船舶行為分析模型在過(guò)閘船舶身份鑒別的應(yīng)用

摘 要：通過(guò)對(duì)京杭運(yùn)河蘇北段在航船舶的航行軌跡、航行速度、航行時(shí)間等船舶行為的分析，建立船舶的行為分析模型。對(duì)疑似虛假證照登記的船舶進(jìn)行識(shí)別，將現(xiàn)有的核查方式變?yōu)橛兄攸c(diǎn)、有目標(biāo)的核查，縮小了核查范圍，提高了核查效率。

關(guān)鍵詞：船舶行為 航行軌跡 異常航行時(shí)間 航次變更 船舶行為分析模型

概述

船舶的證照是船舶身份唯一的法定依據(jù)。船舶的噸位關(guān)系到船舶安全設(shè)備的配備、船舶最低安全配員和有關(guān)船舶規(guī)費(fèi)，是極其重要的法律數(shù)據(jù)。近年來(lái)，部分船主為逃避?chē)?guó)家行政規(guī)費(fèi)、降低船舶安全設(shè)備和人員的配備要求，使用虛假船舶證照或與實(shí)際不符的船舶證照的情況時(shí)有發(fā)生，給水上交通安全帶來(lái)了重大隱患。

在多船閘的京杭運(yùn)河蘇北段，部分船主為了使船舶在到達(dá)船閘時(shí)可以立即過(guò)閘，減少上岸登記、繳費(fèi)等過(guò)閘手續(xù)時(shí)間，事先通過(guò)代理在船舶尚未到達(dá)船閘之前，采用虛假證照提前為船舶登記過(guò)閘。不但擾亂了正常的過(guò)閘流程，還給交通安全帶來(lái)了一定隱患。船舶行為分析模型的建立，通過(guò)對(duì)過(guò)閘船舶的航次、航行軌跡、航行時(shí)間等進(jìn)行分析，判別疑似虛假證照登記的過(guò)閘船舶。

船舶行為分析模型

船舶行為分析是建立在船閘的地理位置順序、船舶航行的規(guī)律以及代理登記的船舶特征等考量維度的基礎(chǔ)上，對(duì)過(guò)閘船舶的行為進(jìn)行分析，是將行為異常的船舶從系統(tǒng)中自動(dòng)找出，經(jīng)人工二次識(shí)別和確認(rèn)。船舶行為分析模型的建立，可改變對(duì)船舶大海撈針式的核查變?yōu)橛兄攸c(diǎn)、有目標(biāo)的核查，從而提高了對(duì)船舶證照核查的效率。

1、模型建立的考量維度

船舶在航道中的航行，往往受制于某些穩(wěn)定的規(guī)律和一定的邏輯限制。例如：航道與船閘的順序關(guān)系、船舶航行的速度、裝卸貨的時(shí)間等。據(jù)此，我們可以依靠掌握的蘇北運(yùn)河船舶全程過(guò)閘動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、船舶航行軌跡動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、船舶航行時(shí)序數(shù)據(jù)，建立以航道-船閘拓?fù)潢P(guān)系、船舶航行特征量和代理商行為三個(gè)維度及基于邏輯和統(tǒng)計(jì)分析的智能推理構(gòu)建的在航船舶行為分析模型，對(duì)通航船舶的身份進(jìn)行自動(dòng)快速鑒別和指認(rèn)抽出。

1.1閘-船閘位置拓?fù)潢P(guān)系

京杭運(yùn)河蘇北段，自北向南有10道屬航道部門(mén)管理的船閘，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫墙馀_(tái)船閘、劉山船閘、皂河船閘、宿遷船閘、劉老澗船閘、泗陽(yáng)船閘、淮陰船閘、淮安船閘、邵伯船閘、施橋船閘。

很顯然，正常的在航船舶，只有沿著航道，依據(jù)船閘的位置拓?fù)漤樞?，依次到達(dá)各船閘并留下過(guò)閘數(shù)據(jù)痕跡，中間不可能出現(xiàn)違反邏輯的跳過(guò)其中的某個(gè)或幾個(gè)必經(jīng)船閘而到達(dá)后面的船閘。系統(tǒng)可據(jù)此構(gòu)成可供計(jì)算機(jī)快速計(jì)算檢出的考量維度模型。

1.2航船舶的特征量

船舶在航行中，具有物理上和統(tǒng)計(jì)意義上的相對(duì)穩(wěn)定的航速和邏輯意義上的穩(wěn)定航向；

給定船舶在統(tǒng)計(jì)意義上，具有相對(duì)穩(wěn)定的航路圖；

對(duì)于給定船舶，在統(tǒng)計(jì)意義上，其裝卸貨等行為在需時(shí)等考量上，具有相對(duì)穩(wěn)定性。

系統(tǒng)可據(jù)此構(gòu)建關(guān)于船舶行為的考量維度模型。

1.3“代理”登記船舶的行為特征

由于“代理”的地域限制，一般情況下，一個(gè)代理往往只能限制在在少數(shù)相近的船閘作區(qū)域性的代理。

對(duì)于一個(gè)特定“代理”而言，其手中掌握的船舶證照數(shù)量必然有限，而在有限的地域范圍，這些船舶的證照使用頻率往往較高，并且與前兩個(gè)考量維度發(fā)生邏輯和統(tǒng)計(jì)意義上的沖突。

