)分析和挖掘算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)船舶異常行為的識(shí)別；Tang等[3]設(shè)計(jì)了一種船舶異常行為智能融合系統(tǒng)，在系統(tǒng)中，把一些智能方法融合到一個(gè)集成的智能信息處理模塊中.

這些方法主要著眼于從宏觀上建立整體的監(jiān)控模型，在實(shí)時(shí)指導(dǎo)船舶糾正異常行為、避開潛在危險(xiǎn)因素、掌握航行狀況提供的幫助有限，且在目前來說采用先進(jìn)平臺(tái)結(jié)合研究的方法較少，因此結(jié)合現(xiàn)有平臺(tái)資源，以智能化的角度分析船舶異常行為成為此方向的研究趨勢(shì).文中針對(duì)不同角度的四種數(shù)學(xué)模型方法，基于電子海圖平臺(tái)進(jìn)行對(duì)船舶狀態(tài)模擬以及重點(diǎn)研究船舶追越問題的實(shí)驗(yàn)探討，尋找有效的船舶異常行為識(shí)別方法.

1 船舶行為異常狀態(tài)的確定

1.1 船舶異常行為概述

船舶異常行為產(chǎn)生的客觀和主觀原因非常多，對(duì)于船舶異常行為識(shí)別的定義，Portnoy等[4]認(rèn)為異常行為可以根據(jù)船舶正常行為數(shù)學(xué)建模與被檢測船數(shù)據(jù)指標(biāo)之間的差異來定義；Holst等[5]基于模式識(shí)別，認(rèn)為進(jìn)行異常行為識(shí)別需要對(duì)大多數(shù)船舶行為數(shù)據(jù)模式進(jìn)行研究與描繪，進(jìn)而找出這些少量數(shù)據(jù)和主要數(shù)據(jù)在某些典型模式上呈現(xiàn)出來的異同點(diǎn)并進(jìn)行對(duì)比.綜合國內(nèi)外學(xué)者的觀點(diǎn)，船舶異常行為是指船舶在航行或者錨泊時(shí)，出現(xiàn)的非正常行為或者違反水上交通管理規(guī)定的行為，船舶異常行為的識(shí)別是根據(jù)輸入的船舶航行相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)船舶的航速、航向、軌跡、船位等要素進(jìn)行分析，結(jié)合船舶所處的地理、環(huán)境和氣候條件，判斷船舶的航行是否符合正常的、普遍的航行運(yùn)動(dòng)規(guī)律，識(shí)別非法運(yùn)動(dòng)嫌疑，進(jìn)而對(duì)船舶航行安全及潛在的危險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估與預(yù)警.

1.2 模型構(gòu)建方法

基于高曙等[6]對(duì)船舶異常行為所提出的關(guān)于運(yùn)動(dòng)異常和所處空間位置異常兩大類及其細(xì)分出的16小類，經(jīng)過分析2016—2017年長江江陰轄區(qū)違章船舶的異常行為數(shù)據(jù)，把船舶異常行為概括為九個(gè)方面，見圖1.針對(duì)這九種船舶異常行為，本文重點(diǎn)提出兩類有針對(duì)性的船舶異常行為識(shí)別方法：時(shí)空分析法，航行狀態(tài)判定法.

圖1 船舶異常行為

2 基于電子海圖平臺(tái)的模型實(shí)現(xiàn)

2.1 時(shí)空分析法

將船舶AIS數(shù)據(jù)的時(shí)間和船舶所處空間位置及其周邊水域情況結(jié)合起來，對(duì)船舶航行狀態(tài)進(jìn)行分析和歸納，找出船舶異常行為并用數(shù)學(xué)模型對(duì)其進(jìn)行表征.重點(diǎn)對(duì)提出關(guān)于的后八種異常類別可細(xì)分為：位置判定、相對(duì)距離判定、軌跡判定、航向判定.

2.1.1位置判定

針對(duì)位置異常中的后三類現(xiàn)有研究方法較少的異常建立位置判定數(shù)學(xué)模型.

