圖：項(xiàng)目技術(shù)路線

1）多源異構(gòu)信息的實(shí)時(shí)采集與融合技術(shù)

針對(duì)船、岸、星各類(lèi)船舶AIS數(shù)據(jù)，形成了流批一體的AIS原始報(bào)文數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接入與高效解碼方法，研究了基于深度學(xué)習(xí)的AIS數(shù)據(jù)質(zhì)量控制技術(shù)，高效識(shí)別和處理船舶AIS數(shù)據(jù)重復(fù)、MMSI套牌、MMSI更換、AIS數(shù)據(jù)缺失等數(shù)據(jù)異常和質(zhì)量問(wèn)題。針對(duì)船舶檔案數(shù)據(jù)，重點(diǎn)研究基于相似船舶聚類(lèi)分析的船舶異常字段識(shí)別和處理技術(shù)，缺失數(shù)據(jù)回填技術(shù)等。港口與海洋專(zhuān)題數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理。構(gòu)建了全球電子海圖數(shù)據(jù)、洋流、氣象等數(shù)據(jù)的采集、處理和時(shí)空配準(zhǔn)、對(duì)齊和融合方法。研究了多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)的高效融合、表征、存儲(chǔ)和檢索方法，構(gòu)建了時(shí)空索引和湖倉(cāng)一體數(shù)據(jù)中臺(tái)。

2）船舶行為和態(tài)勢(shì)智能感知與識(shí)別技術(shù)

融合多源異構(gòu)信息構(gòu)建了時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)，基于語(yǔ)義推理和空間計(jì)算構(gòu)建了準(zhǔn)確完備的船舶行為狀態(tài)標(biāo)識(shí)模型，對(duì)船舶行為狀態(tài)進(jìn)行時(shí)空標(biāo)識(shí)；針對(duì)船舶各自獨(dú)立行為進(jìn)行綜合時(shí)序分析，結(jié)合多源數(shù)據(jù)融合和深度學(xué)習(xí)理論與遷移學(xué)習(xí)理論，對(duì)海量數(shù)據(jù)自主標(biāo)注，提出了船舶綜合行為理解方法；針對(duì)船舶行為狀態(tài)的時(shí)空連貫性、時(shí)間持續(xù)性、環(huán)境敏感性和差異性，研究常態(tài)化場(chǎng)景（加油、裝卸、錨泊、修理、泊位作業(yè)效率）在開(kāi)放水域、特殊通道、港口等不同場(chǎng)景下行為特征，建立常態(tài)化行為特點(diǎn)分析模型；針對(duì)船舶失蹤、偏離航線、速度反常、碰撞、搜尋、漂航、異常拋錨、仿冒他船、設(shè)備故障、違反通航規(guī)定等非常態(tài)行為，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析、人機(jī)交互和人工智能識(shí)別等技術(shù)，獲取不同類(lèi)型船舶在不同區(qū)域、季節(jié)、時(shí)間、氣象、水文、臨船關(guān)系等條件下的航行規(guī)律，研究船舶異常行為特征提取和判斷技術(shù)，對(duì)異常行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3）航運(yùn)業(yè)務(wù)智能理解與推斷

以融合的多源數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)，以機(jī)器學(xué)習(xí)、關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)算法為工具，深度挖掘數(shù)據(jù)中的隱藏模式和規(guī)律，并關(guān)聯(lián)協(xié)同各業(yè)務(wù)場(chǎng)景，探尋生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)指標(biāo)間的內(nèi)在邏輯，開(kāi)發(fā)了運(yùn)營(yíng)效率對(duì)比指數(shù)、空載船舶指標(biāo)、船舶能耗、港口擁堵等描述型數(shù)據(jù)服務(wù)體系；基于專(zhuān)題時(shí)空知識(shí)庫(kù)，專(zhuān)家知識(shí)和深度學(xué)習(xí)的混合智能計(jì)算，研制了“運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)分析”、“船舶航行風(fēng)險(xiǎn)”等智能辨識(shí)等診斷型數(shù)據(jù)服務(wù)；基于大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)算法、機(jī)器學(xué)習(xí)等算法模型，構(gòu)建了“船舶排期”、“運(yùn)營(yíng)消息動(dòng)態(tài)測(cè)算”、“船舶航線規(guī)劃”等預(yù)測(cè)型數(shù)據(jù)服務(wù)；基于機(jī)器學(xué)習(xí)、優(yōu)化分析等技術(shù)，綜合利用多學(xué)科知識(shí)，圍繞各類(lèi)問(wèn)題的認(rèn)知、發(fā)現(xiàn)、研究、評(píng)估，形成解決方案，開(kāi)發(fā)了“貨物安排”、“運(yùn)力布局優(yōu)化”等方案型數(shù)據(jù)服務(wù)為管理部門(mén)精準(zhǔn)施策提供依據(jù)。

