基于AIS信息的船舶抵离港频数的统计

刘茹茹　洪锋　刘传洋

摘要：该文根据船舶AIS信息中船位信息，对船舶抵港离港做出判断。该文在计算船舶抵港离港的频数时，先判定出船舶的进出港情况，再对这些抵港或离港的船舶进行分析统计，得出船舶抵港离港的频数。

关键词：抵港离港；进出港；抵离港频数

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）13-3160-02

1 概述

船舶抵离港的频数对于港口交通监管及开辟新航线有很重要的作用。船舶自动识别系统（AIS）中有船舶相关的动静态信息。利用AIS中的某些信息计算出船舶的抵离港情况，可以更有效地进行港口附近交通监管，从船舶的抵离港信息中也可以挖掘出更多新航线，从而得到更多的交通信息，以便更好的利用水上资源。

2 判断船舶抵港离港

船舶AIS信息中既有船名、mmsi、呼号、船型、尺寸等静态信息，还包括船舶实时的航向、吃水、航速、经纬度、地理位置等动态信息。

2.1信息数据库的建立

首先对由基站接收的AIS信息进行采集，提取相应数据建立符合需求的数据库。基于MySQL数据操作平台建立AIS信息数据库，其中包含船名、MMSI、信息更新的时间、船舶的经度、纬度及地理位置等信息。

根据设计分析建立船舶自动识别信息的表格，建立allships表空间，通过编程语言来实现AIS信息的解析存储。allships表的属性及相对数据类型的结构如表1所示。

表1 AIS基本信息及属性

[Table allships＼&属性＼&数据类型＼&MMSI（key）＼&int[11]＼&Shipname＼&character[20]＼&Position＼&geometry＼&updatetime＼×tamp＼&lon＼&double＼&lat＼&double＼&]

在对AIS信息库建立完成以后，针对港域信息库的建立主要是要判断船舶抵达离开某港口，就要有能表示该港口边界的主要参数。为便于数据的分析处理，给每个港口一个编号，即为港口编号。根据分析建立港口边界信息的表空间，其属性和数据类型结构如表2所示。

表2 港口信息及属性

[Table hrbare＼&属性＼&数据类型＼&OGR_FID（key）＼&int（11）＼&Portname＼&medium text＼&SHAPE＼&geometry＼&]

2.2船舶进出港与否的判定

要判断船舶抵离港，首先应该知道船舶是否在港。为了减少数据计算量，提高计算速度，每次只研究半个小时时间段里的船舶信息。根据船舶信息表和港口信息表，用mysql语句实现其船舶在港与否的判定，其实现判定的语句如下所示：

由上述语句对船舶在港情况作出判断，结果信息中包括船舶的mmsi，船名，船舶所在的位置，信息更新的时间，以及所在港口的港口代码，港口名称，港口的边界信息，并增加表示在港与否的标识代码contains（hrbare.shape， allships.position）。contains（hrbare.shape， allships.position）如果为1表示船舶在当前时刻在港；若为0则表示船舶当前时刻不在港内。

如果前后两次计算的contains（hrbare.shape， allships.position）值发生了改变，则就可以说明船舶有进出港动作的发生。若该值由0到1，则说明在这半个小时的时间间隔内船舶抵港；若该值由1变到0，则说明在这半个小时的时间间隔内船舶离港。

3 实验验证

建立一张关于船舶抵港离港判定结果的信息存储表ship_port，为了能明确标识出船舶是抵港还是离港，在该表中使用字符段arri_dep来标识，用1表示船舶抵港，用0表示船舶的离港信息。由于每隔半小时做一次判定，所以ship_port表每隔半个小时就有一次新数据的写入，这样ship_port表经过时间的积累就存储了大量的船舶抵港离港信息。

Ship_port表中存放了半个小时里所有抵港的和离港的船舶以及抵达和离开的港口的信息。每半个小时就运行一次该程序，我们就可以得到船舶抵港离港情况的数据表，表中存储的是船舶抵港离港的历史信息。

以上海港为例，统计船舶2014年3月15日至2014年3月21日七天里的抵港情况。根据上述方法统计得到在该期间抵达上海港船舶的数量分布图见图1。

图1

在数据统计时做了初步分析，对船舶信息进行了筛选，比如港口的作业船、执法船等均不在这次统计范围内。

4 总结

在AIS信息的存储分析中，会遇到下面几种问题：信息更新不及时 某些船舶的动态信息并没有及时更新，包括多次接收同一位置的信息和没有接收到更新信息。重复接收信息，就将船舶相邻两次的进港（离港）时间做差值比较，如果差值不大于半小时，则取时间较早的数据。没收到更新信息，就以该船舶AIS信息中的预抵港信息为准；船舶进出港口过于频繁由于作业船等的频繁进出港不是研究对象，所以设定一个进出港频数的阈值。如果在短时间内某船进出港的频数大过该阈值，那就将其忽略不计；港口范围模糊 有些港口的边界范围很模糊，影响船舶进出港口的判定。在进出港判定时，一般以港口shape较小的那条记录作为存储数据，所以还有很多问题有待进一步研究中。

参考文献：

[1] 潘家财，邵哲平，姜青山.数据挖掘在海上交通特征分析中的应用研究[J].中国航海，2010，3（2）：60-62.

