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《大连海事大学》 2008年
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远洋船舶调度数据挖掘技术研究与应用

朱飞祥  
【摘要】: 数据挖掘作为知识发现过程中的重要步骤,是从大型数据库及数据仓库中提取未知的、有价值的和可操作性的关系、模式和趋势用于决策支持的过程。随着船岸通信技术及计算机存储设备的快速发展,在航运企业中出现了海量的船舶调度数据,如何充分利用数据挖掘技术来分析隐含在船舶调度数据内部的规律是海上智能运输研究领域中的一个值得关注的问题。本文主要研究数据挖掘技术在远洋船舶调度相关问题中的应用,结合数据挖掘中关联分析、数据约简、决策规则获取等算法特点,着重探讨了在全球港口货物装卸分析、船舶航线货物分析、船舶营运油耗分析中的应用。为了使数据更高效地进行挖掘分析,对船舶调度数据仓库的结构与应用进行探讨与设计,最后与各种数据挖掘应用形成一个船舶调度数据挖掘体系。主要研究内容和取得的研究成果如下: (1)本文通过调研我国船公司的调度业务,建立面向全球港口货物装卸分析、货物流向分析、船舶节能分析等不同主题的船舶调度数据仓库的结构模型,并对其结构、功能及数据存储模型和实现技术进行研究,从而对海量船舶调度数据进行管理与分析,为后续的挖掘算法提供数据支持。随后建立包括数据层、组织层、挖掘层和决策层的船舶调度数据挖掘体系,各层承担着船舶调度数据挖掘不同阶段的任务,从数据预处理、数据挖掘到知识表达,形成了一个完整的体系。 (2)针对关联规则挖掘过程中需要多次搜索数据表的问题,分析了粗糙集和关联规则的联系,在单维粗糙集关联算法的启发下,提出了一种基于粗糙集等价类的多维关联算法,将多维频繁项集的求取,转换为多属性的等价类的计算,该算法产生的多维频繁项集只包含用户关心的维度,排除了其他维度的干扰,因而在规则获取方面,更能产生满足用户需求的规则。同时,相比Apriori算法减少了数据库扫描次数,因而提高了算法效率,降低了关联规则的挖掘时间。 (3)研究了多维数据关联规则挖掘算法在船舶航线货物分析中的应用问题。远洋船舶货物运输的实质就是货物在时空上的一个转移过程,考虑到船舶在一个港口可能装载多种货物,然后在不同港口分别卸货的实际情况,将货物维数据从事务数据库转换到信息系统,然后运用本文提出的基于粗糙集等价类的多维关联算法分析船舶航线、船型、货物以及时间维之间的关系,得到了航线船型分布、航线货物流向等船公司感兴趣的规则,也验证了本文提出的算法实用性。 (4)给出了一种计算正域的改进算法。正域是粗糙集中一个重要的基本概念,依赖度和分类质量的属性约简算法及属性重要度的计算都涉及到正域求解,本文深入分析了正域的定义特点,根据算法中先前的计算结果,及时删除不需要比较的对象,可以大大降低后续计算中物标对的组合数,从而减少计算量,提高计算效率。利用来自UCI(University of California Irvine)的机器学习数据集测试,结果证明该算法相比经典的正域求取算法,效率明显提高,针对大数据集效率提升更为明显。 (5)众所周知,求所有最小属性的约简是NP问题,本文提出一种以属性多样性为启发条件的基于分类能力的启发式算法,简化了启发式条件,用分类能力计算替换正域计算,相比基于正域的属性约简算法,提高了算法的效率。利用来自UCI的机器学习数据集测试,结果证明该算法相比经典的正域求取算法,效率有明显提高。 (6)船舶营运油耗是一个受多因素影响的综合性过程,需要对船舶营运中油耗因素展开分析。然而在实际调度报文中,船舶营运油耗的某些属性的属性值存在遗失,是不完备的,因此本文首先将营运油耗数据的属性值完备化,然后利用计算正域改进算法确定船舶营运过程中油耗的主要因素,利用粗糙集属性约简算法对油耗属性进行约简,从而获得有意义的决策规则,为船舶营运过程制定合理节能措施提供理论依据。 最后,对全文进行了总结,并对有待进一步研究的问题进行了展望。
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP311.13

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李桃迎;交通领域中的聚类分析方法研究[D];大连海事大学;2010年
2 张晓辉;云理论和数据挖掘在水上安全分析中的应用[D];大连海事大学;2011年
3 杨明;航务海事信息集成技术与管理方法应用研究[D];大连海事大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 李继良,朱维彰;基于粗糙集理论的物体与相似灯光的辨识[J];杭州电子工业学院学报;2001年06期
3 苗夺谦,胡桂荣;知识约简的一种启发式算法[J];计算机研究与发展;1999年06期
4 刘清,黄兆华,刘少辉,姚力文;带Rough算子的决策规则及数据挖掘中的软计算[J];计算机研究与发展;1999年07期
