基于AIS信息的船舶抵離港頻數(shù)的統(tǒng)計

劉茹茹　洪鋒　劉傳洋

摘要：該文根據(jù)船舶AIS信息中船位信息，對船舶抵港離港做出判斷。該文在計算船舶抵港離港的頻數(shù)時，先判定出船舶的進出港情況，再對這些抵港或離港的船舶進行分析統(tǒng)計，得出船舶抵港離港的頻數(shù)。

關(guān)鍵詞：抵港離港；進出港；抵離港頻數(shù)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）13-3160-02

1 概述

船舶抵離港的頻數(shù)對于港口交通監(jiān)管及開辟新航線有很重要的作用。船舶自動識別系統(tǒng)（AIS）中有船舶相關(guān)的動靜態(tài)信息。利用AIS中的某些信息計算出船舶的抵離港情況，可以更有效地進行港口附近交通監(jiān)管，從船舶的抵離港信息中也可以挖掘出更多新航線，從而得到更多的交通信息，以便更好的利用水上資源。

2 判斷船舶抵港離港

船舶AIS信息中既有船名、mmsi、呼號、船型、尺寸等靜態(tài)信息，還包括船舶實時的航向、吃水、航速、經(jīng)緯度、地理位置等動態(tài)信息。

2.1信息數(shù)據(jù)庫的建立

首先對由基站接收的AIS信息進行采集，提取相應(yīng)數(shù)據(jù)建立符合需求的數(shù)據(jù)庫?；贛ySQL數(shù)據(jù)操作平臺建立AIS信息數(shù)據(jù)庫，其中包含船名、MMSI、信息更新的時間、船舶的經(jīng)度、緯度及地理位置等信息。

根據(jù)設(shè)計分析建立船舶自動識別信息的表格，建立allships表空間，通過編程語言來實現(xiàn)AIS信息的解析存儲。allships表的屬性及相對數(shù)據(jù)類型的結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1 AIS基本信息及屬性

[Table allships＼&屬性＼&數(shù)據(jù)類型＼&MMSI（key）＼&int[11]＼&Shipname＼&character[20]＼&Position＼&geometry＼&updatetime＼×tamp＼&lon＼&double＼&lat＼&double＼&]

在對AIS信息庫建立完成以后，針對港域信息庫的建立主要是要判斷船舶抵達離開某港口，就要有能表示該港口邊界的主要參數(shù)。為便于數(shù)據(jù)的分析處理，給每個港口一個編號，即為港口編號。根據(jù)分析建立港口邊界信息的表空間，其屬性和數(shù)據(jù)類型結(jié)構(gòu)如表2所示。

表2 港口信息及屬性

[Table hrbare＼&屬性＼&數(shù)據(jù)類型＼&OGR_FID（key）＼&int（11）＼&Portname＼&medium text＼&SHAPE＼&geometry＼&]

2.2船舶進出港與否的判定

要判斷船舶抵離港，首先應(yīng)該知道船舶是否在港。為了減少數(shù)據(jù)計算量，提高計算速度，每次只研究半個小時時間段里的船舶信息。根據(jù)船舶信息表和港口信息表，用mysql語句實現(xiàn)其船舶在港與否的判定，其實現(xiàn)判定的語句如下所示：

由上述語句對船舶在港情況作出判斷，結(jié)果信息中包括船舶的mmsi，船名，船舶所在的位置，信息更新的時間，以及所在港口的港口代碼，港口名稱，港口的邊界信息，并增加表示在港與否的標識代碼contains（hrbare.shape， allships.position）。contains（hrbare.shape， allships.position）如果為1表示船舶在當(dāng)前時刻在港；若為0則表示船舶當(dāng)前時刻不在港內(nèi)。

如果前后兩次計算的contains（hrbare.shape， allships.position）值發(fā)生了改變，則就可以說明船舶有進出港動作的發(fā)生。若該值由0到1，則說明在這半個小時的時間間隔內(nèi)船舶抵港；若該值由1變到0，則說明在這半個小時的時間間隔內(nèi)船舶離港。

3 實驗驗證

建立一張關(guān)于船舶抵港離港判定結(jié)果的信息存儲表ship_port，為了能明確標識出船舶是抵港還是離港，在該表中使用字符段arri_dep來標識，用1表示船舶抵港，用0表示船舶的離港信息。由于每隔半小時做一次判定，所以ship_port表每隔半個小時就有一次新數(shù)據(jù)的寫入，這樣ship_port表經(jīng)過時間的積累就存儲了大量的船舶抵港離港信息。

