基于ais的船舶轨迹聚类与应用

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1、分类号：密级１０１５１ＵＤＣ单位代码：＠乂是洛事乂學全日制学术型硕±研究生学位论文基于ＡＩＳ的船舶轨迹聚类与应用魏照坤指导教师史国友教授申请学位类别工学硕±学科（专业）名称交通信息工程及控制学位授予单位大连海事大学２０１５年１月分类号密级ＵＤＣ１０１５１单位代码大连海事大学硕±学位论文基于ＡＩＳ的船舶轨迹聚类与应用魏照坤指导教师史国友职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位类别工学硕±

2、学科（专业）交通信息工程及控制论文完成日期２０１４年１２月答辩日期２０１５年１月答辩委员会主席Ｔｈｅｖｅｓｓｅｌｓｔｒａｅｃｔｏｒｄｕｓｔ：ｅｒｉｎａｎｄｉｔｓａｌｉｃａｔｉｏｎｓｂａｓｅｄｏｎｊｙｇｐｐＡＩＳＡ化ｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＩｎａｒ社ａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓ化ｒｔｈｅｄｅｒｅｅｏｆｐｑｇＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂｙＷ

3、ｅｉＺｈａｏｋｕｎＴｒａｆｆｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎ＆Ｃｎｔｒｏｌ（ｇｇ）ＴｈｅｓｉｓＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＳｈｉＧｕｏｙｏｕＤｅｃ２０１４大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明；本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，＂＂撰写成博／硕±学位论文基于Ａ投的船舶轨迹聚类与应用。除论文中己经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本论文中不包含任何未加明

4、确注明的其他个人或集体己经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：轉Ａ嵌坤学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕±学位论文全文数据库

5、》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志壮）、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研究所）等数据库中，并电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密□解密后适用本授权书。年＾／＂＂不保密曰（请在Ｗ上方框内打Ｖ）论文作者签名：１？＾＾导师签名：＊＾＾＾日期：年／月ｒ日中文摘要摘要一体化的大环境下在世界经济全球化、，航运业发生着巨大的变化。贸易货物的标准化管理、运输、装卸的大趋势，引发了造船技术的不断变革，船舶越造越大，种类越来越多。

6、导致港口水域、航道、航线承载的负担增大，航道也更加拥挤。在此情况下由于船舶自身问题（自动化失效、雷达、罗经失准等）化及人为因素（未使用安全航速、船舶逆行等）引发的海事事故增多，造成了巨大的经济损失。因此探索、发现和解决船舶异常问题，成为当前航运业的重要研究课题。而聚类又是解决异常的基础，基于此原因，本论文对船舶轨迹的聚类分析进行了研究。论文ＷＡＩＳ数据为样本，与聚类分析方法相结合，引入了适用于船舶轨迹聚类的算法。在对ＡＩＳ原始数据处理的基础上，完成了船舶轨迹聚类。Ｗ获得的聚类结果作为研究对象，开展

7、对船舶轨迹聚类在船舶监控、轨迹异常检测，航路规划等方面的应用研究。本文主要工作包括：１．ＡＩＳ数据的解码与处理。在介绍ＡＩＳ信息类型、信息内容、更新时间的基洒上，分析了ＡＩＳ原始信息的构成和主要语句结构，并对Ａ投信息进巧了解码。对解码后数据中出现的四种常见的情况进行了相应的处理，获得清洁可用的ＡＩＳ数据。２．采用基于轨迹结构距离的聚类算法实现对船舶轨迹的聚类。在分析评价各种空间数据度量方法的基础上，对其进行融合形成轨迹结构距离。通过基于轨迹结构距离的聚类算法，实现琼州海峡部分船舶轨迹聚类。

8、３．将轨迹聚类应用于船舶动态监控、异常检测、航路规划等领域。在ＥＣＤＩＳ模巧器上，对航行于聚类区域附近的船舶进行航速、位置Ｗ及航向的动态监控仿真，并对轨迹聚类在异常检测和航路规划方面的应巧做了相应的介绍。关键词：船舶轨迹；ＡＩＳ；聚类；应用英文摘要ＡＢＳＴＲＡＣＴＵ