1) 針對(duì)碼頭前沿水域是否發(fā)生占位的判定，由于碼頭前沿水域的寬度不固定，其寬度和標(biāo)準(zhǔn)船長有直接關(guān)系，因此本文采用距碼頭前沿兩倍標(biāo)準(zhǔn)船寬范圍內(nèi)的區(qū)域作為碼頭前沿水域[7].圖2為計(jì)算模型獲取碼頭前沿水域范圍.

圖2 碼頭前沿水域范圍的計(jì)算模型

設(shè)碼頭前沿的某段線段為l1，其表達(dá)式為Ax+By+C=0，由于l1上任意兩點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)是可知的，所以l1的表達(dá)式也是可知的.設(shè)l2為碼頭前沿水域的邊界，L為標(biāo)準(zhǔn)船寬，則l2與l1的距離|MN|為2L.設(shè)MN與緯線的夾角為θ，由于(90°-θ)為碼頭前沿l1與緯線的夾角值，該值可從航道數(shù)據(jù)獲知，所以θ是可知的.因而，根據(jù)直線平移的公式，碼頭前沿水域的邊界l2的表達(dá)式可表示為：A(x-2Lcosθ)+B(y-2Lsinθ)+C=0.

如何影響他船靠離泊的船舶在碼頭前沿水域范圍內(nèi)，則滿足Ax+By+C<0和A(x-2Lcosθ)+B(y-2Lsinθ)+C>0這兩個(gè)條件.

在藤井船舶領(lǐng)域模型[8]中，內(nèi)河船舶的領(lǐng)域模型是一個(gè)橢圓，該橢圓有如下性質(zhì)：長軸的長度為6L0，短軸的長度為1.6L0，L0為船長.

假設(shè)影響他船靠離泊的船舶在碼頭前沿水域范圍內(nèi)，其位置為D(m,n)，以該點(diǎn)為圓心作一個(gè)橢圓，其長軸為6L1，短軸為1.6L1，L1為該船船長，為便于研究，令長軸與經(jīng)線平行，短軸與緯線平行.設(shè)要靠離泊的船舶位置為K(x,y)，其值不斷變化.在某一時(shí)間段內(nèi)，若K點(diǎn)進(jìn)入在橢圓內(nèi)，則船舶靠離泊的過程是不安全的，有碰撞的危險(xiǎn)，其函數(shù)關(guān)系為

(1)

式中：D(m,n)為影響他船靠離泊的船舶；K(x,y)為要靠離泊的船舶位置；L1為影響他船靠離泊的船舶的船長；L為標(biāo)準(zhǔn)船寬；θ為MN與緯線的夾角；f(x,y,m,n)為判定結(jié)果.當(dāng)U、V和W這三個(gè)集合的邏輯運(yùn)算結(jié)果都為真時(shí)，f(x,y,m,n)才為真，此時(shí)，碼頭前沿水域內(nèi)存在影響他船靠離泊安全的船舶.

2) 針對(duì)錨泊位置擁擠的判定，即判定有采砂、錨泊等行為的船舶是否處于航道中，可以借鑒第1)類關(guān)系的判定方法.假設(shè)有采砂、錨泊等行為的船舶的位置為D(m,n)，如果該船位于航道中，則該船不在碼頭前沿水域范圍內(nèi)，此時(shí)，其滿足的數(shù)學(xué)關(guān)系為A(m-2Lcosθ)+B(n-2Lsinθ)+C<0.

假設(shè)有采砂、錨泊等行為的船舶在航道中，以其位置點(diǎn)D(m,n)為圓心作一個(gè)橢圓，長軸為6L1，短軸為1.6L1，L1為該船船長，為便于研究，令長軸與經(jīng)線平行，短軸與緯線平行.設(shè)在航道中航行的某船舶的位置為K(x,y)，其值不斷變化.在某一時(shí)間段內(nèi)，若K點(diǎn)因航道寬度、吃水深度、航道中的障礙物、其他船舶影響或者人為操作等原因，不得不進(jìn)入有采砂、錨泊等行為的船舶的領(lǐng)域橢圓內(nèi)運(yùn)動(dòng)，則在航道中航行的船舶是不安全的，其函數(shù)關(guān)系為

(2)

式中：D(m,n)為有采砂、錨泊等行為的船舶的位置；L1為該船船長；v為該船航速；K(x,y)為在航道中航行的某船舶的位置；L為標(biāo)準(zhǔn)船寬，θ為MN與緯線的夾角，f(x,y,m,n,v)為判定結(jié)果.當(dāng)V,W和X這三個(gè)集合的邏輯運(yùn)算結(jié)果都為真時(shí)，f(x,y,m,n,v)才為真，此時(shí)，航道內(nèi)存在采砂、錨泊等有礙通航安全的船舶.

