一种集装箱班轮航线运力分析方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种集装箱班轮航线运力分析方法及系统，该方法先对集装箱船的AIS历史航行数据以及港口数据进行采集，并进行预处理：再利用深度优先搜索算法，结合AIS数据特点和集装箱班轮实际业务特征，完成全球集装箱班轮航线的识别；然后结合业务逻辑对识别出的航线进行去重和时间信息匹配，再提取航线经过的国家和区域、起始和终止时间、运营主体、航线方向以及起终点港口信息，并对航线进行分类，最后根据分类后的航线，对经过任意两港的集装箱船航线进行运力统计和运力变化分析，为基于大数据的运力规划提供了支持，为所有的集装箱班轮航线定义了一个统一的标准，为各船公司运营效率对比提供数据基础，并为新航线的开辟提供数据支持。数据支持。数据支持。

【技术实现步骤摘要】
一种集装箱班轮航线运力分析方法及系统


[0001]本专利技术涉及集装箱航运
，具体涉及一种集装箱班轮航线运力分析方法及系统。

技术介绍

[0002]在当前国际贸易往来变得更加重要且密切的背景下，集装箱凭借其航行速度快、装卸效率高等优势成为了如今全球海上国际贸易的重要组成部分。根据联合国贸易与发展会议(UNCTAD)发布的《2019全球海运发展评述报告》可以看出集装箱运输的货物量呈逐年上涨趋势。
[0003]集装箱班轮航线是指至少在两个港口间通过集装箱船舶定期往返或环绕航行承运集装箱货物的航线，其特征是采用集装箱从事班轮运输。目前，绝大部分集装箱航线都以班轮形式经营。由于集装箱班轮航线是由各船公司自行定义的，没有一个统一的标准，不同的定义标准为全球集装箱班轮航线运力的监控设置了障碍。目前解决该问题的方法主要是收集各大船公司的船期表，以及集装箱船的相关船型信息来实现航线运力监控。但是这种方法耗费人力物力，并且船期表有可能存在不准确或者不全等问题，难以保证数据质量，影响对航线运力的分析。

