上海外高桥港区停泊船聚类分析与异常检测

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作   者：

郑海林;  胡勤友;  杨春;  陈金海;  梅强; 

作者机构：

上海海事大学商船学院;  集美大学航海学院;  船舶辅助导航技术国家地方联合工程研究中心;  浙江海洋大学港航与交通运输工程学院; 

关键词：

停泊船;  海上丝绸之路;  船舶自动识别系统;  密度聚类;  异常检测; 

期刊名称：

地球信息科学学报

基金项目：

台湾海峡船舶AIS轨迹数据挖掘及其航路规划优化

i s s n：

1560-8999

年卷期：

2018 年 05 期

页   码：

640-646

摘   要：

停泊船空间分布规律挖掘,在海事监管、港口管理和航运公司船队管理方面有着重要意义。现有研究主要针对船舶停泊点进行空间聚类以识别码头和锚地,缺乏对码头、锚地内船舶停泊特征分析,及码头和锚地外的异常停船的检测。因此,利用海量船舶自动识别系统(AIS)数据探索船舶停泊规律显得很有必要,且具备可行性。根据海况设定停泊速度阈值和停泊位置变化量阈值,建立停船判定模型。按港区、船型筛选,获取2016年1至11月外高桥港区集装箱船停泊记录。根据类中心点密度和聚类数量,设定邻域半径(ε)和邻域密度(Min Pts),采用密度聚类(DBSCAN)算法对船舶停泊点进行密度聚类,并将聚类结果与外高桥港区码头、锚地分布图进行比较,生成可疑停船列表。对比船舶历史轨迹,明确可疑停船列表中船舶真实停泊记录,筛选出异常停船。研究发现,2016年1至11月外高桥港区船舶异常停泊点位于圆圆沙锚地至吴淞口锚地间的南港水道和江亚南沙锚地附近的南港水道航段。船舶停泊前、后位置变化幅度小,而速度变化幅度大,推测船舶突发故障是其异常停泊的原因。海事主管部门(MSA)可根据船舶水上移动通信业务识别码(MMSI)快速锁定航运公司,加强岸上船舶安全管理。船舶停泊位置和时间能够记录船舶发生故障地点及其持续时间,为船队管理提供重要依据。