一种基于混沌理论的船舶短时交通流模糊预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于混沌理论的船舶短时交通流模糊预测方法，包括：构建航带的划归方式，采集MMSI码、实时经纬度、航道速差、占道率的AIS数据，并进行预处理分析；使用wolf法对AIS数据进行计算，对船舶交通流的Lyapunov指数进行判定，并分析混沌特性；以takens定理实现对混沌时间序列的相空间重构，得到预测数据基础；对比不同预测理论模型，采用支持向量回归机模型（SVR）进行预测；采用模糊结构元的算法计算预测结果数据点的模糊度函数，并与预测数值一起构建船舶短时交通流的模糊预测结果。本发明专利技术中对航道速差、占道率的AIS数据的采集，以及基于模糊结构元方法的模糊预测算法，能全面地包含真实船舶交通流的信息特征，提高短时船舶预测的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于混沌理论的船舶短时交通流模糊预测方法
本专利技术涉及船舶交通流预测
，尤其涉及一种基于混沌理论的船舶短时交通流模糊预测方法。
技术介绍
随着经济全球化程度的不断深入和各国的贸易合作程度的不断加深，船舶数量也在持续增长，致使许多重要水道的船舶交通流量迅速增加。交通流是船舶运动状态最好的体现，是最大程度发挥水运设施效益以及制定航运发展策略、合理利用资源的主要参考依据，是水运交通设施建设规模的依据重要参考。通过定量或形象地分析重要航段船舶的交通流规律，为评价航道的通过能力、组织和管理能力、评估航行风险提供一种有力的手段和方法。短时船舶交通流预测可以为实施相关水域船舶安全管理措施和通航安全风险评估提供科学依据，可以更加直观的了解相关水域实时通航状态，应对紧急情况的发生，做好相关准备，对航道未来的发展建设以及航道管理战略的制定都具有重要的意义。更重要的是可以为船舶安全航行提供指引，保障水上交通运输安全畅通，实现“航运更安全、海洋更清洁”的目标。混沌指在确定性非线性系统中存在的貌似随机、无规则的现象，然而这种类似随机的现象却包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于混沌理论的船舶短时交通流模糊预测方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、构建航带的划归方式，采集MMSI码、实时经纬度、航道速差、占道率的AIS数据，并进行预处理分析，其中航带的划归方式为通航分割成相反的两个子航带，每个子航带均分割成若干虚拟航道；/nS2、使用wolf法对航道速差和占道率的AIS数据进行计算，对船舶交通流的Lyapunov指数进行判定，并分析混沌特性；/nS3、以takens定理实现对混沌时间序列的相空间重构，得到预测数据基础；/nS4、对比不同预测理论模型，采用支持向量回归机模型（SVR）进行预测；/nS5、基于预测基础建立模糊预测模型，采用模糊结构元的算法计...

【技术特征摘要】
1.一种基于混沌理论的船舶短时交通流模糊预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、构建航带的划归方式，采集MMSI码、实时经纬度、航道速差、占道率的AIS数据，并进行预处理分析，其中航带的划归方式为通航分割成相反的两个子航带，每个子航带均分割成若干虚拟航道；
S2、使用wolf法对航道速差和占道率的AIS数据进行计算，对船舶交通流的Lyapunov指数进行判定，并分析混沌特性；
S3、以takens定理实现对混沌时间序列的相空间重构，得到预测数据基础；
S4、对比不同预测理论模型，采用支持向量回归机模型（SVR）进行预测；
S5、基于预测基础建立模糊预测模型，采用模糊结构元的算法计算预测结果数据点的模糊度函数，并与预测数值一起构建船舶短时交通流的模糊预测结果。


2.根据权利要求1所述的基于混沌理论的船舶短时交通流模糊预测方法，其特征在于：所述步骤S1中所述航道速差的AIS数据的采集方式是：采集同一子航带上不同航道的航速差、不同子航带上不同航道的航速差的数据。


3.根据权利要求1所述的基于混沌理论的船舶短时交通流模糊预测方法，其特征在于：所述步骤S1中所述占道率的AIS数据的采集方式是：同一段航带上，选取某一段航道累计时程的最大值占航带时程的比率作为最大占道率，船舶最大占道率对应的航道为航行航道。


4.根据权利要求1所述的基于混沌理论的船舶短时交通流模糊预测方法，其特征在于：所述步骤S1中所述航带的划归...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈婷婷，郭云龙，芮乐军，
申请(专利权)人：江苏航运职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32