技术实现思路

[0004]为解决现有对集装箱班轮航线的统一定义标准缺乏而收集船期表和船型信息进行航线运力监控耗费人力物力且难以保证数据质量等问题，本专利技术提供了一种集装箱班轮航线运力分析方法，基于图论相关算法，利用集装箱船的AIS动态数据，结合业务逻辑，识别出全球集装箱班轮航线，并根据航线经过的港口整理出航线的相关信息，进而进行全球集装箱航线运力的监控。本专利技术还涉及一种集装箱班轮航线运力分析系统。/>[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种集装箱班轮航线运力分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007]数据采集步骤：对集装箱班轮的AIS历史航行数据以及港口数据进行采集；
[0008]航线识别步骤：基于采集的数据，将港口作为节点、集装箱班轮在港口间的航段作为边，对单个集装箱班轮绘制出该班轮在港口间航行的有向图，并采用深度优先搜索算法搜索所述有向图中的所有环路，以识别出集装箱班轮航线；
[0009]航线处理步骤：将所述环路与所述历史航行数据相匹配，保留与实际航行过程中相匹配的环路，并找出每条航线的出发时间和结束时间，去除环路在时间上有重叠的数据，再找出连续出现至少两次的相似航线，作为已经确定的航线保存；
[0010]航线信息提取及分类步骤：对找出的航线进行去重，并根据航线经过的港口信息，提取航线经过的国家和区域、起始和终止时间、运营主体、航线方向以及起终点港口信息，并对航线进行分类；
[0011]航线运力分析步骤：根据分类后的航线，对经过任意两港的集装箱船航线进行运
力统计和运力变化分析，获取航线运力统计和运力变化分析结果从而为各船公司运营效率对比提供数据基础，并为新航线的开辟提供数据支持。
[0012]优选地，所述数据采集步骤中，所述AIS历史航行数据包括静态数据和动态数据，所述静态数据包括船舶移动业务识别码、船舶类型、呼号、船名、船高、船长和船宽，所述动态数据包括船舶经纬度位置信息、时间戳、对地航向、对地航速和船艏向。
[0013]优选地，所述数据采集步骤中，所述港口数据包括每个航段的起始和结束时间及起终点港口、港口所属的国家和区域以及港口经纬度。
[0014]优选地，所述数据采集步骤中是先对AIS历史航行数据进行预处理，去除AIS中有问题的数据，然后对港口数据进行预处理，去除修船的数据、起始港和终点港有缺失的数据、未知港口的数据以及起点港与终点港为相同港口的数据，并将起始港和终点港分别匹配到相应的国家和区域。
[0015]优选地，所述航线识别步骤中是采用深度优先搜索算法分别以每个港口为起点进行深度优先搜索，去除搜索结果中的重复路径，进而找到所述有向图中的所有环路。
[0016]优选地，所述航线处理步骤中通过采用Jaccard相似系数计算出两条航线的相似度，进而确定出相似航线。
[0017]优选地，所述航线处理步骤中还结合业务逻辑，根据集装箱船的历史航行数据找出未成环路的部分，与已匹配的环路一起按照每条航线的出发时间和结束时间进行排序，以保证历史航行动态的完整性。
[0018]优选地，所述航线信息提取及分类步骤中所述航线方向的判断是采用Haversine公式先计算出航线经过的港口两个相对方向的距离，进而判断出航线的方向。
[0019]一种集装箱班轮航线运力分析系统，其特征在于，包括数据采集模块、航线识别模块、航线处理模块、航线信息提取及分类模块和航线运力分析模块，
[0020]所述数据采集模块，对集装箱班轮的AIS历史航行数据以及港口数据进行采集；
[0021]所述航线识别模块，基于采集后的数据，将港口作为节点、集装箱班轮在港口间的航段作为边，对单个集装箱班轮绘制出该船在港口间航行的有向图，并采用深度优先搜索算法搜索所述有向图中的所有环路，以识别出循环的集装箱班轮航线；
[0022]航线处理模块，将所述环路与所述历史航行数据相匹配，保留能与实际航行过程中相匹配的环路，并找出每条航线的出发时间和结束时间，去除环路在时间上有重叠的数据，再找出连续出现至少两次的相似航线，作为已经确定的航线保存；
[0023]航线信息提取及分类模块，对找出的航线进行去重，并根据航线经过的港口信息，提取航线经过的国家和区域、起始和终止时间、运营主体、航线方向以及起终点港口信息，并对航线进行分类；
[0024]航线运力分析模块，根据分类后的航线，对经过任意两港的集装箱船航线进行运力统计和运力变化分析，获取航线运力统计和运力变化分析结果从而为各船公司运营效率对比提供数据基础，并为新航线的开辟提供数据支持。
[0025]优选地，所述AIS历史航行数据包括静态数据和动态数据，所述静态数据包括船舶移动业务识别码、船舶类型、呼号、船名、船高、船长和船宽，所述动态数据包括船舶经纬度位置信息、时间戳、对地航向、对地航速和船艏向；所述港口数据包括每个航段的起始和结束时间及起终点港口、港口所属的国家和区域以及港口经纬度；
[0026]和/或，所述航线识别模块中是采用深度优先搜索算法分别以每个港口为起点进行深度优先搜索，去除搜索结果中的重复路径，进而找到所述有向图中的所有环路。
[0027]本专利技术的有益效果为：
[0028]本专利技术提供的一种集装箱班轮航线运力分析方法，依次设置数据采集步骤、航线识别步骤、航线处理步骤、航线信息提取及分类步骤和航线运力分析步骤，各步骤相互配合协同工作，首先对集装箱船的AIS历史航行数据以及港口数据进行采集，并进行预处理，其采集的数据均为集装箱班轮历史上真实的航行数据，由此确保了识别出的航线的真实性和准确性；在对数据进行采集及进一步的预处理后，以港口作为节点、集装箱船在港口间的航段作为边，对单个集装箱船绘制出该船在港口间航行的有向图，并采用深度优先搜索算法(Depth First Search，简称DFS)搜索找到有向图中的所有环路，以识别出集装箱船航线；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集装箱班轮航线运力分析方法，其特征在于，包括以下步骤：数据采集步骤：对集装箱班轮的AIS历史航行数据以及港口数据进行采集；航线识别步骤：基于采集的数据，将港口作为节点、集装箱班轮在港口间的航段作为边，对单个集装箱班轮绘制出该班轮在港口间航行的有向图，并采用深度优先搜索算法搜索所述有向图中的所有环路，以识别出集装箱班轮航线；航线处理步骤：将所述环路与所述历史航行数据相匹配，保留与实际航行过程中相匹配的环路，并找出每条航线的出发时间和结束时间，去除环路在时间上有重叠的数据，再找出连续出现至少两次的相似航线，作为已经确定的航线保存；航线信息提取及分类步骤：对找出的航线进行去重，并根据航线经过的港口信息，提取航线经过的国家和区域、起始和终止时间、运营主体、航线方向以及起终点港口信息，并对航线进行分类；航线运力分析步骤：根据分类后的航线，对经过任意两港的集装箱船航线进行运力统计和运力变化分析，获取航线运力统计和运力变化分析结果从而为各船公司运营效率对比提供数据基础，并为新航线的开辟提供数据支持。2.根据权利要求1所述的集装箱班轮航线运力分析方法，其特征在于，所述数据采集步骤中，所述AIS历史航行数据包括静态数据和动态数据，所述静态数据包括船舶移动业务识别码、船舶类型、呼号、船名、船高、船长和船宽，所述动态数据包括船舶经纬度位置信息、时间戳、对地航向、对地航速和船艏向。3.根据权利要求2所述的集装箱班轮航线运力分析方法，其特征在于，所述数据采集步骤中，所述港口数据包括每个航段的起始和结束时间及起终点港口、港口所属的国家和区域以及港口经纬度。4.根据权利要求1所述的集装箱班轮航线运力分析方法，其特征在于，所述数据采集步骤中是先对AIS历史航行数据进行预处理，去除AIS中有问题的数据，然后对港口数据进行预处理，去除修船的数据、起始港和终点港有缺失的数据、未知港口的数据以及起点港与终点港为相同港口的数据，并将起始港和终点港分别匹配到相应的国家和区域。5.根据权利要求1所述的集装箱班轮航线运力分析方法，其特征在于，所述航线识别步骤中是采用深度优先搜索算法分别以每个港口为起点进行深度优先搜索，去除搜索结果中的重复路径，进而找到所述有向图中的所有环路。6.根据权利要求1所述的集装箱班轮航线运力分析方法，其特征在于，所述航线处理步骤中通过采用Jaccard相似系数计算出两...

【专利技术属性】
技术研发人员：张哲熙，诸琳，
申请(专利权)人：中远海运科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：