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基于Vondrak滤波和三次样条插值的船舶轨迹修复研究 被引量:14
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作者 刘立群 吴超仲 +2 位作者 褚端峰 陈志军 孙川 《交通信息与安全》 2015年第4期100-105,共6页
船舶航行轨迹是船舶的位置和时间的记录序列,对分析船舶的航行状态、水上交通事故预测等具有重要的意义。为了修正AIS数据传输中断等原因导致船舶位置、时间更新数据不正确,解决船舶轨迹的缺失问题开展了船舶轨迹修复的研究,设计了分布... 船舶航行轨迹是船舶的位置和时间的记录序列,对分析船舶的航行状态、水上交通事故预测等具有重要的意义。为了修正AIS数据传输中断等原因导致船舶位置、时间更新数据不正确,解决船舶轨迹的缺失问题开展了船舶轨迹修复的研究,设计了分布式船舶轨迹修复模型,运用Vondrak滤波对船舶航行轨迹进行平滑的预处理,再通过三次样条插值法分别对船舶经度、纬度信息进行修复,最后将经度、纬度信息合并得到修复后的船舶轨迹,并利用Matlab对修复方法的效果进行仿真验证。结果表明,其算法误差为6.01×10-5,能够准确地修复船舶轨迹。为基于船舶航行轨迹数据的相关研究提供相对准确的数据支持。 展开更多
关键词 AIS 样条插值 船舶轨迹 轨迹修复 VONDRAK滤波
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基于BLSTM-RNN的船舶轨迹修复方法 被引量:5
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作者 王贵槐 钟诚 +1 位作者 初秀民 张代勇 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期7-12,67,共7页
针对内河干线船舶AIS轨迹数缺失问题,提出一种基于双向长短时记忆网络(BLSTM-RNN)模型的船舶轨迹数据修复方法。通过利用船舶轨迹上下文信息及其他回传特征作为模型输入,构建两层的双向循环神经网络(RNN)模型。在模型输入上,采用相关性... 针对内河干线船舶AIS轨迹数缺失问题,提出一种基于双向长短时记忆网络(BLSTM-RNN)模型的船舶轨迹数据修复方法。通过利用船舶轨迹上下文信息及其他回传特征作为模型输入,构建两层的双向循环神经网络(RNN)模型。在模型输入上,采用相关性分析及序列自相关系数,确定船舶轨迹点相关变量及轨迹序列自相关滞后值;在模型结构上,以ACC率为指标对模型超参数值进行合理设置,以长江干线航道武汉段及重庆段船舶轨迹数据为样本,对模型进行实证验证。实验结果表明:与线性及其他机器学习方法相比BLSTM-RNN方法在精度上有一定提升;在武汉段顺直河段实验中,将修复误差控制在15 m量级内,远低于其他非线性方法的50 m量级;在重庆复杂河段内,可将修复误差控制在10 m量级;模型解决了传统方法在长距离丢失点上精度缺失的问题,在20个连续点丢失的情况上,将修复误差降低至50m量级。 展开更多
关键词 船舶工程 双向长短时记忆网络(BLSTM) 循环神经网络(RNN) 船舶轨迹修复 船舶自动驾驶
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改进线性插值的船舶轨迹修复迭代算法 被引量:5
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作者 秦红星 杨茜 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期1759-1767,共9页
针对自动识别系统数据传输中断导致同一船只相邻2条数据信息时间间隔过长,船舶轨迹出现缺失的问题,提出一种船舶轨迹修复算法.该算法以线性插值为基础,充分考虑了船舶的速度、航向、加速度等动态信息,首先估计缺失轨迹段端点的加速度,... 针对自动识别系统数据传输中断导致同一船只相邻2条数据信息时间间隔过长,船舶轨迹出现缺失的问题,提出一种船舶轨迹修复算法.该算法以线性插值为基础,充分考虑了船舶的速度、航向、加速度等动态信息,首先估计缺失轨迹段端点的加速度,然后通过双向迭代方式对动态信息进行插值得到2条预测轨迹,最后对2条预测轨迹进行加权平均得到最终的修复轨迹.利用自动识别系统数据对该算法进行实验验证,结果表明,该算法对船舶轨迹修复具有稳定性和有效性. 展开更多
