海港航道水域船舶异常行为检测

李高才; 张新宇; 蒋晨星; 连晓荣; 张辉辉; 王佳伟

doi:10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2024.04.004

大连海事大学学报 ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (04) : 31 -40+78. DOI: 10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2024.04.004

海港航道水域船舶异常行为检测

李高才, 张新宇, 蒋晨星, 连晓荣, 张辉辉, 王佳伟

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摘要

鉴于目前VTS、AIS人工分析的效率难以满足日益严峻的水上交通监管形势要求，本文考虑船舶进出港航行特点，提出一种海港航道水域船舶异常行为检测方法。首先，考虑船舶类型、通航规则等影响因素，建立基于语义轨迹多维相似度的船舶轨迹聚类方法，以识别符合通航规则的船舶进出港交通模式；然后，构建语义转换模型，将交通模式轨迹数据转换为模式轨迹文本，并采用文本余弦相似度方法匹配目标船舶的交通模式；接着，利用核密度估计构建船舶异常行为检测模型。以天津港为例，从历史船舶轨迹数据中提取40种进出港交通模式，并以此构建船舶异常行为检测方法，通过航海模拟器仿真数据对方法进行验证。结果表明，该方法能够有效检测出船舶的异常行为，可对水上交通监管起到一定的辅助作用。