【摘要】：隨著產業(yè)結構調整與內陸經濟的快速發(fā)展,我國內河航運需求不斷增加,與此同時,內河航運業(yè)的高質量發(fā)展也對內河航運效率提出了更高的要求。保證船舶在內河中的高效航行,一方面可以減少油耗、降低碳排放,另一方面可以提高船舶流轉效率,增加船舶的營運效率,提高內河船舶公司和內河港口的經濟效益。而隨著航運信息技術的發(fā)展,海量的航運數(shù)據不斷產生,船舶自動識別系統(tǒng)(Automatic Identification System,AIS)產生的船舶軌跡數(shù)據便是其中之一,它包含了船舶呼號、船名、船舶位置、船舶類型、航行速度等信息,這些數(shù)據為航運相關研究提供了堅實的數(shù)據基礎。本文以提高內河集裝箱船舶航行效率為目標,使用SQL Server 2014與R,展開對重慶市水上交通管理監(jiān)控系統(tǒng)中集裝箱船舶AIS軌跡數(shù)據的數(shù)據挖掘與統(tǒng)計分析。論文完成的主要工作包括:(1)總結國內外航運業(yè)發(fā)展與軌跡數(shù)據研究現(xiàn)狀,在閱讀大量文獻的基礎上,明確基于軌跡大數(shù)據的船舶航行效率研究的可行性與必要性,確定研究中需要使用的相關理論與軟件技術。(2)搭建軌跡數(shù)據挖掘環(huán)境,介紹論文相關概念參數(shù)與軌跡數(shù)據來源,設計長江集裝箱運輸網絡圍欄模型以及集裝箱船舶效率評價指標體系,構建長江集裝箱運輸網絡軌跡數(shù)據庫,最后繪制出集裝箱船舶軌跡數(shù)據挖掘邏輯圖。(3)對數(shù)據庫內軌跡數(shù)據進行數(shù)據預處理,然后基于長江集裝箱運輸網絡軌跡數(shù)據庫設計數(shù)據挖掘方法,從長江航道整體出發(fā),以航道內港口、碼頭、船閘為節(jié)點,將軌跡數(shù)據轉化為軌跡線段數(shù)據,挖掘集裝箱船舶行為時間特征,最終,經過DBSCAN聚類算法與人工統(tǒng)計數(shù)據檢驗證明該方法以極高的準確性還原了集裝箱船舶行為。(4)從基礎數(shù)據、按圍欄名稱分類、按船舶公司分類三個角度出發(fā),對軌跡數(shù)據挖掘結果進行統(tǒng)計分析與可視化展示,介紹數(shù)據中蘊含的信息,同時通過數(shù)據分析發(fā)現(xiàn)航運過程中存在的不足。最終,本文通過集裝箱船舶軌跡數(shù)據挖掘,發(fā)現(xiàn)長江航運業(yè)存在部分船舶公司船舶航行效率較低、部分港口作業(yè)效率較低、船舶過閘等待時間過長等問題,并針對長江航運各環(huán)節(jié)提出了相應的改進策略。
【圖文】：

圖 3-1 長江集裝箱運輸網絡圖定義 4 時間項描述（單位：h）（皆為數(shù)據周期內統(tǒng)計結果）：①錨地等待時間waitT ：網絡中各港口錨地區(qū)域船舶停留總時長；②碼頭作業(yè)時間workT ：網絡中各港口碼頭區(qū)域船舶停留總時長；③港口停留時間stopT：網絡中各港口區(qū)域船舶停留總時長；④總作業(yè)時間totalworkT ：網絡中所有碼頭區(qū)域船舶停留總時長；⑤總停留時間totalstopT ：所有船舶停留狀態(tài)下總時長；⑥總航行時間totalnavigateT ：所有船舶航行狀態(tài)下總時長；⑦總時間totalT ：所有船舶停留、航行兩種狀態(tài)下總時長；⑧公司船舶使用時間companyT：各公司擁有船舶的使用總時長；⑨統(tǒng)計周期時間T 。時間項相互關系如式 3.3 所示：workworkworktotalworkworkistopwaitworkTTTTTTTT ==+++=+ 122626

圖 3-2 重慶市水上交通管理監(jiān)控系統(tǒng)本文從重慶市水上交通管理監(jiān)控系統(tǒng)內提取注冊船舶基礎數(shù)據與集裝箱船舶航行軌跡數(shù)據，其中船舶基礎數(shù)據包括：船舶編號、船舶名稱、船舶類型、船籍港、船舶所屬企業(yè)、船舶載貨量、船舶載客數(shù)、船舶吃水深度、船舶深度、船舶寬度、船舶長度、船舶總噸位；集裝箱船舶航行軌跡數(shù)據包括：船舶編號、船舶名稱、經度坐標、緯度坐標、角度、速度、軌跡時間。系統(tǒng)現(xiàn)有功能僅為船舶信息與航行軌跡數(shù)據的初步應用，本文將運用數(shù)據挖掘方法對數(shù)據進行深入研究，使數(shù)據更好地發(fā)揮自身價值。3.2.2 航運衛(wèi)星地圖隨著衛(wèi)星遙感技術與衛(wèi)星定位技術的發(fā)展，，將衛(wèi)星地圖與船舶 AIS 數(shù)據相結合的航運衛(wèi)星地圖應運而生，為航運業(yè)更精確的追蹤船舶提供了直觀的平臺。本文使用的航運衛(wèi)星地圖如圖 3-3 所示，圖中區(qū)域為長江流域經濟帶，每一個綠色的點代表一艘發(fā)射數(shù)據的船舶，可以清晰的看到長江航道被綠色的點標識出，東
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U692;TP311.13

【參考文獻】

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1 許佳捷;鄭凱;池明e

本文編號：2606934