关键词 船舶轨迹 数据缺失 轨迹修复 自动识别系统
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三次样条插值在船舶轨迹修复中的研究 被引量:7
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作者 田利芹 贾杰 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第3X期79-81,共3页
利用AIS获取船舶的时间、经纬度数据,然后利用Vondrak对数据进行预处理,通过三次样条曲线完成轨迹的修复。从所获取的数据中挑选60条轨迹用来仿真实验,实验结果表明本文所设计的算法对于线性度高的轨迹修复性要好于线性度低的轨迹,并且... 利用AIS获取船舶的时间、经纬度数据,然后利用Vondrak对数据进行预处理,通过三次样条曲线完成轨迹的修复。从所获取的数据中挑选60条轨迹用来仿真实验,实验结果表明本文所设计的算法对于线性度高的轨迹修复性要好于线性度低的轨迹,并且轨迹误差小,对船舶的轨迹修复有效。 展开更多
关键词 三次样条插值 船舶轨迹修复 船舶自动识别
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基于AIS数据的船舶轨迹修复方法研究 被引量:11
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作者 张黎翔 朱怡安 +2 位作者 陆伟 文捷 崔俊云 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期119-125,共7页
针对当前海上AIS数据量持续增加并且存在较多异常点,导致基于AIS数据的船舶轨迹构建困难,提出一种基于单船自身AIS数据进行轨迹异常点识别与修复方法。此方法充分利用AIS数据中的经纬度、速度、加速度以及航向等参数,进行轨迹异常点判... 针对当前海上AIS数据量持续增加并且存在较多异常点,导致基于AIS数据的船舶轨迹构建困难,提出一种基于单船自身AIS数据进行轨迹异常点识别与修复方法。此方法充分利用AIS数据中的经纬度、速度、加速度以及航向等参数,进行轨迹异常点判定与修复,与基于单一位置数据的异常点判定与修复方法相比,能有效减少异常点的漏判,提高AIS数据的可靠性;与基于航迹聚类的异常点判定方法相比,不需要历史航迹数据支撑,拓展了使用范围。而采用三次样条方法对轨迹间的断点进行插值处理,进一步提升了轨迹数据的连续性和完整性。实际海域船舶AIS数据处理与分析结果验证表明,所提出方法具有较高可行性和有效性。 展开更多
关键词 船舶自动识别系统 轨迹数据 异常点检测 轨迹修复
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内河船舶缺失轨迹修复方法 被引量:4
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作者 李佳 初秀民 +2 位作者 刘兴龙 谢朔 何伟 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期67-73,共7页
为解决船舶自动识别系统常出现数据丢失妨害海事监管和交通流采集的问题,本文利用内河中船舶时空轨迹具有相似性的特点,提出基于相似轨迹回归的残缺轨迹修复方法。通过插值法对时间周期不规律的AIS数据进行同步,提出相似轨迹快速搜寻方... 为解决船舶自动识别系统常出现数据丢失妨害海事监管和交通流采集的问题,本文利用内河中船舶时空轨迹具有相似性的特点,提出基于相似轨迹回归的残缺轨迹修复方法。通过插值法对时间周期不规律的AIS数据进行同步,提出相似轨迹快速搜寻方法从数据库中搜寻出相似轨迹。采用改进Hausdorff距离评估和挑选丢失轨迹的最相似轨迹,并利用粒子群优化算法和相似轨迹优化最小二乘支持向量机修复模型,进而修复残缺轨迹数据。实验结果表明:对于长距离残缺轨迹,本文提出的轨迹修复方法比BP神经网络和样条插值法精度更高,平均误差小于30 m;在时效性方面,本方法次于插值法,但优于BP神经网络。 展开更多
关键词 水路运输 轨迹修复 最小二乘支持向量机 自动识别系统 HAUSDORFF距离 相似轨迹
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利用轨迹修复改进CT金属伪影去除算法的研究 被引量:1
