船舶交通流作业难点.docxVIP

基于AIS的船舶交通流分析姚鑫、张行健、吕正祥、赵俊超介绍：本团队基于对AIS的数据分析，开展船舶交通流研究，在微观层面上，采集解析特定区域内船舶的历史AIS数据，统计船舶交通流特征，绘制时空轨迹图，分析航道现状，该结果可为该区域航道的进出港交通组织及航道长远规划提供一定的参考。目录：1 研究区域及时间的选取2数据解析及交通流特征分析3 绘制时空轨迹图4讨论与展望1、研究区域的选取大江大河河口段通常是水运繁忙的重要通道，长江口航道作为整个长江水域的“咽喉”部位，是典型的分汊型河口航道，对该地区船舶交通流的研究有重要的意义。本文研究水域东起长江口A、B警戒区西侧边界线，西至圆圆沙警戒区西侧边界线，地理坐标范围：121°37.393’E至122°35.142’E，30°57.317’N至31°21.467’N。1.1 AIS数据基本情况介绍解码协议：ITU-R M.1371-4 IEC61993-2 IEC62287-1（1）动态信息船舶动态信息主要包括国际协调时UTC、MMSI、船速、船舶经纬度、船首向等。配备A类AIS设备的船舶应按照规定，根据航行状态和船速以2秒至180秒的不等时间间隔发送船舶动态数据。（2）静态信息船舶静态信息包括MMSI、船舶名称、船舶类型、船长、船宽。发送过程随动态信息编在一起发送，但考虑到其数据重复性较高，解码过程一般把动静态数据分开。2、数据解析2.1AIS原始数据216512101621626013231651226013278362148635332256672143215238787987100457810428710754079849718957879873124597832154967381622.2 解析步骤：第一步 根据解码协议将AIS原码解析成为数据格式，解析结果分为静态信息和动态信息第二步 设置坐标点，根据动态信息筛选研究区域的数据信息第三步 用第二歩获得的区域内船舶的MMSI匹配筛选静态信息第四歩——设置观测线（1）设观测线两端坐标分别为A、B船舶某一时间点的位置为T，观测线方程f(T)=L ；（2）将动态信息以MMSI分类，不同MMSI数据再以时间顺序排序；（4）以T1为初始值，计算并判断f(Ti) f(Ti+1)0，若满足条件则记录Ti、Ti+1，依次判断至Ti=Tn-1；（5）为区分船舶的行驶方向，在数据中增加方向变量C，若f(Ti) 0则C＝1，若f(Ti) 0则C＝－1;2.3 交通流特征分析表1 船舶类型统计表船舶类型捕捞船特殊船舶客轮货轮油轮其他总数船舶数量（艘）953917737146141097图 1船型分布表2 船舶速度统计表船舶速度（kn）0～22～44～66～88～1010～1212～1414～1616～18船舶数量（艘）33327991171671811153图2 船舶速度分布表3 船舶长度统计表船舶长度（m）＜20m20m～50m50m～100m100m～180m＞180m船舶数量（艘）637346274732991045图3 船舶长度分布表4 船舶到达时刻统计表到达时刻0123456789101112船舶数量1301281491731942251571701438758257图4 船舶到达规律分布（1）根据统计区域的数据可知，在所选的7天AIS数据中，航道内共有船舶8047艘次，其中货轮占到65.4%，油轮占14.9%，客船、渔船以及其他船舶所占比例较小；（2）根据船长分布统计结果可知，观测水域内的船舶主要介于50-100m以及100-180m之间；（3）根据船速分布统计结果可知，观测水域内的船舶速度主要介于8-14节。2.4 使用SPSS进行KS检验Descriptive StatisticsNMeanStd. Deviation（标准差）MinimumMaximum到达时刻16464.76552.879910.0012.00One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test到达时刻N1646Normal Parametersa,bMean（均值）4.7655Std. Deviation（标准差）2.87991Most Extreme DifferencesAbsolute（绝对值）.082Positive（正）.082Negative（负）-.079Test Statistic（检验统计量）.082Asymp. Sig. (2-tailed)（双侧近似值）.000cMonte Carlo Sig. (2-tailed)Sig..000d95% Confidence IntervalLower Bound0.000Upper Bound.000a. Test distribution is Norma