基于AIS的船舶轨迹分析的研究与应用

发布时间：2024-02-03 02:39

　　在世界经济全球化的大环境下,随着海上交通量的迅猛增长,这使得水域承载的负担增大,航道拥挤。这种情况下船舶本身存在的问题及人为因素引发的事故增多,造成了巨大的经济损失。相关海事部门和船舶交通服务系统提高决策水准势在必行,其中的一个关键问题就是实现船舶航迹预测并进行异常预警。目前,大多数船舶轨迹预测模型还停留在一般的机器学习方法和基于特定运动学方程的模型上,这种模型受限程度较高,已经很难应对当今繁杂的海上交通情形。高精度模型的训练需要丰富的数据支持。相对传统雷达设备等,AIS设备拥有受地形天气影响小,高定位精度等优点,且可以提供更丰富的船舶轨迹特征数据。本文基于AIS数据样本,结合神经网络和深度学习,研究适用于船舶轨迹预测的算法模型。基于解析后的AIS数据,设计并实现了船舶轨迹预测模型的训练仿真实验。最后对航迹预测模型在异常预警、航线规划等方面的应用进行了研究。本文主要研究工作如下:1.分析总结了AIS相关解码与处理技术。在介绍AIS消息类型的基础上,展示了AIS信息的数据结构,并对AIS信息进行解码和处理,由此获得数据源,为基于AIS数据的航迹预测提供了数据基础。2.深入研究了利用BP神...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3-1BP神经网络架构图

图3-1BP神经网络架构图经网络里每层的神经元和下一层的神经元用线连接在一起，每对应的权重值w。除了输入层，一般来说每个神经元还有对应络的计算架构如下图3-2。

图3-2BP神经网络计算架构图

24图3-2BP神经网络计算架构图神经元（除了输入层）都会有加权求和得到的输入值z，以oid函数（也即是激活函数）非线性转化后的输出值a，z和a-1)和(3-2)：=∑=()=....

图3-3sigmoid函数图像

图3-3sigmoid函数图像3-3中我们看出，Sigmoid函数的值域为(0,1)。对于多分类元可以表示是该分类的概率。当然还存在其他的激活函和广泛使用的Relu函数，他们的用途和优缺点也都各异。神经网络算法经网络是一种监督学习，训练预测模型时首先要利用梯度络的....

图3-6解析后的AIS数据

图3-6解析后的AIS数据原始实验数据均来源于广州港水域内船舶AIS信息，数据类型为高度压缩的字符串，以txt的文本形式存储。按照第二章中所介绍的算法，将数据解存储在MySQL数据库中。在数据库中，按照BP和GA-BP船舶轨迹预测模输入需求设计MMS....

本文编号：3893570