Ship_port表中存放了半個小時里所有抵港的和離港的船舶以及抵達和離開的港口的信息。每半個小時就運行一次該程序，我們就可以得到船舶抵港離港情況的數(shù)據(jù)表，表中存儲的是船舶抵港離港的歷史信息。

以上海港為例，統(tǒng)計船舶2014年3月15日至2014年3月21日七天里的抵港情況。根據(jù)上述方法統(tǒng)計得到在該期間抵達上海港船舶的數(shù)量分布圖見圖1。

圖1

在數(shù)據(jù)統(tǒng)計時做了初步分析，對船舶信息進行了篩選，比如港口的作業(yè)船、執(zhí)法船等均不在這次統(tǒng)計范圍內(nèi)。

4 總結(jié)

在AIS信息的存儲分析中，會遇到下面幾種問題：信息更新不及時 某些船舶的動態(tài)信息并沒有及時更新，包括多次接收同一位置的信息和沒有接收到更新信息。重復(fù)接收信息，就將船舶相鄰兩次的進港（離港）時間做差值比較，如果差值不大于半小時，則取時間較早的數(shù)據(jù)。沒收到更新信息，就以該船舶AIS信息中的預(yù)抵港信息為準；船舶進出港口過于頻繁由于作業(yè)船等的頻繁進出港不是研究對象，所以設(shè)定一個進出港頻數(shù)的閾值。如果在短時間內(nèi)某船進出港的頻數(shù)大過該閾值，那就將其忽略不計；港口范圍模糊 有些港口的邊界范圍很模糊，影響船舶進出港口的判定。在進出港判定時，一般以港口shape較小的那條記錄作為存儲數(shù)據(jù)，所以還有很多問題有待進一步研究中。

參考文獻：

[1] 潘家財，邵哲平，姜青山.數(shù)據(jù)挖掘在海上交通特征分析中的應(yīng)用研究[J].中國航海，2010，3（2）：60-62.

[2] 李旭東，胡甚平.AIS信息解析在船舶碰撞案例分析中的應(yīng)用[J].上海海事大學(xué)學(xué)報，2007，8（1）：132-136.

[3] 張茹.AIS在海上搜救中的應(yīng)用[J].中國水運，2010，10（9）：57-58.

[4] 李國志，栗笑虹，李正君.AIS在航標管理中的應(yīng)用[J].船海工程，2009，8（4）：39-40.

[5] 吳建華，陶德馨，劉天才.AIS在海事管理領(lǐng)域的應(yīng)用[J].船海工程，2008，37（3）：117-120.

[6] 白宇明，戴冉，孫立成，等.AIS在海上交通調(diào)查中的應(yīng)用[J].中國航海，2006（1）：82-85.

[7] 張良，毛德祥.AIS技術(shù)在船舶交通管理系統(tǒng)（VTS）的應(yīng)用研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2006.

[8] 申慧超，胡勤友，楊春.基于AIS數(shù)據(jù)的預(yù)抵船舶聯(lián)系信息查詢系統(tǒng)[J].上海海事大學(xué)學(xué)報，2010，31（4）：13-16.

[9] 于娜，劉人杰.通用自動識別系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2007.

摘要：該文根據(jù)船舶AIS信息中船位信息，對船舶抵港離港做出判斷。該文在計算船舶抵港離港的頻數(shù)時，先判定出船舶的進出港情況，再對這些抵港或離港的船舶進行分析統(tǒng)計，得出船舶抵港離港的頻數(shù)。

關(guān)鍵詞：抵港離港；進出港；抵離港頻數(shù)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）13-3160-02

1 概述

船舶抵離港的頻數(shù)對于港口交通監(jiān)管及開辟新航線有很重要的作用。船舶自動識別系統(tǒng)（AIS）中有船舶相關(guān)的動靜態(tài)信息。利用AIS中的某些信息計算出船舶的抵離港情況，可以更有效地進行港口附近交通監(jiān)管，從船舶的抵離港信息中也可以挖掘出更多新航線，從而得到更多的交通信息，以便更好的利用水上資源。

2 判斷船舶抵港離港

船舶AIS信息中既有船名、mmsi、呼號、船型、尺寸等靜態(tài)信息，還包括船舶實時的航向、吃水、航速、經(jīng)緯度、地理位置等動態(tài)信息。

2.1信息數(shù)據(jù)庫的建立

首先對由基站接收的AIS信息進行采集，提取相應(yīng)數(shù)據(jù)建立符合需求的數(shù)據(jù)庫?；贛ySQL數(shù)據(jù)操作平臺建立AIS信息數(shù)據(jù)庫，其中包含船名、MMSI、信息更新的時間、船舶的經(jīng)度、緯度及地理位置等信息。

