一种基于AIS的LNG船运力跟踪方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于AIS的LNG船运力跟踪方法及系统，该方法先采集船舶AIS数据、LNG港口数据和LNG泊位数据，并根据AIS数据计算得到航次动态数据，再判断航次是否为错误航次，并进行LNG港口判断，然后利用自适应常量拟合算法提取出多个低速平稳航行段，进而计算缺失港口和缺失泊位，并根据计算的缺失港口和缺失泊位进行缺失航次补全，最终形成补全的航次，本发明专利技术基于AIS数据设计算法计算得到船舶航次动态数据，并结合业务逻辑，对LNG船舶的航次缺失情况进行补全和修正，获得完整的LNG航次信息，并修正了航次的装卸动作和港口的装卸性质。质。质。

【技术实现步骤摘要】
一种基于AIS的LNG船运力跟踪方法及系统


[0001]本专利技术涉及LNG船数据信息化处理
，具体涉及一种基于AIS的LNG船运力跟踪方法及系统。

技术介绍

[0002]天然气作为一种清洁能源，液化天然气(LNG)是天然气的重要组成部分，自1964年以来，全球天然气贸易以平稳的速度增长。2020年，未受疫情影响，全球LNG贸易量仍保持了小幅增长，达3.56亿吨，同比增长0.4％。从供需端来看，2020全球3.56亿吨的LNG由20个国家供给，而进口至40个国家。与此同时，新造船市场也同样保持活跃，2021年初至今全球LNG运输船新签订单已达45艘，合计660万立方米。截止至2021当前，全球LNG运输船手持订单共计170艘，合计2,557万立方米，以容积计占全球船队运力的比重达到26％。
[0003]大数据时代的到来，以及船舶自动识别系统的普遍应用，使得数据获取更加方便快捷。目前大量的人工智能相关技术应用到航运业，节省了大量的人力物力，推动了航运业的快速发展，但LNG船运力方面数据的获取与跟踪，目前仍然是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]为解决现有LNG船运力数据获取困难等问题，本专利技术提供了一种基于AIS的LNG船运力跟踪方法，基于AIS数据计算航次动态，并结合业务逻辑，针对航次缺失情况对其进行修正，获得完整的LNG航次信息，并修正航次的装卸动作，修正港口的装卸性质，能够准确地进行LNG船的运力跟踪。本专利技术还涉及一种基于AIS的LNG船运力跟踪系统。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种基于AIS的LNG船运力跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007]数据采集步骤：采集AIS数据、LNG港口数据和LNG泊位数据，并根据AIS数据计算得到航次动态数据，所述航次动态数据包括航行段数据、锚泊段数据和靠泊段数据；
[0008]错误航次判断步骤：通过对采集的航次动态数据的可视化与业务对比，判断是否存在错误航次；
[0009]LNG港口判断步骤：将LNG船对应的航次动态数据与LNG泊位数据相结合，将靠泊过LNG船的泊位判定为LNG泊位，并将所述LNG泊位对应的港口判定为LNG港口；
[0010]错误航次修正步骤：将含有错误航次的AIS数据中的锚泊段数据去除，利用自适应分段常量拟合算法，对航次动态数据的航速和航向进行时间序列的滑动窗口的自适应常量拟合计算，提取出多个低速平稳航行段，进而计算缺失港口和缺失泊位，并根据计算的缺失港口和缺失泊位进行缺失航次补全。
[0011]优选地，所述错误航次判断步骤判断是否存在错误航次包括：
[0012]通过航次动态数据中的航行距离与港间距离的比对结果判断是否为缺失航次，若航次的航行距离超过港间距离，则判断为缺失航次；