系統(tǒng)可據(jù)此構(gòu)成關(guān)于船舶登記和船舶行為的考量維度模型。

顯然，當(dāng)我們建立了上述三個(gè)維度的考量模型后，通過(guò)系統(tǒng)掌握的船舶全程過(guò)閘動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、船舶航行軌跡動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、船舶航行時(shí)序并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)代入進(jìn)行推演時(shí)，我們可以有相當(dāng)?shù)陌盐沾_認(rèn)并抽出疑似虛假身份的船舶名單，鎖定異常船舶。具體分析過(guò)程如下：

2、對(duì)船舶異常航行軌跡的分析

系統(tǒng)通過(guò)對(duì)船舶運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的分析，可以自動(dòng)獲得船舶的軌跡信息。通過(guò)對(duì)船舶異常航行軌跡信息的分析，找到疑似虛假證照登記的船舶。

2.1舶航行軌跡跳過(guò)中間船閘的異常行為

例如：在系統(tǒng)中能夠找到某船舶通過(guò)皂河船閘的記錄，同時(shí)，也能夠找到通過(guò)淮陰船閘的記錄，而缺少通過(guò)上述兩閘之間的宿遷船閘、劉老澗船閘和泗陽(yáng)船閘的記錄。

如下表所示：

上表過(guò)閘時(shí)間為該閘的確認(rèn)時(shí)間，所示數(shù)據(jù)為示意數(shù)據(jù)，可通過(guò)系統(tǒng)從船舶運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)中自動(dòng)獲得。

2.2有單向軌跡的船舶航行異常行為

系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)船舶航行方向的異常行為進(jìn)行分析。

正常情況下，船舶在航行中對(duì)于航行線路的選擇是相對(duì)固定的，而且一般均有雙向航行記錄，有一定的規(guī)律可循。如系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)某船舶在航行中，僅有單向航行軌跡，則可初步判別該船舶的航行軌跡屬異常現(xiàn)象。

例如：系統(tǒng)記錄到某船舶頻繁在某船閘單向通過(guò)。如下表所示：

2.3航次變更頻繁，且多為短途變更

船舶航次的變更本身不屬于行為異常的范疇。但是，當(dāng)某船舶的航次與首閘登記申報(bào)的航次不符，且出現(xiàn)多次頻繁的短途變更情況時(shí)，則我們有理由認(rèn)為該船舶的行為屬于異常，極有可能是頂號(hào)過(guò)閘的船舶，此時(shí)，系統(tǒng)可初步判別該船為可疑船舶，提示工作人員進(jìn)行人工確認(rèn)。

船舶航次變更的信息可通過(guò)對(duì)船舶登記數(shù)據(jù)分析后得到。通過(guò)系統(tǒng)的自動(dòng)分析，得到船舶的航次變更信息并經(jīng)排查后得出可疑船舶的船名。如下表所示：

2.4對(duì)船舶航行時(shí)間異常的分析

船舶在內(nèi)河航道上的航行速度是有一定范疇的。船舶在航道上航行，通常均具有合理的航行速度。因此，從上一個(gè)船閘到下一個(gè)船閘之間存在著一個(gè)合理的航行時(shí)間。如果船舶在兩船閘間的航行時(shí)間，與正常狀態(tài)相比較，存在較大差異則可以初步認(rèn)為該船舶的狀態(tài)疑似異常（船舶在兩個(gè)船閘間的時(shí)間，以上一個(gè)船閘的過(guò)閘確認(rèn)時(shí)間，到船舶在本船閘的登記時(shí)間為準(zhǔn)）。

船閘間的區(qū)間速度超過(guò)正常船舶行駛速度。通過(guò)計(jì)算船舶在上一船閘的過(guò)閘確認(rèn)時(shí)間和到達(dá)本船閘登記的時(shí)間差，可以獲取船舶在兩船閘間的航行時(shí)間，從而確定船舶區(qū)間速度是否正常。

缺少正常裝卸貨時(shí)間。船舶的裝卸貨需要有一定的時(shí)間才能完成。因此，當(dāng)船舶發(fā)生空重載變更時(shí)，需要考慮有正常的裝卸貨時(shí)間。如果沒(méi)有一定的裝卸貨的時(shí)間間隔，則可初步判定該船舶為疑似問(wèn)題船舶（如下行重載過(guò)閘，一小時(shí)后即返回）。

2.5短時(shí)間內(nèi)單個(gè)船閘間高頻航行行為

船舶僅在某個(gè)船閘上下來(lái)回航行，本身不屬于行為異常的范疇，但是當(dāng)船舶在短時(shí)間內(nèi)在某一船閘來(lái)回航行，則極有可能是頂號(hào)過(guò)閘的船舶。因此，對(duì)于這類船舶，系統(tǒng)將提請(qǐng)管理人員對(duì)此進(jìn)行人工核對(duì)確認(rèn)。

結(jié)論

船舶行為分析模型的建立，可改變現(xiàn)有對(duì)船舶證照的核查方式，提高對(duì)船舶真實(shí)身份的核查效率，保證了過(guò)閘規(guī)費(fèi)的收繳，保障了船舶過(guò)閘的安全性，消除水上交通安全隱患，構(gòu)建和諧安全的水上交通環(huán)境。

（作者單位：思創(chuàng)數(shù)碼科技股份公司）