3) 針對(duì)船舶是否非法停泊，根據(jù)船速在某段時(shí)間內(nèi)的變化情況，如果船速一直不超過0.2 kn，則船舶處于停泊狀態(tài)[9].結(jié)合取水口位置及楊梅等人對(duì)取水口等級(jí)的劃分規(guī)則[10-11]判斷停泊狀態(tài)并設(shè)計(jì)取水口保護(hù)區(qū)的計(jì)算模型，見圖3.內(nèi)部矩形為一級(jí)保護(hù)區(qū)，外部矩形為二級(jí)保護(hù)區(qū).令取水口的位置坐標(biāo)為點(diǎn)F(m,n)，水流方向與緯線的夾角為θ.以一級(jí)保護(hù)區(qū)為例，U1為取水口上游的長度(U1可取1 500 m)，D1為取水口下游的長度(D1可取100 m)，C1為沿岸陸域縱深(C1可取50 m)，則可通過集合運(yùn)算得出一級(jí)保護(hù)區(qū)四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)，如點(diǎn)L的坐標(biāo)為

(3)

圖3 取水口保護(hù)區(qū)的計(jì)算模型

由此可得出舉行四條邊的函數(shù)表達(dá)式為：KL:P1X+Q1y+R1=0，LM:P2x+Q2y+R2=0，MN:P3x+Q3y+R3=0，NK:P4x+Q4y+R4=0.如果取水口一級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)有船舶違規(guī)停泊，其函數(shù)關(guān)系可用式(4)來表示.

(4)

式中：{x,y}為違規(guī)停泊的船舶的坐標(biāo)；v為該船的航速；P、Q和R均為待定系數(shù)；f(x,y,v)為判定結(jié)果.當(dāng)H，I，J，K和X這五個(gè)集合的邏輯運(yùn)算結(jié)果都為真時(shí)，f(x,y,m,n,v)才為真，此時(shí)，取水口保護(hù)區(qū)內(nèi)有船舶違規(guī)停泊.

如果采用以二級(jí)保護(hù)區(qū)作為判定基準(zhǔn)，則U2為取水口上游的長度(U2可取3 500 m)，D2為取水口下游的長度(D2可取300 m)，C2為沿岸陸域縱深(C2可取1 000 m)，其余計(jì)算過程均與一級(jí)保護(hù)區(qū)相似.

2.1.2相對(duì)距離判定

1) 針對(duì)錨泊船安全距離 由于海事部門的動(dòng)態(tài)監(jiān)管規(guī)范沒有對(duì)兩船間的安全距離作出硬性規(guī)定，本文根據(jù)藤井船舶領(lǐng)域模型來進(jìn)行分析，在內(nèi)河中，兩船間的安全距離不能小于船舶領(lǐng)域橢圓的短半軸0.8L0，L0為船長.由于兩船的長度往往不一樣，兩船的船舶領(lǐng)域大小也往往不一樣，為安全起見，應(yīng)采用長度較大的船舶的領(lǐng)域模型，所以在0.8L0中，L0為長度較大的船舶的船長.

