基于动态水域网格计算的船舶领域研究

摘要

船舶领域一直被认为是研究船舶交通和船舶行为最有效的理论之一，是中外学者研究的热点，已经广泛应用于确保船舶航行安全、船舶碰撞危险度评价、船舶避碰决策、水上交通规划、船舶交通安全预测与控制、海上交通容量、航道通航能力、船舶自动化和智能化等诸多方面。船舶领域的核心思想是将人的感知能力和行为方式赋予给船舶，并在其周围构建一个主观或客观不受侵犯的区域。随着航运的快速发展，船舶大型化、快速化、专业化以及自动化的程度不断提高，交通密度逐渐增大，传统的研究手段，诸如:问卷调查法、现场观测法、雷达观测及仿真手段皆因获取数据耗时长、样本小、自动化程度较低的原因，难以满足建立动态船舶领域的要求。
　　为了满足现代船舶的发展需求，结合船舶自动识别系统(AIS)数据量巨大以及包含了丰富的船舶信息等优点，本文利用SQL2012对AIS数据进行处理，建立了包含船舶静态信息和动态信息的数据库;借助C＃程序语言，构建以中心船舶为原点的网格坐标系，并以船舶间相对距离方位计算周围船舶在网格中的相对位置坐标;而后对同长度和类型的船舶进行网格叠加计算，并以船舶频数的方式进行统计;采用数据处理软件MATLAB以最小二乘法的方式对统计结果进行处理;最后对研究水域的主要船型不同尺度的船舶领域进行对比和统计分析，并对不同船型船舶领域略作讨论，总结得出开阔水域船舶领域的特点。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 研究思路与方法

1．4 本文主要工作及创新点

第2章 AIS数据处理

2．1 AIS简介

2．1．1 AIS发展背景

2．1．2 AIS数据参数

2．1．3 AIS信息更新频率

2．2 数据处理

2．2．1 船舶相对位置关系计算

2．2．2 船舶位置信息网格叠加

2．3 船舶分布频数统计

2．3．1 网格化水域船舶频数分布

2．3．2 网格计算的优缺点

2．4 曲线拟合

第3章 动态水域网格计算船舶领域的程序流程设计

3．1 船舶领域模型算法定义及原理

3．2 动态水域网格计算的船舶领域模型总设计流程

3．3 动态水域网格计算的船舶领域子模块结构设计流程

第4章 动态水域网格计算的船舶领域模型算法实现

4．1 AIS数据分析

4．1．1 研究水域

4．1．2 成山头水域AIS数据质量分析

4．1．3 成山头水域交通流分析

4．2 算法实现成山头船舶领域

4．2．1 算法实现

4．2．2 成山头水域船舶领域边界与船长的关系

4．2．3 同尺度油船与货船船舶领域的关系

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

致谢

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