根據(jù)設(shè)計分析建立船舶自動識別信息的表格，建立allships表空間，通過編程語言來實現(xiàn)AIS信息的解析存儲。allships表的屬性及相對數(shù)據(jù)類型的結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1 AIS基本信息及屬性

[Table allships＼&屬性＼&數(shù)據(jù)類型＼&MMSI（key）＼&int[11]＼&Shipname＼&character[20]＼&Position＼&geometry＼&updatetime＼×tamp＼&lon＼&double＼&lat＼&double＼&]

在對AIS信息庫建立完成以后，針對港域信息庫的建立主要是要判斷船舶抵達離開某港口，就要有能表示該港口邊界的主要參數(shù)。為便于數(shù)據(jù)的分析處理，給每個港口一個編號，即為港口編號。根據(jù)分析建立港口邊界信息的表空間，其屬性和數(shù)據(jù)類型結(jié)構(gòu)如表2所示。

表2 港口信息及屬性

[Table hrbare＼&屬性＼&數(shù)據(jù)類型＼&OGR_FID（key）＼&int（11）＼&Portname＼&medium text＼&SHAPE＼&geometry＼&]

2.2船舶進出港與否的判定

要判斷船舶抵離港，首先應(yīng)該知道船舶是否在港。為了減少數(shù)據(jù)計算量，提高計算速度，每次只研究半個小時時間段里的船舶信息。根據(jù)船舶信息表和港口信息表，用mysql語句實現(xiàn)其船舶在港與否的判定，其實現(xiàn)判定的語句如下所示：

由上述語句對船舶在港情況作出判斷，結(jié)果信息中包括船舶的mmsi，船名，船舶所在的位置，信息更新的時間，以及所在港口的港口代碼，港口名稱，港口的邊界信息，并增加表示在港與否的標識代碼contains（hrbare.shape， allships.position）。contains（hrbare.shape， allships.position）如果為1表示船舶在當(dāng)前時刻在港；若為0則表示船舶當(dāng)前時刻不在港內(nèi)。

如果前后兩次計算的contains（hrbare.shape， allships.position）值發(fā)生了改變，則就可以說明船舶有進出港動作的發(fā)生。若該值由0到1，則說明在這半個小時的時間間隔內(nèi)船舶抵港；若該值由1變到0，則說明在這半個小時的時間間隔內(nèi)船舶離港。

3 實驗驗證

建立一張關(guān)于船舶抵港離港判定結(jié)果的信息存儲表ship_port，為了能明確標識出船舶是抵港還是離港，在該表中使用字符段arri_dep來標識，用1表示船舶抵港，用0表示船舶的離港信息。由于每隔半小時做一次判定，所以ship_port表每隔半個小時就有一次新數(shù)據(jù)的寫入，這樣ship_port表經(jīng)過時間的積累就存儲了大量的船舶抵港離港信息。

Ship_port表中存放了半個小時里所有抵港的和離港的船舶以及抵達和離開的港口的信息。每半個小時就運行一次該程序，我們就可以得到船舶抵港離港情況的數(shù)據(jù)表，表中存儲的是船舶抵港離港的歷史信息。

以上海港為例，統(tǒng)計船舶2014年3月15日至2014年3月21日七天里的抵港情況。根據(jù)上述方法統(tǒng)計得到在該期間抵達上海港船舶的數(shù)量分布圖見圖1。

圖1

在數(shù)據(jù)統(tǒng)計時做了初步分析，對船舶信息進行了篩選，比如港口的作業(yè)船、執(zhí)法船等均不在這次統(tǒng)計范圍內(nèi)。

4 總結(jié)

在AIS信息的存儲分析中，會遇到下面幾種問題：信息更新不及時 某些船舶的動態(tài)信息并沒有及時更新，包括多次接收同一位置的信息和沒有接收到更新信息。重復(fù)接收信息，就將船舶相鄰兩次的進港（離港）時間做差值比較，如果差值不大于半小時，則取時間較早的數(shù)據(jù)。沒收到更新信息，就以該船舶AIS信息中的預(yù)抵港信息為準；船舶進出港口過于頻繁由于作業(yè)船等的頻繁進出港不是研究對象，所以設(shè)定一個進出港頻數(shù)的閾值。如果在短時間內(nèi)某船進出港的頻數(shù)大過該閾值，那就將其忽略不計；港口范圍模糊 有些港口的邊界范圍很模糊，影響船舶進出港口的判定。在進出港判定時，一般以港口shape較小的那條記錄作為存儲數(shù)據(jù)，所以還有很多問題有待進一步研究中。

參考文獻：

[1] 潘家財，邵哲平，姜青山.數(shù)據(jù)挖掘在海上交通特征分析中的應(yīng)用研究[J].中國航海，2010，3（2）：60-62.

