马杰
- 作品数：25 被引量：85H指数：5
- 供职机构：武汉理工大学航运学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家级大学生创新创业训练计划中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：交通运输工程自动化与计算机技术环境科学与工程电气工程更多>>
- 基于AHP-PSO-RF的三峡枢纽通行船舶待闸时长预测方法
- 2023年
- 随着内河航运的发展,三峡枢纽有限的运输能力已难以满足船舶快速过闸的迫切需求,船舶长时待闸已成为常态。将三峡枢纽通航调度规则与灰色关联分析法相结合,筛选出与船舶待闸时长相关的特征数据集,设计一种融合层次分析和粒子群的改进随机森林方法(AHP-PSO-RF)。在该方法中,RF构建多棵决策树,AHP进行决策树筛选,PSO实现决策树投票优化,并利用特征数据集进行训练和测试,获得三峡枢纽船舶待闸时长的预测模型。结合梯度提升回归、极限梯度提升等理论方法,实施船舶待闸时长预测模型的性能对比实验,对预测模型进行合理性验证。最后,采用敏感性分析方法对预测模型的超参数进行稳定性验证,结果表明预测模型是可靠有效的,为三峡枢纽船舶通航调度的高效组织提供了智能预测服务。
- 付传志张煜马杰
- 关键词：三峡枢纽灰色关联分析
- 基于AIS数据的交汇水域船舶会遇态势辨识被引量：5
- 2021年
- 船舶会遇态势辨识是实现船舶安全避碰的重要前提,交汇水域复杂的通航环境和船舶运动的不确定性使在辨识会遇态势过程中容易出现误判的情况。为准确快速辨识交汇水域的船舶会遇态势,提出联合支持向量机-贝叶斯滤波(Support Vector Machine and Bayesian Filter,SVM-BF)的辨识会遇态势模型和算法。基于会遇几何模型计算两船的相对距离和航向差作为会遇特征,并将特征序列输入模型,在SVM初辨识的基础上,使用BF器对SVM产生的初判结果进行累积判别,提高辨识不同会遇态势的准确性。选取长江口南槽交汇水域的船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据,进行会遇过程分析与特征提取和SVM-BF模型训练和算法验证。结果表明:基于SVM-BF模型辨识会遇态势算法能针对交叉、对遇和追越等态势进行及时有效识别,与仅采用SVM的辨识模型相比,SVM-BF能有效降低误判概率。
- 马杰马杰张春玮张煜
- 关键词：船舶自动识别系统支持向量机贝叶斯滤波
- 海上风电场作用下的导航雷达电磁波散射场强计算研究
- 2020年
- 针对海上风电场对导航雷达探测性能的影响问题,提出了一种风电场作用下的雷达电磁波散射场强计算方法.首先应用电磁场和电磁波理论,结合第一和第三类贝塞尔函数,对单台风机不同极化条件下的电磁波散射场强核算模型进行研究;然后通过引入风机群阵因子分析风电场多台风机作用下的雷达电磁波散射场强计算方法.对某海上风电场的雷达散射场强仿真研究结果表明,在风电场作用下雷达电磁波散射场具有明显的方向性,最大场强散射方向的波瓣宽度约为10°.
- 刘克中王伟强王伟强许晓琴杨星杨星
- 关键词：海上风电场雷达电磁波
- 基于行为特征相似度的船舶轨迹聚类方法被引量：22
- 2019年
- 轨迹聚类是研究船舶行为模式、发现船舶交通规律的重要手段,它可以为船舶行为监控和异常行为检测提供参考依据.针对现有船舶轨迹聚类方法大多只考虑空间位置特征而忽略船舶运动行为特征的问题,提出一种融合位置、航速、航向等多个运动参量的船舶行为相似度模型,在无监督DBSCAN算法的基础上设计了基于行为相似度的船舶轨迹聚类方法.利用长江口南槽段船舶AIS轨迹数据对算法进行了验证和对比分析,结果表明算法不仅能有效区分轨迹在空间位置分布上的差异,还能对行为模式不同和行为异常的轨迹进行分类辨识.
