基于AIS数据的大型船舶锚泊半径及船间距的研究

论文摘要

随着全球经济的回暖,国际航运贸易量大幅度增加,港口的船舶数量急剧增涨,给港口的配套设施带来了一定的压力,因而港口设施的合理利用,对解决港口压力,促进港口及地区的发展,起到了很大的作用。作为到港船舶锚泊的安全水域,锚地的合理利用,对船舶的安全及港口的发展有着至关重要的作用。锚地的合理利用,避免不了要计算单个船舶的占用水域以及船舶之间锚位之间的距离,而由于船舶操纵性等特点,使得船舶实际占用的水域与规范要求、理论计算是有差距的,因此,本文基于这点,利用AIS的数据,统计分析并回归出锚泊船水域半径、锚位间距与船长之间的关系,得到回归方程,以方便预测出实际情况下的锚泊船占用的水域情况。由于现代科学技术的发展,以及船舶AIS设备的配备,使得本文采取的研究方法得以实现。AIS数据的历史重现,可以采用MATLAB及VC++6.0平台实现,真实的反映锚泊船锚泊时的实时情况,并把按时间顺序筛选出来的AIS数据输入计算机程序,拟合出单船锚泊时摆动的水域圆范围,进而计算出船舶锚泊时的实际水域半径。同时选择最近的两艘锚泊船,计算出锚泊船锚位之间距离。对数据进行处理分析,得到单船水域半径与船长的关系,回归分析出之间的关系,得到回归方程。并对两艘锚泊船锚位之间的距离进行统计回归,得到方程。对所得的方程进行回归检验,检验其合理性。锚泊船实际情况下水域半径及锚泊船锚位之间距离的统计参数有利于与现行规范、理论值等进行对比,找到差距,得出结论。而回归方程的求取,有利于船舶在实际锚泊时占用水域的预测,从而为港口锚地的使用和管理、船舶航行与安全提供理论依据和技术支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景
• 1.2 研究的目的及意义
• 1.3 论文主要工作与内容
• 1.4 本章小结
• 第2章 基于AIS数据的船舶锚泊图像的绘制
• 2.1 AIS信息
• 2.1.1 AIS信息的内容
• 2.1.2 AIS的数据更新速率
• 2.1.3 消息类型
• 2.1.4 本研究要求的AIS数据及相关问题解决方法
• 2.2 基于AIS数据的锚泊状态绘制
• 2.2.1 三类坐标
• 2.2.2 坐标转换
• 2.2.3 锚泊船状态的绘制
• 2.3 本章小结
• 第3章 锚泊半径和锚位间距的确定方法与数据统计回归理论
• 3.1 锚泊半径及锚位间距的求取方法
• 3.1.1 船尾点的曲线拟合
• 3.1.2 最大水域半径的求取
• 3.1.3 锚位距离的求取
• 3.2 统计描述与基本统计分析
• 3.2.1 粗差的剔除方法
• 3.2.2 集中趋势的计量
• 3.2.3 离散趋势的计量
• 3.3 统计数据的回归分析
• 3.3.1 一元线性回归分析
• 3.3.2 多元线性回归分析
• 3.3.3 一元线性回归统计检验
• 3.3.4 多元线性回归统计检验
• 3.4 本章小结
• 第4章 统计结果与回归分析
• 4.1 锚泊水域半径的统计
• 4.1.1 统计结果各要素的描述
• 4.1.2 锚泊水域半径与船长之间的回归分析
• 4.2 各种要素下锚泊水域半径的回归分析
• 4.3 锚位间距的统计及回归分析
• 4.3.1 锚泊间距的统计结果
• 4.3.2 锚泊间距的回归分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论分析及展望
• 5.1 结论分析
• 5.1.1 模型的合理性分析
• 5.1.2 锚泊水域半径的结论
• 5.1.3 锚泊船之间距离的结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历