7
作者 颜凤辉 涂玲 +1 位作者 赵翔宇 毋立芳 《信号处理》 CSCD 北大核心 2014年第8期967-972,共6页
金属伪影严重地影响CT图像的质量及其医学诊断价值。考虑到临床数据的可靠性及时效性,正弦图修复及其改进的方法已成为近年来研究的热点。典型的NMAR方法(Normalized Metal Artifact Reduction),多数情况下能准确地恢复原始数据,并尽可... 金属伪影严重地影响CT图像的质量及其医学诊断价值。考虑到临床数据的可靠性及时效性,正弦图修复及其改进的方法已成为近年来研究的热点。典型的NMAR方法(Normalized Metal Artifact Reduction),多数情况下能准确地恢复原始数据,并尽可能少地残留或引入新的伪影。然而当出现高密度组织(骨头等)与金属不相邻时,就会在金属与高密度组织间不可避免地引入或残留部分伪影。本文在NMAR算法的基础上,引入了一种基于正弦图中轨迹修复的金属伪影去除方法(TNMAR)。具体地,在NMAR方法中正弦图归一化后的区域修复期间,引入了高密度组织轨迹方向的平滑修复。此方法一定程度上削减了NMAR修复后金属与高密度组织间的残留伪影,且尽可能地恢复了原图的高对比度及组织细节。临床中,有很高的应用价值。 展开更多
关键词 金属伪影去除 金属伪影 投影轨迹 轨迹修复 正弦图修复
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舶舶AIS轨迹异常的自动检测与修复算法 被引量:16
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作者 吴建华 吴琛 +1 位作者 刘文 郭俊纬 《中国航海》 CSCD 北大核心 2017年第1期8-12,101,共6页
船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)轨迹是船舶位置和时间的记录序列,对船舶航行状态分析、船舶交通流预测及船舶海事事故分析等具有一定的意义,而受一些因素影响,采集到的AIS数据会产生错误,导致AIS轨迹出现异常... 船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)轨迹是船舶位置和时间的记录序列,对船舶航行状态分析、船舶交通流预测及船舶海事事故分析等具有一定的意义,而受一些因素影响,采集到的AIS数据会产生错误,导致AIS轨迹出现异常。对此,在对大量AIS数据进行深入解析的基础上,归纳出AIS轨迹异常的几种类型,针对各类型的特征对船舶轨迹异常进行自动检测,并采用3次样条插值模型实现修复算法。研究成果可为基于船舶航行轨迹数据的相关研究提供快速、准确的技术支持。 展开更多
关键词 船舶自动识别系统 轨迹异常 自动检测 轨迹修复
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基于AIS轨迹修复的船舶排放空间表征改进方法与应用 被引量:4
9
作者 张志炜 黄志炯 +6 位作者 徐媛倩 陈伟文 黄亮 白莉 黄江荣 郑君瑜 颜敏 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1931-1942,共12页
基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据表征船舶排放是目前船舶排放空间表征的主流方法,但AIS船舶轨迹点缺失会造成船舶排放量低估和船舶空间分布表征错误,进而影响船舶排放控制区的划分.为改进船舶排放空间表... 基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据表征船舶排放是目前船舶排放空间表征的主流方法,但AIS船舶轨迹点缺失会造成船舶排放量低估和船舶空间分布表征错误,进而影响船舶排放控制区的划分.为改进船舶排放空间表征,本研究以2013年广东省AIS船舶数据为例,采用基于时间和经纬度的三次样条方法对AIS船舶轨迹进行修复,结合动力法计算船舶排放,分析对比AIS轨迹修复前后船舶排放表征的差异,并利用空气质量模型和卫星观测评估AIS轨迹修复对船舶排放表征和广东沿海空气质量模拟的改进效果.结果表明:轨迹修复后广东省海域船舶轨迹点总数由4685773个增至5746664个,船舶NOx排放量增加了0.6%.对于轨迹点与排放缺失集中的粤东海域,轨迹修复后船舶轨迹点数增加了88%,NOx排放量在广东省船舶排放量的占比提升至22%,特别是在粤东重点修复海域NOx排放量增加了2.7倍.原始轨迹在广东省海域较为稀疏,在粤东海域有明显轨迹缺失;轨迹修复后广东省海域船舶轨迹更为密集,粤东海域船舶轨迹得以补充,船舶排放空间分布更连贯.对比模拟结果与卫星观测结果,轨迹修复后粤东重点修复海域船舶模拟浓度与观测浓度的偏差由51%减至6%,总体上船舶排放模拟结果更接近卫星观测结果. 展开更多