對(duì)于錨泊船，要先判斷船舶是否處于錨泊狀態(tài).查看AIS數(shù)據(jù)，在某一時(shí)間段內(nèi)，如果兩船的航速都不超過0.2 kn，則兩船都處于停泊狀態(tài).設(shè)兩錨泊船間的安全距離為s，令s=0.8L0，兩錨泊船的位置分別為K1(x1,y1)和K2(x2,y2)，如果兩船距離大于或等于安全距離，則兩船都是安全的，其函數(shù)關(guān)系表達(dá)為

(5)

式中：K1(x1,y1)和K2(x2,y2)分別為兩錨泊船的位置；s為兩錨泊船間的安全距離；v1和v2分別為兩錨泊船的航速；f(x1,x2,y1,y2,v1,v2)為判定結(jié)果.當(dāng)L、X和Y這三個(gè)集合的邏輯運(yùn)算結(jié)果都為真時(shí)，f(x1,x2,y1,y2,v1,v2)才為真，此時(shí)，兩錨泊船間留有足夠的安全距離.

2) 針對(duì)在航船舶安全距離 設(shè)兩在航船舶間的安全距離為s，令s=0.8L0，兩在航船舶的位置分別為K1(x1,y1)和K2(x2,y2)，它們的位置會(huì)隨時(shí)間的變化而變化.如果兩船距離大于或等于安全距離，則兩船都是安全的，其函數(shù)關(guān)系表達(dá)為

(6)

式中：K1(x1,y1)和K2(x2,y2)分別為兩在航船舶的位置；s為兩在航船舶間的安全距離；v1和v2分別為兩在航船舶的船速；f(x1,x2,y1,y2,v1,v2)為判定結(jié)果.當(dāng)L、X和Y這三個(gè)集合的邏輯運(yùn)算結(jié)果都為真時(shí)，f(x1,x2,y1,y2,v1,v2)才為真，此時(shí)，兩在航船舶間留有足夠的安全距離.

2.1.3軌跡判定

選取某一小段河流作為研究對(duì)象，假設(shè)其走向?yàn)樽晕飨驏|，圖4為船舶軌跡與定線制規(guī)定的航路.其中點(diǎn)A(a,b)和C(e,f)為該段船舶軌跡中緯度最低的兩個(gè)點(diǎn)，B(c,d)為該段船舶軌跡中緯度最高點(diǎn)，若其全都位于多邊形區(qū)域內(nèi)，則該段船舶軌跡全都位于定線制規(guī)定的航路內(nèi).

圖4 船舶軌跡與定線制規(guī)定的航路

以點(diǎn)A為例，假設(shè)過點(diǎn)A的水平直線與多邊形區(qū)域有mA個(gè)交點(diǎn)，與多邊形邊界左側(cè)交點(diǎn)有mA1個(gè)，右側(cè)的交點(diǎn)有mA2個(gè)；依次類推定義點(diǎn)B和點(diǎn)C與多邊形邊界交點(diǎn).則根據(jù)奇偶規(guī)則法(even odd rule)，若mA1，mA2，mB1，mB2，mC1和mC2均為奇數(shù)，則該段船舶軌跡全都位于定線制規(guī)定的航路內(nèi)，其函數(shù)關(guān)系表達(dá)為

f(mA1,mA2,mB1,mB2,mC1,mC2)=

{mA1|mA1∈S}∧{mA2|mA2∈S}∧

{mB1|mB1∈S}∧{mB2|mB2∈S}∧

{mC1|mC1∈S}∧{mC2|mC2∈S}

(7)

式中：S={1,3,5,7,…}；f(mA1,mA2,mB1,mB2,mC1,mC2)為判定結(jié)果；mA為過點(diǎn)A的直線與多邊形區(qū)域的交點(diǎn)總數(shù)；mA1為點(diǎn)A左側(cè)的交點(diǎn)數(shù)；mA2為點(diǎn)A右側(cè)的交點(diǎn)數(shù)；mB，mB1，mB2，mC，mC1和mC2的意義依此類推.當(dāng)式中的六個(gè)集合的邏輯運(yùn)算結(jié)果都為真時(shí)，f(mA1,mA2,mB1,mB2,mC1,mC2)才為真，此時(shí)，該段船舶軌跡全都位于定線制規(guī)定的航路內(nèi).