[2] 李旭东，胡甚平.AIS信息解析在船舶碰撞案例分析中的应用[J].上海海事大学学报，2007，8（1）：132-136.

[3] 张茹.AIS在海上搜救中的应用[J].中国水运，2010，10（9）：57-58.

[4] 李国志，栗笑虹，李正君.AIS在航标管理中的应用[J].船海工程，2009，8（4）：39-40.

[5] 吴建华，陶德馨，刘天才.AIS在海事管理领域的应用[J].船海工程，2008，37（3）：117-120.

[6] 白宇明，戴冉，孙立成，等.AIS在海上交通调查中的应用[J].中国航海，2006（1）：82-85.

[7] 张良，毛德祥.AIS技术在船舶交通管理系统（VTS）的应用研究[D].大连：大连理工大学，2006.

[8] 申慧超，胡勤友，杨春.基于AIS数据的预抵船舶联系信息查询系统[J].上海海事大学学报，2010，31（4）：13-16.

[9] 于娜，刘人杰.通用自动识别系统的应用研究[D].大连：大连海事大学，2007.

摘要：该文根据船舶AIS信息中船位信息，对船舶抵港离港做出判断。该文在计算船舶抵港离港的频数时，先判定出船舶的进出港情况，再对这些抵港或离港的船舶进行分析统计，得出船舶抵港离港的频数。

关键词：抵港离港；进出港；抵离港频数

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）13-3160-02

1 概述

船舶抵离港的频数对于港口交通监管及开辟新航线有很重要的作用。船舶自动识别系统（AIS）中有船舶相关的动静态信息。利用AIS中的某些信息计算出船舶的抵离港情况，可以更有效地进行港口附近交通监管，从船舶的抵离港信息中也可以挖掘出更多新航线，从而得到更多的交通信息，以便更好的利用水上资源。

2 判断船舶抵港离港

船舶AIS信息中既有船名、mmsi、呼号、船型、尺寸等静态信息，还包括船舶实时的航向、吃水、航速、经纬度、地理位置等动态信息。

2.1信息数据库的建立

首先对由基站接收的AIS信息进行采集，提取相应数据建立符合需求的数据库。基于MySQL数据操作平台建立AIS信息数据库，其中包含船名、MMSI、信息更新的时间、船舶的经度、纬度及地理位置等信息。

根据设计分析建立船舶自动识别信息的表格，建立allships表空间，通过编程语言来实现AIS信息的解析存储。allships表的属性及相对数据类型的结构如表1所示。

表1 AIS基本信息及属性

[Table allships＼&属性＼&数据类型＼&MMSI（key）＼&int[11]＼&Shipname＼&character[20]＼&Position＼&geometry＼&updatetime＼×tamp＼&lon＼&double＼&lat＼&double＼&]

在对AIS信息库建立完成以后，针对港域信息库的建立主要是要判断船舶抵达离开某港口，就要有能表示该港口边界的主要参数。为便于数据的分析处理，给每个港口一个编号，即为港口编号。根据分析建立港口边界信息的表空间，其属性和数据类型结构如表2所示。

表2 港口信息及属性

[Table hrbare＼&属性＼&数据类型＼&OGR_FID（key）＼&int（11）＼&Portname＼&medium text＼&SHAPE＼&geometry＼&]

2.2船舶进出港与否的判定

要判断船舶抵离港，首先应该知道船舶是否在港。为了减少数据计算量，提高计算速度，每次只研究半个小时时间段里的船舶信息。根据船舶信息表和港口信息表，用mysql语句实现其船舶在港与否的判定，其实现判定的语句如下所示：

由上述语句对船舶在港情况作出判断，结果信息中包括船舶的mmsi，船名，船舶所在的位置，信息更新的时间，以及所在港口的港口代码，港口名称，港口的边界信息，并增加表示在港与否的标识代码contains（hrbare.shape， allships.position）。contains（hrbare.shape， allships.position）如果为1表示船舶在当前时刻在港；若为0则表示船舶当前时刻不在港内。

如果前后两次计算的contains（hrbare.shape， allships.position）值发生了改变，则就可以说明船舶有进出港动作的发生。若该值由0到1，则说明在这半个小时的时间间隔内船舶抵港；若该值由1变到0，则说明在这半个小时的时间间隔内船舶离港。

