船舶轨迹大数据压缩算法研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的意义

船舶自动识别系统（automaticidentification system, 简称ais系统）由岸基（基站）设施和船载设备共同组成，集网络技术、现代通讯技术、计算机技术、电子信息显示技术于一体的一种用于岸一船、船一岸以及船一船之间通信的数字助航系统和设备。ais 与电子海图显示与信息系统（ecdis）系统结合使用，可通过显示所有船舶可视化的航向、航线、航名等信息来实现减轻船员工作强度、帮助船员判断船舶所处态势，提供避碰相关信息等目的。将ais引入船舶交通管理系统（vts），可有效提高vts系统的功能，效率以及可靠性，对保障海上航行安全具有重要意义。ais还可以应用于综合船桥系统（ibs），虚拟航标系统等。ais的成功应用不仅可以提高船舶航行的安全性，还可以提高船舶管理的有效性，极大地避免了海上各种交通问题的出现，而且还增强了船舶在海上航行中的相互识别能力，为实现海上交通安全的信息化管理提供了重要保障^[8]，而且还可使海事主管机关能够借助岸基 ais 电台提供的船舶信息及时掌握所辖海域交通状况，有助于加强海上交通管制并提高海域安全管理效率从而达到改进海事通信的功能和提供一种船舶进行语音和文本通信的方法的目的，增强了船舶的全局意识。

ais系统作为船舶安全航行的保障系统，在船舶和岸基管理上已经大量应用。但影响ais系统性能的因素仍有很多。例如ais数据产生的信息量庞大，涵盖的信息种类较多，主要包括船舶ais信息包括船舶的静态信息和船舶的动态信息这两方面的内容，庞大的数据处理容易引起计算机数据处理效率显著下降的问题。同时，船舶ais数据中存在着大量的冗余和重复的信息，进一步降低了数据处理的效率。数据的调用会产生大量的时间成本与存储空间成本；在电子海图上的显示速度慢，显示轨迹时所需的高计算量不利于后续分析研究。给海事系统及船务公司的管理造成困难，使水域交通情况变得复杂。因此对ais系统产生的海量数据进行有效的压缩，在保留轨迹数据内在特征的前提下，可以消除数据内部的冗余，降低数据的传输和储存压力，减少通信成本，提高通讯传输效率，高效的助力于船舶的航行安全，对于国家的海上贸易发展和海洋强国目标的实现有着巨大的意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

（1）查阅文献,了解船舶轨迹数据基本概念、主要的轨迹压缩算法、与国内外研究现状；

（2）收集、统计各船舶轨迹压缩算法，概述其基本原理，并对其可行性进行研究与分析；

3. 研究计划与安排

2020-3-1~2020-3-15：完成毕业论文的选题

2020-3-15~2020-3-25：完成开题报告和外文翻译

2020-3-26~2020-4-15：完成毕业设计的中期检查

4. 参考文献（12篇以上）

[1]李名, 胡勤友, 孟良. 基于ais的船舶运动轨迹压缩技术研究[j]. 航海技术, 2010(01):15-17.

[2] 高强, 张凤荔, 王瑞锦, et al. 轨迹大数据:数据处理关键技术研究综述[j]. 软件学报, 2017(4).

[3] 夏圣凯, 王常法, 江有福. 船载ais数据分段实时压缩改进方法[j]. 科技视界, 2013, 000(009):19-19,39.