5 征峥,束金龙;基于粗糙集与层次分析法的组合预测方法[J];经济数学;2003年04期
6 徐从富;基于粗糙集理论的通信电台及其装载平台识别[J];计算机工程与应用;2002年10期
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8 王珏,王任,苗夺谦,郭萌,阮永韶,袁小红,赵凯;基于Rough Set理论的“数据浓缩”[J];计算机学报;1998年05期
9 刘少辉,盛秋戬,吴斌,史忠植,胡斐;Rough集高效算法的研究[J];计算机学报;2003年05期
10 钟珞;孟碧波;袁景凌;周倜;;基于数据挖掘技术的城市隧道交通流分析[J];计算机与数字工程;2008年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 黄康;基于粗糙集理论的行车指挥知识获取与决策的应用研究[D];铁道部科学研究院;2003年
2 蔡志理;高速公路交通事件检测及交通疏导技术研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 吴淑宁;空中交通流量管理的数据仓库与数据挖掘技术研究[D];清华大学;2004年
2 张晖;铁路货运中心辅助决策支持系统研究[D];北京交通大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵彦辉;张乐文;邱道宏;仲晓杰;;基于粗糙集理论的隧道围岩模糊综合评判[J];四川建筑科学研究;2011年02期
2 吕俊;任雪萍;;一种基于粗糙集理论的变压器故障多变量决策树诊断方法[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2011年01期
3 于海涛;Rough集理论在数据约简中的应用[J];安徽教育学院学报;2004年03期
4 徐文婷;李承鹏;;基于自适应遗传算法的离散化方法[J];合肥师范学院学报;2011年03期
5 蔡莉;胡学钢;;一种基于粗集的决策表求核算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2007年06期
6 周玉华;李景杰;;不完备决策表的一种属性约简方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
7 杨萍,杨明;基于VPRS的重要属性评价方法研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年01期
8 杨萍,万上海,陈耿;一种基于可变支持度的缺省规则挖掘算法[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年02期
9 孙全玲;基于粗集和神经网络的建模方法研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年02期
10 孙虹;方敏;;基于Rough集和RBF网络的车牌字符识别方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 尹宗成;;粗糙集理论在我国粮食产量预测中的应用[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
2 危前进;董荣胜;孟瑜;崔更申;;基于粗糙集的机械装配知识发现方法[A];广西计算机学会25周年纪念会暨2011年学术年会论文集[C];2011年
3 ;Fuzziness in Covering Generalized Rough Sets[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 李雄;党生;;基于Rough集理论的战场侦察情报处理[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 方炜炜;杨炳儒;彭珍;;一种基于粗糙集的启发式属性归约的新算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 陈楚湘;沈建京;陈冰;尚长兴;王运成;;运用粗糙集理论建立中老年肺炎中医症候诊断标准[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 何鹏;王雅琳;桂卫华;孔玲爽;;氧化铝硅渣成分的混沌时间序列分析与SVM预测[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 龚锦红;杨辉;衷路生;;稀土萃取分离过程的Rough集案例推理方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 ;Influence Diagram Based on Rough Set Theory[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 ;The Prediction of Soil Moisture Based on Rough Set-Neural Network Model[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 于翔;基于网格的数据流聚类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 姜延吉;多传感器数据融合关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 杨锦园;基于传感器管理的移动机器人融合算法研究[D];华中科技大学;2010年