- 张春玮马杰牛元淼刘琪
- 关键词：AIS船舶行为
- 船载监控网络节点信息感知信任度模型被引量：2
- 2017年
- 准确感知信息是船载传感网络的重要难题,船舶复杂的舱室结构和金属材质在一定程度上会影响无线传感节点感知信息的准确性。对此,在分析船舶环境及无线信号传输特性的基础上,针对船载传感网络的拓扑特性,利用无线传感网络的时空相关特性,建立节点信息感知信任度评价模型。通过仿真试验分析,验证这种利用网络拓扑特性对节点信息进行感知的信任度评价模型是有效的。
- 庄洋刘克中刘克中马杰胡招
- 关键词：网络拓扑
- 基于上下文自编码的船舶行为语义表征
- 2022年
- 考虑船舶行为的时序相关性,提出了一种基于上下文自编码的船舶行为语义表征(SRCAE)模型;提取船舶经度、纬度、航速、航向等行为特征参量,建立了行为特征序列;借助连续词袋模型将行为特征序列划分为中心船舶行为和上下文船舶行为,利用深度自编码网络构建了船舶上下文行为的语义表征模型,将得到的中心船舶行为编码作为表征向量输出,通过聚类算法构建船舶行为词典;选取长江口南槽交汇水域作为研究对象,利用船舶自动识别系统产生的数据对提出的模型和方法进行了验证。分析结果表明:所提出的SRCAE模型能有效表征船舶行为之间的上下文联系,与传统自编码器和长短期记忆网络自编码器等模型相比SRCAE模型具有更低的表征误差;分别采用k均值(k-Means)、高斯混合模型(GMM)与核k均值(Kernel k-Means)3种聚类算法提取船舶行为词典,与原始数据相比SRCAE模型产生的表征向量更易于区分不同船舶行为模式,其中k-Means效果最优,轮廓系数、卡林斯基-哈拉巴斯指数和戴维森堡丁指数指标分别达到了0.384、18.308、0.531,共产生转向加速、转向减速、直行加速、直行减速等30种复合行为,有效提取了不同行为模式下船舶行为词组合关系。
- 马杰马杰贾承丰李文楷张煜
- 关键词：船舶自动识别系统船舶行为语义表征
- 基于位置可达域的船舶轨迹噪声去除方法
- 2020年
- 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。
- 张煜张铄马杰
- 关键词：智能交通AIS数据挖掘预处理
- 海上风电场与航路安全距离被引量：5
- 2019年
- 为提高海上风电场选址的科学性,保障海上风电场水域船舶的通航安全,提出一种基于船舶与风电场碰撞概率的风电场与航路安全距离界定方法。以船舶与风电场碰撞概率模型为基础,通过计算船舶在航路上航行时的碰撞概率,并根据其分布特征,结合碰撞概率可接受标准,定量获取海上风电场与航路安全距离范围。研究结果表明,海上风电场与航路安全距离和船舶平均速度、载重吨及风电场边界长度等相关:当船舶平均速度v>8 kn时,安全距离的变化幅度低于5%;当v<8 kn时,安全距离的变化幅度超过10%。
- 聂园园刘克中杨星陈蜀喆马杰
- 关键词：海上风电场通航安全
- 基于前景理论和TOPSIS的船舶航路选择决策方法被引量：3
- 2017年
- 为使船舶航路选择决策能够体现决策者个体主观偏好特征,研究一种前景理论与逼近理想解(TOPSIS)相结合的决策方法。根据航路选择特征,定义航路选择决策的价值函数并构建前景价值矩阵,然后考虑船型差异,设置不同的参考点。应用TOPSIS的基本思路,通过各指标的属性值到正、负理想解的距离求出各航路选择方案相对接近度,考虑决策者对损失敏感程度的差异性,按照接近度对备选方案分别进行优劣排序。以某港口3条进出港航路方案为例进行分析,研究不同船型在不同损失敏感程度下的航路选择决策。研究结果表明,决策者不同的个体主观偏好下航路选择最优方案会呈现差异,说明决策者的主观偏好对其航路选择具有较大的影响。
- 吕正祥杨星杨星陈蜀喆马杰
- 关键词：航运安全航路选择TOPSIS多属性决策
- 不确定箱量下内河集装箱班轮航线动态配载决策被引量：2
- 2020年
- 内河集装箱班轮运输中海关抽检可导致外贸箱箱量不断发生变化,班轮航线配载需要动态决策。基于滚动调度策略,将当前港口的配载决策按随机事件划分为多个阶段,以最小化班轮堆栈占用数量和相邻阶段间配载计划偏差为目标,构建单港口单阶段的配载决策模型,进而滚动实现班轮航线动态配载决策。基于大邻域搜索思想设计一种包含整数规划、破坏器与修复器的精确启发式算法,实现港口多阶段滚动配载。基于真实场景的算例研究表明,在优化堆栈占用数量方面,模型与算法之间差异不大,但在考虑相邻阶段间配载计划偏差时,算法的求解结果要优于模型。因此,模型与算法可用来辅助实现不确定箱量下内河集装箱班轮航线动态配载决策,且算法表现更优,可实现配载计划对不确定箱量的鲁棒吸收。
- 李俊张煜计三有马杰
- 关键词：集装箱运输滚动调度
