船舶AIS数据错误检测方法

船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)的静态数据和航次相关信息由用户手动输入,传输层协议采用低可靠性的用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP),由于AIS信息没有源时间戳等原因,导致接收到的AIS数据可能有错误。对此,依据AIS的通信原理,提出水上移动业务标识(Maritime Mobile Service Identify,MMSI)码校验、填充位和校验码综合检测、动态信息和静态信息匹配校验及异常位置点检测等数据错误检测方法,以有效降低海事管理中AIS数据的错误率。

基于AIS数据的中国沿海集装箱港口碳排放

为了精确有效地测量船舶在港碳排放,提出了一种基于海量船舶AIS(Automatic identification System)航行轨迹数据的港口碳排放计算框架,并结合上市港务公司经营数据,估算港口碳排放承担能力.以中国11个沿海主要集装箱港口为例,采用2018年全球4280艘集装箱船的AIS轨迹全年数据计算碳排放社会成本.结果显示:中国沿海集装箱港口碳排放量与船舶抵港艘次整体呈正相关,上海港是全球第一大集装箱港口,2018年其港口CO_(2)排放量最高,为69.3万t;船舶靠港作业时,在泊和锚泊状态CO_(2)的排放比例较高,占碳排放比例的65.8%;从CO_(2)排放社会成本来看,上海港域内的船舶碳排放社会成本最高,2018年需要支付2459.6万元,从承担碳排放社会成本的能力来看,连云港压力较大,每亿营业收入需要承担碳排放社会成本24.46万元.

舟山江海联运服务中心船舶燃供潜在市场规模测算

为科学合理地判断舟山发展国际船舶燃料油供应的潜在市场规模,应用航线成本对比分析模型将国际船舶燃料油供应的潜在市场细分为优势市场、竞争市场和劣势市场,利用船舶行为识别模型和停泊事件算法对船舶AIS数据进行分析,测算各类细分市场规模。研究结果表明,舟山发展国际船舶燃料油供应的优势市场、竞争市场的服务对象为挂靠或途径舟山港口且航线上不经过新加坡港的国际船舶,市场规模共计约1187万吨,政府管理部门及相关企业在制定产业规划、配套政策及拓展市场时应重点针对此部分市场开展。

航行北极水域船舶活动特征分析

利用船舶AIS数据,采用数据挖掘技术、地理信息技术、可视化技术,通过数据清洗、数据抽取、数据离散等处理方法,对2018~2020年6月-10月航行北极水域船舶活动情况进行分析,结果表明:近三年来,每年航行北极水域船舶数量达7~8万艘,其中,船长小于100m船舶数量占比较大,接近80%;依据船舶AIS数据可以判断船舶类型和国籍的数量中,船舶类型占比较大的是货船、捕捞船、油船,船舶国籍占比较大的是挪威、新加坡、美国、中国;从船舶航行状态看,货船、集装箱船、客船和油船在北极水域以在航状态为主;从在北极水域航行距离来看,货船、集装箱船、客船和油船的航行距离小于500km的船舶数量占比最大;从航行速度来看,客船、货船和油船在北极水域航行速度主要在3节以下,集装箱船大部分时间航行速度在10节以上;从船舶活动强度空间分布来看,油船活动密集的水域主要在挪威北部海域,货船活动密集水域集中在挪威东北部水域,集装箱船集中在挪威海、冰岛西北部、巴芬湾南部等水域。研究结论可以为制定北极环保、海上交通安全政策提供决策依据。

AIS数据在集装箱港口服务效率的应用研究

港口是物流供应链中的核心环节,港口服务效率会决定整个物流供应链的效率。本文提出了一种基于海量船舶AIS(Automatic Identification System)轨迹数据的港口服务效率计算框架,利用集装箱船舶AIS轨迹、港口地理信息等海事大数据,采用滑动窗口算法等数据挖掘方法判断船舶在港内的状态,估算出反映港口服务效率的AWT/AST指标,从时间维度对港口服务效率评价,为港口管理运营部门和航运公司决策提供参考。并以上海港、宁波港、深圳港、釜山港为例,采用2018年全年全球5600余艘集装箱船舶的AIS轨迹数据,量化评价4个亚洲集装箱港口的服务效率。结果显示:①船舶抵港泊位作业时间近似正太分布,正太分布均值在14~18 h之间,船舶泊位作业时间集中在10~30 h;②船舶泊位作业时间与船舶船型大小成正相关,船型越大则泊位作业时间越长;③32%的船舶抵达上海港会发生等待时间,体现上海港集装箱码头整体处于供不应求的状态。宁波港整体服务效率较高,船舶发生等待事件较少。作为区域性枢纽港,釜山港近洋区域性运输频繁使得釜山港抵港船舶频率较高。④洋山四期码头为自动化码头,其港口装卸工艺与其他码头不同,但其码头作业效率并未高很多。

基于改进滑动窗口的渔船轨迹在线压缩算法

为解决传统在线压缩算法在渔船轨迹点密集处易丢失轨迹,难以保留方向变化较大的特征点的问题,提出一种基于改进滑动窗口的渔船轨迹在线压缩算法。该算法将船舶领域的思想与经典滑动窗口算法相结合,在滑动窗口中加入一个可变的椭圆形船舶领域作为判断压缩轨迹点的依据。实验结果表明,该算法能够在不影响算法运行时间的同时更好地保留渔船轨迹的局部特征,并且在不同阈值下的压缩率比经典滑动窗口算法的平均提高了约5%,压缩效果更优。

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。