5 任家福;服务商选择与备件备品库存管理研究[D];电子科技大学;2010年
6 张目;高技术企业信用风险影响因素及评价方法研究[D];电子科技大学;2010年
7 苏煜;基于SCF范式的在线P300脑机接口研究[D];浙江大学;2010年
8 郭戈;数字视频语义信息提取与分析[D];解放军信息工程大学;2010年
9 李建军;广东湛江红树林生态系统空间结构优化研究[D];中南林业科技大学;2010年
10 温世亿;膨胀土渠坡若干关键技术问题研究[D];武汉大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 岳海亮;信息论在粗糙集连续属性离散化中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
2 雷聪聪;一种基于数据聚类的信息粒化方法[D];郑州大学;2010年
3 张晓冬;基于全矢谱的智能诊断技术研究[D];郑州大学;2010年
4 李昕哲;关系邻域系统的属性约简[D];郑州大学;2010年
5 刘琪;正态云模型模糊推理系统及其应用研究[D];郑州大学;2010年
6 王晓换;基于粗糙集和神经网络的故障诊断虚拟系统的研究[D];郑州大学;2010年
7 周霞;基于粗糙集的电子商务交易知识获取研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 冯为军;基于粗糙集理论的数据挖掘算法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 王秀锋;网络环境下异构日志信息获取和预处理研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 白喜朋;基于作业的钢铁企业成本分析[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李晓红;田军委;;面向FCM聚类阈值分割的聚类有效性判别函数[J];安徽大学学报(自然科学版);2007年05期
2 张国英,沙云,刘旭红,刘玉树;高维云模型及其在多属性评价中的应用[J];北京理工大学学报;2004年12期
3 袁燕妮;王柏;张雷;吴建林;;以元数据服务为核心的MIG信息集成与服务框架[J];北京邮电大学学报;2008年01期
4 王晶;高建设;宁宣熙;;嵌入知识的综合集成预测方法及其在企业收益额预测中的应用[J];北京理工大学学报(社会科学版);2009年02期
5 梁建海;杜军;冀捐灶;;航空发动机性能识别SOFM收缩聚类方法[J];传感器与微系统;2006年11期
6 宋浩远;;基于模型的聚类方法研究[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2008年03期
7 李宝玲;;我国档案资源整合研究现状分析[J];档案学研究;2010年02期
8 赵艺声,方祥麟,杨守仁;海上交通网络模型微-宏观模拟[J];大连海运学院学报;1989年03期
9 贾传荧;拥挤水域内船舶领域的探讨[J];大连海运学院学报;1989年04期
10 吴兆麟,王逢辰,赵劲松;海损事故统计分析与船舶安全综合评判[J];大连海运学院学报;1991年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙立成;船舶避碰决策数学模型的研究[D];大连海事大学;2000年
2 肖景坤;船舶溢油风险评价模式与应用研究[D];大连海事大学;2001年
3 刘正江;船舶避碰过程中的人的可靠性分析[D];大连海事大学;2004年
4 樊明辉;空间数据挖掘及其可视化系统若干关键技术研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2006年
5 杨燕;基于计算智能的聚类组合算法研究[D];西南交通大学;2006年
6 朱跃龙;基于反射的水利数据访问中间件技术研究[D];河海大学;2007年
7 刘建国;复杂网络模型构建及其在知识系统中的应用[D];大连理工大学;2007年
8 叶光;基于VV&A的船舶运动控制系统仿真的研究[D];大连海事大学;2007年
9 陈树;聚类算法模型的研究及应用[D];江南大学;2007年