[0013]和/或，通过航次动态数据中的航行段的起终港港口的装卸性质判断是否为装卸
错误航次，若起始港和结束港均为卸货港或装货港，则判断为装卸错误航次。
[0014]优选地，在所述错误航次判断步骤中，通过航行距离与港间距离的比对结果判断是否为缺失航次后，还包括当连续两次锚泊的直线距离短且各锚泊的时间间隔和实际航行距离较大时，将两次锚泊合并，将第一次锚泊开始时间作为合并后的锚泊开始时间，第二次锚泊结束时间作为合并后的锚泊结束时间，航次的航行距离减去合并后的锚泊开始时间至锚泊结束时间的实际航行距离后，再与港间距进行比较，若仍然大于港间距，则判定为错误航次。
[0015]优选地，所述航行段数据包括起始港、起始时间、结束港、结束时间、吃水变化和航行距离，所述锚泊段数据包括锚泊时长，所述靠泊段数据包括靠泊时长；
[0016]所述港间距离通过计算给定起终港所有航次的平均航行距离得到。
[0017]优选地，所述错误航次修正步骤计算缺失港口和缺失泊位包括：
[0018]通过ST_Distance函数计算出各低速平稳航行段中最小航速点到所有LNG港口的距离，将距离最短的LNG港口作为缺失港口；
[0019]通过ST_Distance函数计算出所述最小航速点到所述缺失港口对应的LNG泊位的距离，并设定距离阈值和最小航速点的航速阈值，以及根据AIS数据计算出相邻AIS数据点的时间差，并将所述时间差的最大值作为该低速平稳航行段的AIS数据缺失时长；
[0020]通过距离阈值和最小航速点阈值判断LNG泊位是否为缺失航次的靠泊泊位，若最小航速点到LNG泊位的距离小于距离阈值且最小航速点的航速小于最小航速点的航速阈值，则判断该泊位为缺失航次的靠泊泊位；否则，在AIS数据缺失时长条件下，通过判断LNG船是否能够航行至LNG泊位附近进而判断LNG泊位是否为缺失航次的靠泊泊位，若在AIS数据缺失时长内能够航行至LNG泊位附近，则判断该泊位为缺失的靠泊泊位；
[0021]在判断出缺失港口和缺失的靠泊泊位后，将规定时间内的连续两次靠泊合并为一次靠泊，最终形成补全的航次。
[0022]优选地，在所述错误航次修正步骤中，在将缺失航次补全后还进行航次装卸作业修正，所述航次装卸作业修正是根据港口装卸性质修正航次装卸动作，将结束港为货源地的航次，装卸动作修正为装，起始港为货源地的航次，装卸动作修正为卸，结束港为进口地的航次，装卸动作修正为卸。
[0023]一种基于AIS的LNG船运力跟踪系统，其特征在于，包括数据采集模块、错误航次判断模块、LNG港口判断模块和错误航次修正模块，
[0024]所述数据采集模块，采集AIS数据、LNG港口数据和LNG泊位数据，并根据AIS数据计算得到航次动态数据，所述航次动态数据包括航行段数据、锚泊段数据和靠泊段数据；
[0025]所述错误航次判断模块，通过对采集的航次动态数据的可视化与业务对比，判断是否存在错误航次；
[0026]所述LNG港口判断模块，将LNG船对应的航次动态数据与LNG泊位数据相结合，将靠泊过LNG船的泊位判定为LNG泊位，并将所述LNG泊位对应的港口判定为LNG港口；
[0027]所述错误航次修正模块，将含有错误航次的AIS数据中的锚泊段数据去除，利用自适应分段常量拟合算法，对航次动态数据的航速和航向进行时间序列的滑动窗口的自适应常量拟合计算，提取出多个低速平稳航行段，进而计算缺失港口和缺失泊位，并根据计算的缺失港口和缺失泊位进行缺失航次补全。
[0028]优选地，所述错误航次判断模块是通过航次动态数据中的航行距离与港间距离的比对结果判断是否为缺失航次，若航次的航行距离超过港间距离，则判断为缺失航次；
[0029]和/或，通过航次动态数据中的航行段的起终港港口的装卸性质判断是否为装卸错误航次，若起始港和结束港均为卸货港或装货港，则判断为装卸错误航次。
[0030]优选地，所述错误航次修正模块计算缺失港口和缺失泊位包括：