关键词 自动识别系统(AIS) 轨迹修复 船舶排放 空间表征
原文传递
基于过程模型约束的轨迹乱序事件修复方法 被引量:3
10
作者 王琦 闻立杰 +2 位作者 邓雅方 钱忱 王建民 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期2491-2500,共10页
日志的完备性一直是备受关注的问题,系统错误或者人为干预的影响常常会导致系统日志中的时间信息存在错误,使得日志活动之间的次序发生错位,影响后续日志分析流程。此外,现有日志修复方法在处理此类问题时,修复精度和修复效率方面有所... 日志的完备性一直是备受关注的问题,系统错误或者人为干预的影响常常会导致系统日志中的时间信息存在错误,使得日志活动之间的次序发生错位,影响后续日志分析流程。此外,现有日志修复方法在处理此类问题时,修复精度和修复效率方面有所不足。由此,提出一种基于A*算法的乱序轨迹修复方法,该方法基于模型约束,通过调整日志中活动之间的位置,可获得一个无乱序问题的最优修复结果,并利用模型分解和日志活动重放技术,有效提升了修复方法的修复效率。实验结果证明,该方法能够有效地对不同类型的乱序日志进行修复,获得了良好的性能表现。 展开更多
关键词 过程模型 乱序 最优修复结果 轨迹修复 模型分解
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ETC门架交易系统的异常交易数据修复方法 被引量:1
11
作者 罗永煜 王阳生 +1 位作者 赖树坤 朱慧先 《福建交通科技》 2023年第5期79-83,共5页
随着取消省界收费站后联网收费里程激增,ETC门架交易系统采集并记录了高速公路所有车辆的交易信息,但在数据采集、传输、处理过程中因人为失误或设备故障问题出现交易特情,严重影响了高速公路的精准计费。因此,在海量的交易轨迹中异常... 随着取消省界收费站后联网收费里程激增,ETC门架交易系统采集并记录了高速公路所有车辆的交易信息,但在数据采集、传输、处理过程中因人为失误或设备故障问题出现交易特情,严重影响了高速公路的精准计费。因此,在海量的交易轨迹中异常交易的识别和修复成为高速公路ETC收费系统亟待解决的问题。针对漏交易、误交易、重复交易3种交易特情所产生的异常交易轨迹进行分析,提取出了6种典型的异常交易轨迹,并根据高速公路门架拓扑设计异常轨迹修复算法,实现了ETC交易流水数据的异常识别和修复;进一步通过实例分析验证,确定了该方法的有效性,提高了收费拟合的准确性。 展开更多
关键词 ETC交易系统 异常交易 轨迹修复 高速公路
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基于历史航迹的船舶任意点到港的航线规划算法 被引量:3
12
作者 段俊利 韩懿 《上海船舶运输科学研究所学报》 2020年第2期10-14,90,共6页
受复杂多变的海上环境影响,船舶在航行过程中很难完全按设计航线航行,预抵线路和预抵时间往往与实际有较大偏差,此时设计航线无法继续作为航行参考路线,需重新进行航线规划,并及时向船舶所有人、货主和港口各方提供船舶的航行动态。基于... 受复杂多变的海上环境影响,船舶在航行过程中很难完全按设计航线航行,预抵线路和预抵时间往往与实际有较大偏差,此时设计航线无法继续作为航行参考路线,需重新进行航线规划,并及时向船舶所有人、货主和港口各方提供船舶的航行动态。基于57699条通过船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)得到的船舶航迹数据,设计轨迹修复、轨迹相似度与历史航迹查询和船舶任意点到港的航线规划等算法,根据目的港和当前船位,实现对船舶预抵线路和预抵时间的预测。 展开更多
关键词 船舶自动识别系统轨迹 轨迹修复 轨迹相似度 历史航迹查询
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