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基于AIS数据的桥区水域船舶非安全行为检测OA

AIS data-based detection of unsafe ship behaviors in bridge waterways

中文摘要英文摘要

桥区水域船舶非安全行为检测对预防船舶碰撞至关重要.为保障船舶航行安全,提出了一种基于启发式算法结合神经网络的非安全行为检测模型.首先深入挖掘了长江武汉段连续桥区AIS数据,并结合海事部门相关规定,定义了超速、掉头、横越、锚泊四种船舶非安全行为.接着从船舶位置、航速、航向等多维度特征入手,深入剖析船舶航行模式与规律,得到四种非安全行为的判定条件,构建针对桥区水域的船舶行为数据库.最后,搭建基于改进PSO-LSTM的船舶非安全行为检测模型,解决LSTM参数的随机设置对检测精度的影响问题.实验结果表明,相较于SVM、BP、LSTM以及改进PSO-BP模型,本文提出的检测模型在可视化与评价指标方面均表现出显著优势,能够实现桥区水域船舶非安全行为的高精度检测,为海事监管部门提供可靠的决策支持.

The detection of unsafe ship behaviors in bridge waterways is crucial for ship collision avoidance.To enhance navigation safety,this study proposes a novel model that integrates a heuristic algorithm with a neural network for behavior detection.First,this study conducts an in-depth analysis of AIS data from consecutive bridge zones in the Wuhan section of the Yangtze River.In accordance with maritime regulations,four types of unsafe ship behaviors are defined:overspeeding,turning,crossing,and anchoring.Then,through an examination of multi-dimensional features,such as ship position,speed,and heading,a thorough analysis of navigation patterns and rules is conducted.This analysis yields specific decision criteria for the unsafe behaviors,thus establishing a specialized database for ship behaviors in bridge waterways.Finally,an improved PSO-LSTM model is developed to mitigate the negative impact of random parameter initialization in conventional LSTM networks on detection accuracy.Experimental results indicate that the proposed model exhibits clear superiority over SVM,BP,LSTM,and improved PSO-BP models in both visualization and evaluation metrics,achieving high detection precision for unsafe ship behaviors in bridge waterways and thus providing reliable decision-making support for maritime authorities.

郑元洲;李琪琪;钱龙;曹婧欣;吕学孟;王鹏

武汉理工大学 航运学院,湖北 武汉 430063||内河航运技术湖北省重点实验室,湖北 武汉 430063武汉理工大学 航运学院,湖北 武汉 430063||内河航运技术湖北省重点实验室,湖北 武汉 430063武汉理工大学 航运学院,湖北 武汉 430063||内河航运技术湖北省重点实验室,湖北 武汉 430063武汉理工大学 航运学院,湖北 武汉 430063||内河航运技术湖北省重点实验室,湖北 武汉 430063武汉理工大学 航运学院,湖北 武汉 430063||内河航运技术湖北省重点实验室,湖北 武汉 430063武汉理工大学 航运学院,湖北 武汉 430063||内河航运技术湖北省重点实验室,湖北 武汉 430063

交通工程

桥区水域船舶碰撞AIS数据改进PSOLSTM非安全行为检测

bridge waterwaysship collisionAIS dataimproved PSOLSTMunsafe behavior detection

《湖南大学学报(自然科学版)》 2026 (6)

144-154,11

国家自然科学基金资助项目(52171350),National Natural Science Foundation of China(52171350)

10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2026279

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