2.1.4航向判定

船舶航行時(shí)，盡管船首向會(huì)在一定范圍內(nèi)微小變動(dòng)，但航向是基本穩(wěn)定的，而逆向行駛相對(duì)于航向偏移會(huì)造成更加嚴(yán)重的水上事故，因此本文以此為例，采用矢量分析法對(duì)船舶反向行駛情況進(jìn)行判定.設(shè)某一時(shí)刻該船舶位置為K1(x1,y1)，下一時(shí)刻該船舶位置為K2(x2,y2)，則其行駛方向矢量為D(x2-x1,y2-y1)；從航道中的其他船舶中選取一些船舶采用上述方法，計(jì)算出它們行駛的平均方向矢量Ek(xn+1-xn,yn+1-yn)，n為某一時(shí)刻，n+1為下一時(shí)刻.

如果D(x2-x1,y2-y1)和Ek(xn+1-xn,yn+1-yn)的夾角θ大于90°且小于或等于180°，則該在航船舶處于反航道行駛狀態(tài).g(D·Ek)代表D·Ek的全部值的集合，其應(yīng)滿足的條件g(D·Ek)可用下式表示，此時(shí)，海事部門應(yīng)及時(shí)對(duì)其發(fā)出警告和指導(dǎo).

2.2 基于航行狀態(tài)判定法的船舶異常行為識(shí)別方法

船舶的航行狀態(tài)與航速息息相關(guān)，在航行狀態(tài)判定法中，船舶航速是否符合定線制規(guī)定的安全航速，決定著船舶是否違章.不同的內(nèi)河航道，定線制規(guī)定的航速是不一樣的；同一內(nèi)河航道的不同地段，定線制規(guī)定的航速也不盡相同.本文將此方法細(xì)分為兩種方法：航速判定法、停航判定法.

2.2.1航速判定

1) 針對(duì)在航情況 觀察AIS數(shù)據(jù)，在某一時(shí)間段內(nèi)，如果船舶的航速均大于0.2 kn，則船舶處于在航狀態(tài).參照定線制規(guī)定的安全航速，設(shè)航道內(nèi)定線制規(guī)定的安全航速為：最低航速v1，最高航速v2，如果船舶航速小于或等于最高航速，則該船舶沒有超速，其應(yīng)滿足的條件集合g(v)表示為

g(v)={v|0.2 kn≤v≤v2}

(9)

2) 針對(duì)錨泊情況 參照定線制規(guī)定的安全航速，設(shè)航道內(nèi)定線制規(guī)定的安全航速為：最低航速v1，最高航速v2，在足夠長的時(shí)間段內(nèi)，如果船舶航速小于最低航速，則該船舶的航速確實(shí)長時(shí)間低于定線制最低限速，其應(yīng)滿足的條件集合g(v)表示為

g(v)={v|0

(10)

2.2.2停航判定

1) 針對(duì)惡劣天氣停航情況 由AIS數(shù)據(jù)，如果船舶航速持續(xù)大于0.2 kn或時(shí)開時(shí)停，則船舶違章冒險(xiǎn)航行.v為船舶航速，其應(yīng)滿足的全部值集合為g(v)：

g(v)={v|v>0.2 kn}∪

{v|有時(shí)v>0.2 kn有時(shí)v≤0.2 kn}

(11)

2) 針對(duì)碼頭泊位行為的判定 運(yùn)用前文的位置判定法可若船舶航速持續(xù)小于或等于0.2 kn，則船舶確實(shí)長時(shí)間停滯在江中等碼頭泊位，其應(yīng)滿足的條件g(v)為

g(v)={v|v≤0.2 kn}

(12)

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 基于電子海圖平臺(tái)的船舶行為繪制

采用2017年12月29日12:00—13:00時(shí)段的完整AIS模擬數(shù)據(jù)對(duì)地理位置較為復(fù)雜且船舶異常頻發(fā)的長江上海段出?？谔幍哪细鬯乐薪?jīng)緯度在121.60°E～121.67°E，31.33°～31.42°范圍進(jìn)行船舶行為研究.以每條船舶的MMSI唯一作為區(qū)別條件，以等腰三角形代表船身、頂點(diǎn)代表船首向，間隔時(shí)段獲取到的AIS數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示并進(jìn)行軌跡連線，形成時(shí)段內(nèi)完整的船舶軌跡.圖5為繪制出的本段時(shí)間范圍內(nèi)所有船舶的連續(xù)軌跡.

