基于船舶时空轨迹数据的水上输出风险评估

水路运输加快了新型冠状肺炎疫情的传播,船舶停靠疫情港口的时间与所携带的传播风险成正相关关系。为评估新型冠状病毒肺炎疫情的水上输出风险,以水路运输为切入点,利用船舶时空轨迹数据,基于船舶在泊天数、在泊港口相应时间感染率与船上人员总数,计算出停靠湖北省单条船舶所携带的传播风险,并结合船舶在泊港口和在泊艘次,量化分析武汉"封城"前后14天内全国省份的输入风险。数值计算表明,对于同一省份,武汉"封城"之前的输入风险是"封城"之后的4~6倍"。封城"之后的风险传播范围相较于"封城"之前有所减小,是"封城"之前的82.31%。其中,江苏省输入风险最高,安徽省、江西省、湖南省、上海市和重庆市输入风险较高,其他省份输入风险较低。研究可为全国省份加强对新型冠状病毒肺炎疫情的水运防控提供科学支撑。

基于反地理编码服务的内河船舶轨迹停留语义信息提取

由于内河水域电子航道图在完整性和及时性方面的不足,传统依赖电子航道图的船舶轨迹停留点挖掘方法在准确率和效率方面受到限制。在线地图资源蕴含着大量的地理空间语义信息,能为船舶活动轨迹提供丰富的地理关联解译。综合利用互联网中的地图数据服务,提出一种基于反地理编码的内河船舶轨迹停留语义信息提取方法。识别船舶在港口、码头等区域的轨迹停留段,提取每段的停留中心点;利用在线地图的反地理编码服务获取停留中心匹配的区域集合,计算每个区域的船舶停留特征;基于关键字对多个区域进行融合,生成船舶轨迹的停留语义信息。利用2018年7月—2018年8月长江区域船舶的真实轨迹数据进行试验,结果表明:该算法能有效地提取船舶轨迹的停留语义信息,平均准确率达到94%以上。

面向港口停留区域识别的船舶停留轨迹提取方法

针对港口停留区域识别时船舶轨迹大数据的精度低、稀疏、漂移等问题,提出了一种多约束条件下的船舶停留轨迹提取(MPTSSE)方法。首先,结合船舶轨迹数据特点,给出了用于停留区域识别与提取的停留段概念的定义;其次,建立了基于速度、时间差、停留时长、距离等多约束的轨迹停留段提取模型和并行化轨迹停留段提取算法;最后,基于Hadoop框架给出了船舶轨迹大数据集上的轨迹停留段提取算法实现。基于真实船舶轨迹数据的实验结果表明,与基于Stop/Move模型的轨迹停留提取方法相比,MPTSSE方法在三个港口泊位的提取中准确率提高了22%。MPTSSE方法能有效避免轨迹停留段误分割情况,同时在大规模船舶轨迹数据下具有较高的执行效率。

全球液化天然气运输网络特征及其演化

液化天然气(liquefied natural gas,LNG)作为一种清洁低碳能源,在全球能源消费市场中发挥着越来越重要的作用。LNG通过船舶在港口之间进行运输,但当前对港口尺度下的贸易模式及其演化了解相对有限。因此,本文采用复杂网络指标和社区探测方法,利用2013—2017年全球LNG船舶轨迹大数据来分析其贸易格局及其演化特征。结果表明:①LNG运输网络规模呈现出阶段性变化特征,网络中港口之间的贸易联系相对较为稀疏。②LNG运输网络围绕着枢纽港口形成了一系列贸易社区。其中新加坡港、豪尔费坎港、拉斯拉凡港扮演着极其重要的角色。③随时间推移,同一贸易社区内的港口在地理空间上呈现出更加集聚的特征,且同一国家港口所归属社区也变得更加集聚。

全球液化石油气运输网络贸易社区特征及其演化分析

液化石油气在全球清洁能源消耗市场中扮演着极为重要的角色,其通过船舶在不同港口之间进行运输,而港口之间通过局部密集的运输关系,形成了联系极为紧密的贸易社区。采用复杂网络社区探测方法,基于2013-2017年全球液化石油气船舶轨迹大数据构建运输网络,并对其贸易社区特征及其演化趋势开展分析。结果表明:(1)液化石油气(Liquefied Petroleum Gas,LPG)贸易社区内的港口之间的联系更加紧密,不同社区内的枢纽港口联系也日益紧密;(2)各个贸易社区的规模呈现出增长趋势,且同一社区内的港口在地理空间上变得更为集聚;(3)亚太地区、中东、西北欧和地中海地区形成的社区在全球LPG贸易中一直保持着重要地位,而随着时间推移,美洲社区已逐渐从一个相对孤立的社区发展成为与其他社区存在紧密联系的社区。

海洋主航道对全球集装箱运输网络的影响分析

马六甲海峡、苏伊士运河、巴拿马运河三大主航道在全球集装箱海洋运输中发挥着核心作用。本文基于全球集装箱运输船舶AIS轨迹数据构建了无向加权网络,采用网络平均度、聚类系数、平均最短路径长度等指标,从地理空间的视角,度量了全球集装箱海洋运输对三大航道的依赖性。结果表明:①海上主航道受阻对不同区域的影响程度存在显著性差异,对国家中转功能及可达性的影响以航道为中心向外呈距离衰减效应;②集装箱海运网络对航道的依赖性由高到低依次为马六甲海峡、苏伊士运河、巴拿马运河;③从区域角度看,东南亚、中东及地中海等区域国家对航道的依赖性远高于其他国家;④三大航道受阻导致集装箱海运网络结构特征发生变化,对海运大国中转功能及可达性产生中等级别影响,绝大部分海运国家的变幅在中等及以下级别。研究成果对全球集装箱运输网络重点航线保护及航线优化具有参考价值。