[2] 李旭東，胡甚平.AIS信息解析在船舶碰撞案例分析中的應(yīng)用[J].上海海事大學(xué)學(xué)報，2007，8（1）：132-136.

[3] 張茹.AIS在海上搜救中的應(yīng)用[J].中國水運，2010，10（9）：57-58.

[4] 李國志，栗笑虹，李正君.AIS在航標管理中的應(yīng)用[J].船海工程，2009，8（4）：39-40.

[5] 吳建華，陶德馨，劉天才.AIS在海事管理領(lǐng)域的應(yīng)用[J].船海工程，2008，37（3）：117-120.

[6] 白宇明，戴冉，孫立成，等.AIS在海上交通調(diào)查中的應(yīng)用[J].中國航海，2006（1）：82-85.

[7] 張良，毛德祥.AIS技術(shù)在船舶交通管理系統(tǒng)（VTS）的應(yīng)用研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2006.

[8] 申慧超，胡勤友，楊春.基于AIS數(shù)據(jù)的預(yù)抵船舶聯(lián)系信息查詢系統(tǒng)[J].上海海事大學(xué)學(xué)報，2010，31（4）：13-16.

[9] 于娜，劉人杰.通用自動識別系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2007.

摘要：該文根據(jù)船舶AIS信息中船位信息，對船舶抵港離港做出判斷。該文在計算船舶抵港離港的頻數(shù)時，先判定出船舶的進出港情況，再對這些抵港或離港的船舶進行分析統(tǒng)計，得出船舶抵港離港的頻數(shù)。

關(guān)鍵詞：抵港離港；進出港；抵離港頻數(shù)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）13-3160-02

1 概述

船舶抵離港的頻數(shù)對于港口交通監(jiān)管及開辟新航線有很重要的作用。船舶自動識別系統(tǒng)（AIS）中有船舶相關(guān)的動靜態(tài)信息。利用AIS中的某些信息計算出船舶的抵離港情況，可以更有效地進行港口附近交通監(jiān)管，從船舶的抵離港信息中也可以挖掘出更多新航線，從而得到更多的交通信息，以便更好的利用水上資源。

2 判斷船舶抵港離港

船舶AIS信息中既有船名、mmsi、呼號、船型、尺寸等靜態(tài)信息，還包括船舶實時的航向、吃水、航速、經(jīng)緯度、地理位置等動態(tài)信息。

2.1信息數(shù)據(jù)庫的建立

首先對由基站接收的AIS信息進行采集，提取相應(yīng)數(shù)據(jù)建立符合需求的數(shù)據(jù)庫?；贛ySQL數(shù)據(jù)操作平臺建立AIS信息數(shù)據(jù)庫，其中包含船名、MMSI、信息更新的時間、船舶的經(jīng)度、緯度及地理位置等信息。

根據(jù)設(shè)計分析建立船舶自動識別信息的表格，建立allships表空間，通過編程語言來實現(xiàn)AIS信息的解析存儲。allships表的屬性及相對數(shù)據(jù)類型的結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1 AIS基本信息及屬性

[Table allships＼&屬性＼&數(shù)據(jù)類型＼&MMSI（key）＼&int[11]＼&Shipname＼&character[20]＼&Position＼&geometry＼&updatetime＼×tamp＼&lon＼&double＼&lat＼&double＼&]

在對AIS信息庫建立完成以后，針對港域信息庫的建立主要是要判斷船舶抵達離開某港口，就要有能表示該港口邊界的主要參數(shù)。為便于數(shù)據(jù)的分析處理，給每個港口一個編號，即為港口編號。根據(jù)分析建立港口邊界信息的表空間，其屬性和數(shù)據(jù)類型結(jié)構(gòu)如表2所示。

表2 港口信息及屬性

[Table hrbare＼&屬性＼&數(shù)據(jù)類型＼&OGR_FID（key）＼&int（11）＼&Portname＼&medium text＼&SHAPE＼&geometry＼&]

2.2船舶進出港與否的判定

要判斷船舶抵離港，首先應(yīng)該知道船舶是否在港。為了減少數(shù)據(jù)計算量，提高計算速度，每次只研究半個小時時間段里的船舶信息。根據(jù)船舶信息表和港口信息表，用mysql語句實現(xiàn)其船舶在港與否的判定，其實現(xiàn)判定的語句如下所示：