10 殷瑞飞;数据挖掘中的聚类方法及其应用[D];厦门大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾华岚;影响海上交通安全的人为因素分析与评价[D];大连海事大学;2000年
2 甘玲;油库系统数据集成及应用[D];重庆大学;2003年
3 张静波;基于空间数据库的数据挖掘技术研究[D];西安电子科技大学;2004年
4 潘家财;基于模糊综合和模糊推理的搜救系统适应性评价[D];大连海事大学;2004年
5 肖迎霜;基于角色访问控制技术在企业应用集成中的应用研究[D];华中科技大学;2004年
6 龚舒;桥吊动态机械性能参数的统计特征分析及关联规则挖掘[D];上海海事大学;2005年
7 刘绍满;内河船舶拥挤水域通过能力的研究[D];大连海事大学;2006年
8 李景松;基于中间件技术的多管理信息系统融合的研究[D];武汉理工大学;2006年
9 倪子建;电子商务中基于商品分类本体的关联规则挖掘[D];大连理工大学;2006年
10 许志远;国家海上搜救能力评价及对策研究[D];大连海事大学;2007年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 徐再花;基于正则化方法的模糊C-均值聚类算法的研究[D];辽宁科技大学;2012年
2 程澄;基于Web Service的综合物流服务平台的研究与实现[D];大连海事大学;2012年
3 张洪奉;基于聚类的物流管理信息系统设计与实现[D];西南交通大学;2012年
4 肖智;基于Java EE的地方海事信息平台的设计与实现[D];电子科技大学;2012年
5 胡步清;基于粗糙集理论的空间数据挖掘研究[D];成都理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金福才,朱钰,胡思继;铁路分局调度辅助决策系统的研究和设计[J];北方交通大学学报;1999年06期
2 李巨伟,钟雁;DMIS系统中利用计算机编制分局列车运行调整计划的难点研究[J];北方交通大学学报;1999年06期
3 李长城,刘仍奎,段继锋;基于GIS的铁路货运营销系统研究[J];北方交通大学学报;2003年02期
4 孙迅,杨浩;对铁路快运产品“五定”班列的开行效果评价[J];北方交通大学学报;1999年03期
5 吴少敏,冯建生;宝钢数据挖掘系统[J];宝钢技术;2001年01期
6 路萍,吴斌;层次分析法在高等院校科技评价系统中的应用[J];北京工业大学学报;2002年03期
7 刘伟铭,尹湘源,管丽萍;一种基于多信息融合的事件检测算法[J];长沙交通学院学报;2004年01期
8 孙立成,王逢辰,夏国忠;人的个性与避碰行为关系的统计分析[J];大连海事大学学报;1997年01期
9 李星蓉,戚宇林,罗广孝,苏汉;GPS车辆定位监控系统的应用[J];电力系统通信;2003年06期
10 周平,杨岚,周家启;电力系统负荷灰色预测的新方法[J];电力系统及其自动化学报;1998年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 梁剑;基于成本优化的民用航空发动机视情维修决策研究[D];南京航空航天大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 潘翔;基于多分类器集成的模式识别研究[D];浙江工业大学;2002年
2 曾宪付;粤境北高速公路监控系统[D];西南交通大学;2003年
3 石志刚;城市快速路匝道模糊控制及其遗传算法优化[D];北京工业大学;2004年
4 吴昊;基于关联规则的道路交通事故数据挖掘的研究[D];吉林大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马洪江;;基于粗糙集关联规则挖掘的入侵检测研究[J];计算机科学;2006年09期
2 刘秀如;;基于粗糙集理论在公安工作中的研究[J];信息网络安全;2011年06期
3 张志彦;李俊峰;;关联规则挖掘在学生成绩分析中的应用[J];科技和产业;2009年05期
4 王立平;黄斌;;基于数据挖掘技术的高校图书馆馆藏优化研究[J];萍乡高等专科学校学报;2009年03期
5 欧凤霞;王宗殿;;基于关联规则的数据挖掘技术在中医诊断中的应用[J];河南工程学院学报(自然科学版);2011年02期
6 杨海涛,刘胜全;基于分布式数据库的挖掘模型[J];现代计算机;2005年11期
7 郭卜铭;吕渭济;;高校科研管理中的数据挖掘技术及应用[J];科技和产业;2007年06期
8 俞燕燕;;基于关联规则的社会性网络行为研究[J];福建电脑;2007年12期
9 杨春建;石锐明;张宏;;数据挖掘在青海大学教学评估中的应用[J];计算机教育;2007年16期
10 潘锋;;关联规则在教学计划制定中的应用[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王文平;刘希玉;;基于遗传算法的关联规则挖掘模型[A];山东省计算机学会2005年信息技术与信息化研讨会论文集(一)[C];2005年
