基于模糊结构元方法的船舶航迹拟合

陈婷婷

(上海海事大学商船学院　上海　201306)

基于模糊结构元方法的船舶航迹拟合

陈婷婷

(上海海事大学商船学院上海201306)

摘要在采用船舶AIS数据进行船舶航迹拟合时，传统的航迹拟合方法如最小二乘法或插值法等会平滑掉船舶位置波动的偏差，不能真实地反映出船舶位置的波动现象而失去其意义。提出基于模糊结构元的船舶航迹拟合方法，不仅能够描述船舶位置变化趋势，而且能够直观反映出这种变化趋势的不确定性程度，并通过实例进行了分析验证。

关键词航迹拟合模糊结构元AIS最小二乘法

船舶自动识别系统(automatic identification system，AIS)信息能够直观地反映出船舶的位置变化情况[1]，基于船舶AIS数据进行拟合可以获取船舶的航迹线。但是，由于船舶航行受风、流、浪等一些环境因素的影响，尤其是要采取船舶避让行为时，船舶的航迹变化较大，通过AIS观测到的船舶航迹数据点的波动会比较大，数据出现复杂混乱的现象，采用最小二乘法或插值法等一些常用的函数拟合方法将会平滑掉这些偏差，而不能将它们表示出来，这将失去实际的意义，不能反映数据波动现象及其不确定性问题[2-3]。因此，本文提出基于模糊结构元的船舶航迹拟合方法，既能描述船舶位置散点所反映的位置变化趋势，同时还能够反映出变化趋势的不确定性程度。

1　模糊结构元方法

设E为实数域R上的模糊集，隶属函数记为E(x)，x∈R，如果E(x)满足下列性质：①E(0)=1，E(1+0)=E(-1-0)=0；②在区间[-1,0)上E(x)是单调递增右连续函数，在区间(0,1]上是单调递减左连续函数；……