3 实验验证

建立一张关于船舶抵港离港判定结果的信息存储表ship_port，为了能明确标识出船舶是抵港还是离港，在该表中使用字符段arri_dep来标识，用1表示船舶抵港，用0表示船舶的离港信息。由于每隔半小时做一次判定，所以ship_port表每隔半个小时就有一次新数据的写入，这样ship_port表经过时间的积累就存储了大量的船舶抵港离港信息。

Ship_port表中存放了半个小时里所有抵港的和离港的船舶以及抵达和离开的港口的信息。每半个小时就运行一次该程序，我们就可以得到船舶抵港离港情况的数据表，表中存储的是船舶抵港离港的历史信息。

以上海港为例，统计船舶2014年3月15日至2014年3月21日七天里的抵港情况。根据上述方法统计得到在该期间抵达上海港船舶的数量分布图见图1。

图1

在数据统计时做了初步分析，对船舶信息进行了筛选，比如港口的作业船、执法船等均不在这次统计范围内。

4 总结

在AIS信息的存储分析中，会遇到下面几种问题：信息更新不及时 某些船舶的动态信息并没有及时更新，包括多次接收同一位置的信息和没有接收到更新信息。重复接收信息，就将船舶相邻两次的进港（离港）时间做差值比较，如果差值不大于半小时，则取时间较早的数据。没收到更新信息，就以该船舶AIS信息中的预抵港信息为准；船舶进出港口过于频繁由于作业船等的频繁进出港不是研究对象，所以设定一个进出港频数的阈值。如果在短时间内某船进出港的频数大过该阈值，那就将其忽略不计；港口范围模糊 有些港口的边界范围很模糊，影响船舶进出港口的判定。在进出港判定时，一般以港口shape较小的那条记录作为存储数据，所以还有很多问题有待进一步研究中。

参考文献：

[1] 潘家财，邵哲平，姜青山.数据挖掘在海上交通特征分析中的应用研究[J].中国航海，2010，3（2）：60-62.

[2] 李旭东，胡甚平.AIS信息解析在船舶碰撞案例分析中的应用[J].上海海事大学学报，2007，8（1）：132-136.

[3] 张茹.AIS在海上搜救中的应用[J].中国水运，2010，10（9）：57-58.

[4] 李国志，栗笑虹，李正君.AIS在航标管理中的应用[J].船海工程，2009，8（4）：39-40.

[5] 吴建华，陶德馨，刘天才.AIS在海事管理领域的应用[J].船海工程，2008，37（3）：117-120.

[6] 白宇明，戴冉，孙立成，等.AIS在海上交通调查中的应用[J].中国航海，2006（1）：82-85.

[7] 张良，毛德祥.AIS技术在船舶交通管理系统（VTS）的应用研究[D].大连：大连理工大学，2006.

[8] 申慧超，胡勤友，杨春.基于AIS数据的预抵船舶联系信息查询系统[J].上海海事大学学报，2010，31（4）：13-16.

[9] 于娜，刘人杰.通用自动识别系统的应用研究[D].大连：大连海事大学，2007.

摘要：该文根据船舶AIS信息中船位信息，对船舶抵港离港做出判断。该文在计算船舶抵港离港的频数时，先判定出船舶的进出港情况，再对这些抵港或离港的船舶进行分析统计，得出船舶抵港离港的频数。

关键词：抵港离港；进出港；抵离港频数

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）13-3160-02

1 概述

船舶抵离港的频数对于港口交通监管及开辟新航线有很重要的作用。船舶自动识别系统（AIS）中有船舶相关的动静态信息。利用AIS中的某些信息计算出船舶的抵离港情况，可以更有效地进行港口附近交通监管，从船舶的抵离港信息中也可以挖掘出更多新航线，从而得到更多的交通信息，以便更好的利用水上资源。

2 判断船舶抵港离港

船舶AIS信息中既有船名、mmsi、呼号、船型、尺寸等静态信息，还包括船舶实时的航向、吃水、航速、经纬度、地理位置等动态信息。

2.1信息数据库的建立

首先对由基站接收的AIS信息进行采集，提取相应数据建立符合需求的数据库。基于MySQL数据操作平台建立AIS信息数据库，其中包含船名、MMSI、信息更新的时间、船舶的经度、纬度及地理位置等信息。

根据设计分析建立船舶自动识别信息的表格，建立allships表空间，通过编程语言来实现AIS信息的解析存储。allships表的属性及相对数据类型的结构如表1所示。