2 黄新焕;张岐山;林振思;;基于数据挖掘技术的客户价值评价方法[A];中国优选法统筹法与经济数学研究会第七届全国会员代表大会暨第七届中国管理科学学术年会论文集[C];2005年
3 邵秀凤;程葳;孟红;;网络论坛中隐含规律挖掘研究[A];第二届全国信息检索与内容安全学术会议(NCIRCS-2005)论文集[C];2005年
4 刘惠;邱天爽;;基于模糊集理论和信息增益分析技术的分类算法[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
5 刘智涛;;数据挖掘中的关联规则浅析[A];甘肃成人教育协会2008年年会论文集[C];2008年
6 易向军;宋威;;数据挖掘技术在冶金MES中的应用探讨[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
7 高明;盛立;刘希玉;;关联规则挖掘中Apriori算法的一种改进[A];山东省计算机学会2005年信息技术与信息化研讨会论文集(二)[C];2005年
8 殷积东;刘博;王少辉;;基于粗糙集理论和关联规则的腐蚀区域纹理特征检测算法研究[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
9 陈晓云;李泽霞;刘幸辉;彭文静;;关联规则挖掘过程中的模糊化方法研究[A];第十九届全国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2002年
10 谷姗姗;秦首科;胡大斌;周傲英;;面向关联规则挖掘的敏感规则隐藏技术[A];第二十一届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈晓 山西财经大学教师;数据挖掘技术在高校教学管理中的应用[N];山西经济日报;2010年
2 记者 吕贤如;大力加强数据挖掘技术研究应用[N];光明日报;2006年
3 主持人 李禾;数据挖掘技术如何驱动经济车轮[N];科技日报;2007年
4 首之;数据挖掘并不神秘[N];金融时报;2006年
5 刘红岩、何军;利用数据挖掘技术获得商业智能[N];中国计算机报;2003年
6 ;IBM公司推出新型数据挖掘技术[N];中国高新技术产业导报;2001年
7 徐扬;如何从数据中“挤出”效益[N];中国计算机报;2002年
8 山西银行学校 王林芳;数据挖掘在银行业务中的应用[N];山西科技报;2005年
9 任中华;财务数据挖掘六步走[N];中国计算机报;2007年
10 ;数据挖掘阻止银行客户流失[N];计算机世界;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱飞祥;远洋船舶调度数据挖掘技术研究与应用[D];大连海事大学;2008年
2 赵晨;过程控制中的数据挖掘技术研究及其智能控制策略探讨[D];浙江大学;2005年
3 许增福;DL环境下的信息资源管理及知识发现研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
4 庞淑英;三江并流带旅游地质景观数据挖掘及旅游价值评价研究[D];昆明理工大学;2008年
5 高清东;复杂供矿条件矿山技术指标整体动态优化系统及应用[D];北京科技大学;2005年
6 李兴;高光谱数据库及数据挖掘研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2006年
7 王玉峰;变电站瞬态电磁环境及微机保护系统EMC研究[D];大连理工大学;2007年
8 潘海天;数据挖掘技术在聚合过程建模与控制的应用研究[D];浙江大学;2003年
9 程其云;基于数据挖掘的电力短期负荷预测模型及方法的研究[D];重庆大学;2004年
10 束志恒;化学化工数据挖掘技术的研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴俊;数据挖掘技术在公安出入境管理中的应用研究[D];合肥工业大学;2006年
2 汪杭军;基于粗糙集的空间数据挖掘研究[D];贵州大学;2006年
3 张锋;web日志挖掘系统模型研究与设计[D];南昌大学;2007年
4 梁娜;基于数据挖掘的火电厂故障诊断研究[D];华北电力大学(河北);2007年
5 陈耀东;遗传算法在关联规则挖掘中的应用[D];华东师范大学;2008年
6 高乾;基于遗传算法的关联规则挖掘[D];曲阜师范大学;2008年
7 王志浩;数据挖掘在招生信息处理系统中的应用研究[D];山东师范大学;2006年
8 贺云;数据挖掘在电子商务推荐系统中的应用研究[D];大连交通大学;2010年
9 武坤;快速生成关联规则的算法研究[D];河南大学;2006年
10 王绍锋;关联规则增量式更新算法的研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
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