船舶行为分析模型在过闸船舶身份鉴别的应用

摘 要：通过对京杭运河苏北段在航船舶的航行轨迹、航行速度、航行时间等船舶行为的分析，建立船舶的行为分析模型。对疑似虚假证照登记的船舶进行识别，将现有的核查方式变为有重点、有目标的核查，缩小了核查范围，提高了核查效率。

关键词：船舶行为 航行轨迹 异常航行时间 航次变更 船舶行为分析模型

概述

船舶的证照是船舶身份唯一的法定依据。船舶的吨位关系到船舶安全设备的配备、船舶最低安全配员和有关船舶规费，是极其重要的法律数据。近年来，部分船主为逃避国家行政规费、降低船舶安全设备和人员的配备要求，使用虚假船舶证照或与实际不符的船舶证照的情况时有发生，给水上交通安全带来了重大隐患。

在多船闸的京杭运河苏北段，部分船主为了使船舶在到达船闸时可以立即过闸，减少上岸登记、缴费等过闸手续时间，事先通过在船舶尚未到达船闸之前，采用虚假证照提前为船舶登记过闸。不但扰乱了正常的过闸流程，还给交通安全带来了一定隐患。船舶行为分析模型的建立，通过对过闸船舶的航次、航行轨迹、航行时间等进行分析，判别疑似虚假证照登记的过闸船舶。

船舶行为分析模型

船舶行为分析是建立在船闸的地理位置顺序、船舶航行的规律以及登记的船舶特征等考量维度的基础上，对过闸船舶的行为进行分析，是将行为异常的船舶从系统中自动找出，经人工二次识别和确认。船舶行为分析模型的建立，可改变对船舶大海捞针式的核查变为有重点、有目标的核查，从而提高了对船舶证照核查的效率。

1、模型建立的考量维度

船舶在航道中的航行，往往受制于某些稳定的规律和一定的逻辑限制。例如：航道与船闸的顺序关系、船舶航行的速度、装卸货的时间等。据此，我们可以依靠掌握的苏北运河船舶全程过闸动态数据、船舶航行轨迹动态数据、船舶航行时序数据，建立以航道-船闸拓扑关系、船舶航行特征量和商行为三个维度及基于逻辑和统计分析的智能推理构建的在航船舶行为分析模型，对通航船舶的身份进行自动快速鉴别和指认抽出。

1.1闸-船闸位置拓扑关系

京杭运河苏北段，自北向南有10道属航道部门管理的船闸，其网络拓扑是解台船闸、刘山船闸、皂河船闸、宿迁船闸、刘老涧船闸、泗阳船闸、淮阴船闸、淮安船闸、邵伯船闸、施桥船闸。

很显然，正常的在航船舶，只有沿着航道，依据船闸的位置拓扑顺序，依次到达各船闸并留下过闸数据痕迹，中间不可能出现违反逻辑的跳过其中的某个或几个必经船闸而到达后面的船闸。系统可据此构成可供计算机快速计算检出的考量维度模型。

1.2航船舶的特征量

船舶在航行中，具有物理上和统计意义上的相对稳定的航速和逻辑意义上的稳定航向；

给定船舶在统计意义上，具有相对稳定的航路图；

对于给定船舶，在统计意义上，其装卸货等行为在需时等考量上，具有相对稳定性。

系统可据此构建关于船舶行为的考量维度模型。

1.3“”登记船舶的行为特征

由于“”的地域限制，一般情况下，一个往往只能限制在在少数相近的船闸作区域性的。

对于一个特定“”而言，其手中掌握的船舶证照数量必然有限，而在有限的地域范围，这些船舶的证照使用频率往往较高，并且与前两个考量维度发生逻辑和统计意义上的冲突。

系统可据此构成关于船舶登记和船舶行为的考量维度模型。

显然，当我们建立了上述三个维度的考量模型后，通过系统掌握的船舶全程过闸动态数据、船舶航行轨迹动态数据、船舶航行时序并结合历史数据代入进行推演时，我们可以有相当的把握确认并抽出疑似虚假身份的船舶名单，锁定异常船舶。具体分析过程如下：

2、对船舶异常航行轨迹的分析

系统通过对船舶运行数据库的分析，可以自动获得船舶的轨迹信息。通过对船舶异常航行轨迹信息的分析，找到疑似虚假证照登记的船舶。

2.1舶航行轨迹跳过中间船闸的异常行为

例如：在系统中能够找到某船舶通过皂河船闸的记录，同时，也能够找到通过淮阴船闸的记录，而缺少通过上述两闸之间的宿迁船闸、刘老涧船闸和泗阳船闸的记录。

如下表所示：

上表过闸时间为该闸的确认时间，所示数据为示意数据，可通过系统从船舶运行数据库中自动获得。

2.2有单向轨迹的船舶航行异常行为

系统可以通过对船舶航行方向的异常行为进行分析。

正常情况下，船舶在航行中对于航行线路的选择是相对固定的，而且一般均有双向航行记录，有一定的规律可循。如系统发现某船舶在航行中，仅有单向航行轨迹，则可初步判别该船舶的航行轨迹属异常现象。

例如：系统记录到某船舶频繁在某船闸单向通过。如下表所示：

2.3航次变更频繁，且多为短途变更

船舶航次的变更本身不属于行为异常的范畴。但是，当某船舶的航次与首闸登记申报的航次不符，且出现多次频繁的短途变更情况时，则我们有理由认为该船舶的行为属于异常，极有可能是顶号过闸的船舶，此时，系统可初步判别该船为可疑船舶，提示工作人员进行人工确认。

船舶航次变更的信息可通过对船舶登记数据分析后得到。通过系统的自动分析，得到船舶的航次变更信息并经排查后得出可疑船舶的船名。如下表所示：

2.4对船舶航行时间异常的分析

船舶在内河航道上的航行速度是有一定范畴的。船舶在航道上航行，通常均具有合理的航行速度。因此，从上一个船闸到下一个船闸之间存在着一个合理的航行时间。如果船舶在两船闸间的航行时间，与正常状态相比较，存在较大差异则可以初步认为该船舶的状态疑似异常（船舶在两个船闸间的时间，以上一个船闸的过闸确认时间，到船舶在本船闸的登记时间为准）。

船闸间的区间速度超过正常船舶行驶速度。通过计算船舶在上一船闸的过闸确认时间和到达本船闸登记的时间差，可以获取船舶在两船闸间的航行时间，从而确定船舶区间速度是否正常。

缺少正常装卸货时间。船舶的装卸货需要有一定的时间才能完成。因此，当船舶发生空重载变更时，需要考虑有正常的装卸货时间。如果没有一定的装卸货的时间间隔，则可初步判定该船舶为疑似问题船舶（如下行重载过闸，一小时后即返回）。

2.5短时间内单个船闸间高频航行行为

船舶仅在某个船闸上下来回航行，本身不属于行为异常的范畴，但是当船舶在短时间内在某一船闸来回航行，则极有可能是顶号过闸的船舶。因此，对于这类船舶，系统将提请管理人员对此进行人工核对确认。

结论

船舶行为分析模型的建立，可改变现有对船舶证照的核查方式，提高对船舶真实身份的核查效率，保证了过闸规费的收缴，保障了船舶过闸的安全性，消除水上交通安全隐患，构建和谐安全的水上交通环境。

（作者单位：思创数码科技股份公司）