圖5 南港水道內(nèi)艘船的軌跡

由圖5可知，經(jīng)過二次開發(fā)后的電子海圖平臺(tái)可根據(jù)自選AIS數(shù)據(jù)將一定范圍內(nèi)特定船舶在此時(shí)段內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向和位置直觀地體現(xiàn)出來.表1為部分船舶的MMSI、起點(diǎn)和終點(diǎn).

表1 南港水道內(nèi)部分船舶的MMSI、起點(diǎn)和終點(diǎn)

3.2 違法追越行為識(shí)別

以船舶違法追越為例，采用2016年12月6日06:21—06:57的長江江陰段的明文AIS違法追越在線數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).在大量行為中，選取06:21:03—06:57:36時(shí)段MMSI為412765470的船舶(追越船)在本時(shí)段違法追越MMSI為412590420的船舶(被追越船)為例并選取5個(gè)時(shí)刻觀察期運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2，其追越狀態(tài)2～4在電子海圖上表示見圖6.

表2 船舶追越狀態(tài)位置及時(shí)刻顯示

圖6 船舶追越狀態(tài)

由距離計(jì)算功能及繪制顯示可知，追越狀態(tài)3時(shí)追越船與被追越船相距132.152 m.此時(shí)追越船已經(jīng)追上被追越船，兩船并排行駛；追越狀態(tài)4時(shí)，追越船與被追越船相距382.577 m，追越船已經(jīng)超過被追越船，位于被追越船的左前方.追越船的航向開始向右偏轉(zhuǎn)，意欲返回追越發(fā)生前的航路，該航路與被追越船的航路一致.

根據(jù)應(yīng)用于電子海圖平臺(tái)的上述數(shù)學(xué)模型對(duì)于狀態(tài)2的預(yù)測可知，此時(shí)兩船處于違法追越與被追越狀態(tài).而根據(jù)海事部門動(dòng)態(tài)監(jiān)管規(guī)范，在內(nèi)河中，并排行駛的兩艘船的安全距離不能小于船舶領(lǐng)域橢圓的短半軸0.8L0，L0為兩船中較長的船舶的船長，則L0為190 m，0.8L0等于152 m.追越狀態(tài)2時(shí)，兩船距離132.152 m小于安全距離152 m，被追越船位于追越船的領(lǐng)域模型之內(nèi)，兩船易出現(xiàn)緊迫局面，甚至有碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，因此,可被判定為違法追越行為，與模型預(yù)測一致.

通過使用AIS實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的模型測算與實(shí)際兩船安全距離標(biāo)準(zhǔn)，與平臺(tái)顯示出的違法追越進(jìn)行對(duì)比，重復(fù)實(shí)驗(yàn)50次，正確描繪船舶違法追越軌跡且船舶位置經(jīng)緯度顯示正確的次數(shù)為41次，準(zhǔn)確率為82%.其誤差可能來源于AIS設(shè)備傳輸信息不完備或數(shù)據(jù)缺失.

4 結(jié) 束 語

基于AIS數(shù)據(jù)的船舶異常行為在線智能識(shí)別方法研究是一個(gè)具有實(shí)用性和研究價(jià)值的課題.本文在前人的研究基礎(chǔ)上，列舉出了現(xiàn)階段較為典型的船舶異常行為特征，構(gòu)建了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型并將其應(yīng)用于ECIVMS SDK電子海圖平臺(tái)中，最終得出船舶違法行為的識(shí)別結(jié)果.

由于本文研究的區(qū)域目前僅局限于長江江陰段和長江上海段南港水道，且使用的AIS數(shù)據(jù)量及準(zhǔn)確度有限，在未來的研究工作中，可以在擴(kuò)大研究范圍的基礎(chǔ)上不斷對(duì)提出的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行修改，將此類模型與其他電子海圖平臺(tái)進(jìn)行融合，從而提高對(duì)船舶異常行為識(shí)別的準(zhǔn)確率，保障船舶航行安全.