[发明专利]一种基于层次分析法的AIS数据质量评估方法

说明书

本发明提供一种基于层次分析法的AIS数据质量评估方法，包括：获取船舶的AIS数据，并将其进行分类得到船舶动态数据、船舶静态数据和船舶航次数据；根据导致AIS数据产生质量问题的原因，确定获取的AIS数据是否存在数据重复、数据缺失或数据错误；根据AIS数据的特点，确定AIS数据质量指标的评标标准；基于确定的AIS数据质量指标的评标标准，利用层次分析法建立AIS数据质量评价指标体系；确定AIS数据质量评价指标的相对权重值，建立综合评价函数，得出数据质量综合得分。本发明方法能够定性、定量地评估AIS数据的质量水平，以供其使用者根据实际情况选用。

技术领域

本发明涉及一种船舶数据质量评估方法，具体而言，尤其涉及一种基于层次分析法的AIS数据质量评估方法。

背景技术

自动识别系统(AIS)是保障船舶航行安全的重要信息系统。它包括VHF收发器、定位系统(如GPS)和其他电子导航传感器(如陀螺罗经、转速指示器)，能够向外广播与船舶本身相关的信息数据。AIS数据由27种AIS报文组成，信息包括船舶静态信息、船舶动态信息和航次相关信息三种，其中船舶静态信息需要设备工程师在安装设备的时候输入，包括：船名、呼号、船舶类型、天线位置、吃水深度等。船舶动态信息不需要输入，其信息来源于所连接的相关传感器，包括：经度、纬度、对地速度、转向率、位置精度、对地航向、船艏向等。航次相关信息则是由操作人员视具体情况而进行输入，包括预计到达时间、目的地、航行状态等。

位置报告(1、2、3、18号报文)和船舶静态及航次相关信息报告(5、19号报文)包含了最主要的船舶信息。在这些报文中，以下字段被视为用来构成船舶轨迹点的基础信息，水上移动通信业务识别码、经度、纬度、对地速度、时、分、秒。船舶类型、船舶长度等静态信息字段及航次相关信息字段则提供对应轨迹的补充信息。AIS的一条位置报告能够产生一个AIS轨迹点，而AIS轨迹则为同一艘船舶的一系列连续轨迹点集合。根据IMO规定，大多船舶需要强制安装AIS设备，且位置报告在航行时的播发频率为2-30s，因此AIS轨迹数据能够高精度地还原水域内船舶的运动情况。AIS数据作为良好的大数据研究对象，蕴藏着海上交通流的客观规律，具备较高的研究价值。

但是，在获取AIS轨迹数据的过程中需要历经生成、封装、传输、接收、解码等过程，难以保证在海量的原始数据中不存在错误信息。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种基于层次分析法的AIS数据质量评估方法。本发明以船舶的AIS数据为基础，从唯一性、完整性、正确性、一致性和有效性五个方面对船舶数据的原始质量进行检验评估，从一致性、完整性和有效性三个方面对船舶数据的使用质量进行检验评估，再通过建立AIS数据质量评价指标体系，利用层次分析法计算各评价指标的相对权重值，经综合评价函数得出数据质量综合得分。本发明定性、定量地评估AIS数据的质量水平，以供其使用者根据实际情况选用。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于层次分析法的AIS数据质量评估方法，包括如下步骤：

S1、获取船舶的AIS数据，并将其进行分类得到船舶动态数据、船舶静态数据和船舶航次数据；

S2、根据导致所述AIS数据产生质量问题的原因，确定所述获取的AIS数据是否存在数据重复、数据缺失或数据错误；

S3、根据AIS数据的特点，确定AIS数据质量指标的评标标准；

S4、基于所述确定的AIS数据质量指标的评标标准，利用层次分析法建立AIS数据质量评价指标体系；

S5、确定AIS数据质量评价指标的相对权重值，建立综合评价函数，得出数据质量综合得分。