4）產(chǎn)業(yè)應(yīng)用集成部署

匯集各業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的算法開(kāi)發(fā)與應(yīng)用操作，集中管理數(shù)據(jù)、代碼、算法模型等資源，并針對(duì)產(chǎn)業(yè)需求研發(fā)集成應(yīng)用平臺(tái)系統(tǒng)，涵蓋船舶調(diào)度、搜索、管理、安全、應(yīng)急、商品、指數(shù)、競(jìng)爭(zhēng)等應(yīng)用。采用微服務(wù)架構(gòu)（Microservice Architect）模式，將架構(gòu)中的各應(yīng)用劃分成一組小的服務(wù)，服務(wù)之間互相協(xié)調(diào)、互相配合。引入前后端分離的架構(gòu)風(fēng)格，后端負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)/數(shù)據(jù)接口，前端負(fù)責(zé)展現(xiàn)/交互邏輯，同一份數(shù)據(jù)接口，可以快速定制開(kāi)發(fā)多種版本。為了滿足對(duì)海量結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理、復(fù)雜分析、關(guān)聯(lián)查詢、實(shí)時(shí)性處理和控制建設(shè)成本等多方面的需要，本項(xiàng)目采用多數(shù)據(jù)庫(kù)混合架構(gòu)成為滿足復(fù)雜應(yīng)用的必然選擇。

二、創(chuàng)新點(diǎn)

圍繞全球海運(yùn)實(shí)時(shí)智能感知與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外已有部分機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究，但主要存在智能化程度不高、功能不完善、覆蓋業(yè)務(wù)場(chǎng)景范圍窄等問(wèn)題。本項(xiàng)目開(kāi)展了“海運(yùn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與融合-船舶行為與態(tài)勢(shì)智能感知與識(shí)別-航運(yùn)業(yè)務(wù)智能理解與推斷-產(chǎn)業(yè)應(yīng)用集成與部署”一系列關(guān)鍵技術(shù)研究與系統(tǒng)功能研發(fā)，突破了多個(gè)技術(shù)瓶頸，極大增強(qiáng)了平臺(tái)對(duì)于航運(yùn)數(shù)字化基建和功能性業(yè)務(wù)能力痛點(diǎn)的理解和建設(shè)能力，總體達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先國(guó)際先進(jìn)水平。

案例主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：

a)船視寶運(yùn)用人工智能技術(shù)，對(duì)具有多模態(tài)、強(qiáng)噪聲、多粒度特性的全球海運(yùn)大數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和預(yù)處理，并根據(jù)數(shù)據(jù)的時(shí)空和屬性特征，建立多層次、多粒度數(shù)據(jù)融合方法。

圖：AIS數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集清洗技術(shù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換引擎

b)采用關(guān)聯(lián)分析時(shí)空標(biāo)識(shí)算法，對(duì)實(shí)時(shí)采集與處理計(jì)算的全球海運(yùn)大數(shù)據(jù)進(jìn)行多源異構(gòu)數(shù)據(jù)分析，建立多粒度標(biāo)識(shí)模型及多模態(tài)統(tǒng)一表征網(wǎng)絡(luò)。

圖：基于時(shí)空知識(shí)庫(kù)的時(shí)空標(biāo)識(shí)及基于遷移學(xué)習(xí)的船舶行為理解方法研究

c)結(jié)合船舶軌跡數(shù)據(jù)和行為特征，運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)、關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)等智能算法，構(gòu)建全球海運(yùn)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)航運(yùn)業(yè)務(wù)的智能理解和推理。

圖：數(shù)據(jù)集構(gòu)建及實(shí)施服務(wù)

d)采用分布式微服務(wù)架構(gòu)和運(yùn)用柵矢數(shù)據(jù)稀疏金字塔技術(shù)，搭建船舶智能綜合服務(wù)平臺(tái)“船視寶”， 實(shí)現(xiàn)全球海運(yùn)實(shí)時(shí)智能感知，可向行業(yè)用戶提供SAAS、小程序、API、定制化等多種服務(wù)形式。

圖：工程示范應(yīng)用于效果評(píng)估驗(yàn)證研究?jī)?nèi)容

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