由上述語句對船舶在港情況作出判斷，結(jié)果信息中包括船舶的mmsi，船名，船舶所在的位置，信息更新的時間，以及所在港口的港口代碼，港口名稱，港口的邊界信息，并增加表示在港與否的標識代碼contains（hrbare.shape， allships.position）。contains（hrbare.shape， allships.position）如果為1表示船舶在當(dāng)前時刻在港；若為0則表示船舶當(dāng)前時刻不在港內(nèi)。

如果前后兩次計算的contains（hrbare.shape， allships.position）值發(fā)生了改變，則就可以說明船舶有進出港動作的發(fā)生。若該值由0到1，則說明在這半個小時的時間間隔內(nèi)船舶抵港；若該值由1變到0，則說明在這半個小時的時間間隔內(nèi)船舶離港。

3 實驗驗證

建立一張關(guān)于船舶抵港離港判定結(jié)果的信息存儲表ship_port，為了能明確標識出船舶是抵港還是離港，在該表中使用字符段arri_dep來標識，用1表示船舶抵港，用0表示船舶的離港信息。由于每隔半小時做一次判定，所以ship_port表每隔半個小時就有一次新數(shù)據(jù)的寫入，這樣ship_port表經(jīng)過時間的積累就存儲了大量的船舶抵港離港信息。

Ship_port表中存放了半個小時里所有抵港的和離港的船舶以及抵達和離開的港口的信息。每半個小時就運行一次該程序，我們就可以得到船舶抵港離港情況的數(shù)據(jù)表，表中存儲的是船舶抵港離港的歷史信息。

以上海港為例，統(tǒng)計船舶2014年3月15日至2014年3月21日七天里的抵港情況。根據(jù)上述方法統(tǒng)計得到在該期間抵達上海港船舶的數(shù)量分布圖見圖1。

圖1

在數(shù)據(jù)統(tǒng)計時做了初步分析，對船舶信息進行了篩選，比如港口的作業(yè)船、執(zhí)法船等均不在這次統(tǒng)計范圍內(nèi)。

4 總結(jié)

在AIS信息的存儲分析中，會遇到下面幾種問題：信息更新不及時 某些船舶的動態(tài)信息并沒有及時更新，包括多次接收同一位置的信息和沒有接收到更新信息。重復(fù)接收信息，就將船舶相鄰兩次的進港（離港）時間做差值比較，如果差值不大于半小時，則取時間較早的數(shù)據(jù)。沒收到更新信息，就以該船舶AIS信息中的預(yù)抵港信息為準；船舶進出港口過于頻繁由于作業(yè)船等的頻繁進出港不是研究對象，所以設(shè)定一個進出港頻數(shù)的閾值。如果在短時間內(nèi)某船進出港的頻數(shù)大過該閾值，那就將其忽略不計；港口范圍模糊 有些港口的邊界范圍很模糊，影響船舶進出港口的判定。在進出港判定時，一般以港口shape較小的那條記錄作為存儲數(shù)據(jù)，所以還有很多問題有待進一步研究中。

參考文獻：

[1] 潘家財，邵哲平，姜青山.數(shù)據(jù)挖掘在海上交通特征分析中的應(yīng)用研究[J].中國航海，2010，3（2）：60-62.

[2] 李旭東，胡甚平.AIS信息解析在船舶碰撞案例分析中的應(yīng)用[J].上海海事大學(xué)學(xué)報，2007，8（1）：132-136.

[3] 張茹.AIS在海上搜救中的應(yīng)用[J].中國水運，2010，10（9）：57-58.

[4] 李國志，栗笑虹，李正君.AIS在航標管理中的應(yīng)用[J].船海工程，2009，8（4）：39-40.

[5] 吳建華，陶德馨，劉天才.AIS在海事管理領(lǐng)域的應(yīng)用[J].船海工程，2008，37（3）：117-120.

[6] 白宇明，戴冉，孫立成，等.AIS在海上交通調(diào)查中的應(yīng)用[J].中國航海，2006（1）：82-85.

[7] 張良，毛德祥.AIS技術(shù)在船舶交通管理系統(tǒng)（VTS）的應(yīng)用研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2006.

[8] 申慧超，胡勤友，楊春.基于AIS數(shù)據(jù)的預(yù)抵船舶聯(lián)系信息查詢系統(tǒng)[J].上海海事大學(xué)學(xué)報，2010，31（4）：13-16.

[9] 于娜，劉人杰.通用自動識別系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2007.