基于位置可达域的船舶轨迹噪声去除方法

• 作者: 张煜 张铄 马杰
• 来源期刊: 交通信息与安全
• 学科: 交通运输
• 关键词: 智能交通 船舶轨迹 轨迹噪声去除方法 位置可达域 AIS 数据挖掘 预处理
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 交通规划与管理
• 页码范围: 88-95
• 页数: 8页
• 分类号: U675.79
• 语种: 中文
• DOI: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2020.05.010

摘要

船舶的AIS轨迹数据对研究船舶交通流和交通行为具有重要意义.然而通信链路及卫星定位信号等方面的干扰,导致AIS轨迹含有较多的噪声数据,严重影响了数据分析和数据挖掘的质量.根据船舶运动规律,研究得出一种基于位置可达域的船舶轨迹噪声数据去除方法.通过计算某时刻船舶运动的所有可能状态,估计船舶下一时刻位置可达的范围作为可达域判别条件,并利用滑动窗口对船舶AIS轨迹点进行滚动处理,将不满足可达域判别条件的点作为噪声点进行滤除,形成轨迹去噪算法流程.选取含有噪声的真实AIS轨迹数据进行方法验证,并与当前常用的轨迹去噪方法进行对比分析.相比于速度阈值法和基于密度的聚类算法,所提出的方法在召回率上分别提升了27.22％和23.14％,在F1指标上分别提升了14.31％和24.03％,说明算法对噪声点的识别较为准确,并能有效针对不同类型噪声进行处理.同时,通过多次重复试验和时间复杂度分析,验证该算法不仅满足海量AIS数据的离线去噪需求,还可用于轨迹在线去噪,满足实时应用的需要.