王森杰 何正伟

(武汉理工大学航运学院1) 武汉 430063) (内河航运技术湖北省重点实验室2) 武汉 430063) (国家水运安全工程技术研究中心3) 武汉 430063)

0 引 言

船舶自动识别系统(auto identification system，AIS)[1]是一种实现船船、船岸通信的安全助航设备，船舶通过搭载AIS终端实时将自身船舶运动信息进行广播，通过岸基终端可以快速采集移动船舶的AIS数据.AIS数据不仅记录船舶的空间信息、时间信息，同时集成了对地航向、船首向和对地速度等船舶运动数据，蕴含丰富的语义和行为模式.对船舶轨迹数据进行聚类分析，可为船舶交通流特征提取、航路安全规划、船舶异常检测等技术研发和应用提供基础手段和关键方法，为航运规划、海事监管等工作开展提供决策支持和科学依据[2].在轨迹数据激增和大数据技术发展的背景下，如何从轨迹数据中挖掘积累的物体运动模式，已经成为轨迹数据分析领域的研究热点之一.马文耀等[3]提出了一种基于单向距离的轨迹相似度计算方法，该方法将单向距离定义为一条船舶轨迹上各个点到另一轨迹各个点的最小距离的平均值，利用谱聚类算法对轨迹的空间分布进行学习，获取船舶的正常运动模式.Zhen等[4]人整合k-medoids聚类和朴素贝叶斯分类器，实现了船舶行为的分类和异常行为检测.Zhao等[5]人基于原始朴素DP算法和DBSCAN算法实现船舶轨迹模式的快速分类辨识.江玉玲等[6]采取Frechet距离对船舶轨迹相似度进行建模，基于DBSCAN聚类方法对典型轨迹得到了的符合……