[0031]通过ST_Distance函数计算出各低速平稳航行段中最小航速点到所有LNG港口的距离，将距离最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于AIS的LNG船运力跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：数据采集步骤：采集AIS数据、LNG港口数据和LNG泊位数据，并根据AIS数据计算得到航次动态数据，所述航次动态数据包括航行段数据、锚泊段数据和靠泊段数据；错误航次判断步骤：通过对采集的航次动态数据的可视化与业务对比，判断是否存在错误航次；LNG港口判断步骤：将LNG船对应的航次动态数据与LNG泊位数据相结合，将靠泊过LNG船的泊位判定为LNG泊位，并将所述LNG泊位对应的港口判定为LNG港口；错误航次修正步骤：将含有错误航次的AIS数据中的锚泊段数据去除，利用自适应分段常量拟合算法，对航次动态数据的航速和航向进行时间序列的滑动窗口的自适应常量拟合计算，提取出多个低速平稳航行段，进而计算缺失港口和缺失泊位，并根据计算的缺失港口和缺失泊位进行缺失航次补全。2.根据权利要求1所述的基于AIS的LNG船运力跟踪方法，其特征在于，所述错误航次判断步骤判断是否存在错误航次包括：通过航次动态数据中的航行距离与港间距离的比对结果判断是否为缺失航次，若航次的航行距离超过港间距离，则判断为缺失航次；和/或，通过航次动态数据中的航行段的起终港港口的装卸性质判断是否为装卸错误航次，若起始港和结束港均为卸货港或装货港，则判断为装卸错误航次。3.根据权利要求2所述的基于AIS的LNG船运力跟踪方法，其特征在于，在所述错误航次判断步骤中，通过航行距离与港间距离的比对结果判断是否为缺失航次后，还包括当连续两次锚泊的直线距离短且各锚泊的时间间隔和实际航行距离较大时，将两次锚泊合并，将第一次锚泊开始时间作为合并后的锚泊开始时间，第二次锚泊结束时间作为合并后的锚泊结束时间，航次的航行距离减去合并后的锚泊开始时间至锚泊结束时间的实际航行距离后，再与港间距进行比较，若仍然大于港间距，则判定为错误航次。4.根据权利要求1所述的基于AIS的LNG船运力跟踪方法，其特征在于，所述航行段数据包括起始港、起始时间、结束港、结束时间、吃水变化和航行距离，所述锚泊段数据包括锚泊时长，所述靠泊段数据包括靠泊时长；所述港间距离通过计算给定起终港所有航次的平均航行距离得到。5.根据权利要求1或2所述的基于AIS的LNG船运力跟踪方法，其特征在于，所述错误航次修正步骤计算缺失港口和缺失泊位包括：通过ST_Distance函数计算出各低速平稳航行段中最小航速点到所有LNG港口的距离，将距离最短的LNG港口作为缺失港口；通过ST_Distance函数计算出所述最小航速点到所述缺失港口对应的LNG泊位的距离，并设定距离阈值和最小航速点的航速阈值，以及根据AIS数据计算出相邻AIS数据点的时间差，并将所述时间差的最大值作为该低速平稳航行段的AIS数据缺失时长；通过距离阈值和最小航速点阈值判断LNG泊位是否为缺失航次的靠泊泊位，若最小航速点到LNG泊位的距离小于距离阈值且最小航速点的航速小于最小航速点的航速阈值，则判断该泊位为缺失航次的靠泊泊位；否则，在AIS数据缺失时长条件下，通过判断LNG船是否能够航行至LNG泊位附近进而判断LNG泊位是否为缺失航次的靠泊泊位，若在AIS数据缺失时长内能够航行至LNG泊位附近，则判断该泊位为缺失的靠泊泊位；
在判断出缺失港口和缺失的靠泊泊位后，将规定时间内的连续两次靠泊合并为...

【专利技术属性】
技术研发人员：段俊利，
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：