表1 AIS基本信息及属性

[Table allships＼&属性＼&数据类型＼&MMSI（key）＼&int[11]＼&Shipname＼&character[20]＼&Position＼&geometry＼&updatetime＼×tamp＼&lon＼&double＼&lat＼&double＼&]

在对AIS信息库建立完成以后，针对港域信息库的建立主要是要判断船舶抵达离开某港口，就要有能表示该港口边界的主要参数。为便于数据的分析处理，给每个港口一个编号，即为港口编号。根据分析建立港口边界信息的表空间，其属性和数据类型结构如表2所示。

表2 港口信息及属性

[Table hrbare＼&属性＼&数据类型＼&OGR_FID（key）＼&int（11）＼&Portname＼&medium text＼&SHAPE＼&geometry＼&]

2.2船舶进出港与否的判定

要判断船舶抵离港，首先应该知道船舶是否在港。为了减少数据计算量，提高计算速度，每次只研究半个小时时间段里的船舶信息。根据船舶信息表和港口信息表，用mysql语句实现其船舶在港与否的判定，其实现判定的语句如下所示：

由上述语句对船舶在港情况作出判断，结果信息中包括船舶的mmsi，船名，船舶所在的位置，信息更新的时间，以及所在港口的港口代码，港口名称，港口的边界信息，并增加表示在港与否的标识代码contains（hrbare.shape， allships.position）。contains（hrbare.shape， allships.position）如果为1表示船舶在当前时刻在港；若为0则表示船舶当前时刻不在港内。

如果前后两次计算的contains（hrbare.shape， allships.position）值发生了改变，则就可以说明船舶有进出港动作的发生。若该值由0到1，则说明在这半个小时的时间间隔内船舶抵港；若该值由1变到0，则说明在这半个小时的时间间隔内船舶离港。

3 实验验证

建立一张关于船舶抵港离港判定结果的信息存储表ship_port，为了能明确标识出船舶是抵港还是离港，在该表中使用字符段arri_dep来标识，用1表示船舶抵港，用0表示船舶的离港信息。由于每隔半小时做一次判定，所以ship_port表每隔半个小时就有一次新数据的写入，这样ship_port表经过时间的积累就存储了大量的船舶抵港离港信息。

Ship_port表中存放了半个小时里所有抵港的和离港的船舶以及抵达和离开的港口的信息。每半个小时就运行一次该程序，我们就可以得到船舶抵港离港情况的数据表，表中存储的是船舶抵港离港的历史信息。

以上海港为例，统计船舶2014年3月15日至2014年3月21日七天里的抵港情况。根据上述方法统计得到在该期间抵达上海港船舶的数量分布图见图1。

图1

在数据统计时做了初步分析，对船舶信息进行了筛选，比如港口的作业船、执法船等均不在这次统计范围内。

4 总结

在AIS信息的存储分析中，会遇到下面几种问题：信息更新不及时 某些船舶的动态信息并没有及时更新，包括多次接收同一位置的信息和没有接收到更新信息。重复接收信息，就将船舶相邻两次的进港（离港）时间做差值比较，如果差值不大于半小时，则取时间较早的数据。没收到更新信息，就以该船舶AIS信息中的预抵港信息为准；船舶进出港口过于频繁由于作业船等的频繁进出港不是研究对象，所以设定一个进出港频数的阈值。如果在短时间内某船进出港的频数大过该阈值，那就将其忽略不计；港口范围模糊 有些港口的边界范围很模糊，影响船舶进出港口的判定。在进出港判定时，一般以港口shape较小的那条记录作为存储数据，所以还有很多问题有待进一步研究中。

参考文献：

[1] 潘家财，邵哲平，姜青山.数据挖掘在海上交通特征分析中的应用研究[J].中国航海，2010，3（2）：60-62.

[2] 李旭东，胡甚平.AIS信息解析在船舶碰撞案例分析中的应用[J].上海海事大学学报，2007，8（1）：132-136.

[3] 张茹.AIS在海上搜救中的应用[J].中国水运，2010，10（9）：57-58.

[4] 李国志，栗笑虹，李正君.AIS在航标管理中的应用[J].船海工程，2009，8（4）：39-40.

[5] 吴建华，陶德馨，刘天才.AIS在海事管理领域的应用[J].船海工程，2008，37（3）：117-120.

[6] 白宇明，戴冉，孙立成，等.AIS在海上交通调查中的应用[J].中国航海，2006（1）：82-85.

[7] 张良，毛德祥.AIS技术在船舶交通管理系统（VTS）的应用研究[D].大连：大连理工大学，2006.

[8] 申慧超，胡勤友，杨春.基于AIS数据的预抵船舶联系信息查询系统[J].上海海事大学学报，2010，31（4）：13-16.

[9] 于娜，刘人杰.通用自动识别系统的应用研究[D].大连：大连海事大学，2007.