水上交通作为综合交通的重要组成部分，是我国国民经济特别是对外贸易发展的重要保障，随着国家“一带一路”的发展规划和全国交通运输工作会上推进“四个交通”的要求不断推进，必然会推动水上交通的进一步发展。然而，水上交通的快速发展，带动船舶的大型化、高速化发展趋势，促使港口日趋繁忙，通航环境日趋复杂，水上交通风险不断增大，给水上交通管理人员和驾引人员提出更高的要求和挑战。因而，为了进一步保障水上交通通航环境和船舶航行安全，科学地认识和掌握水上交通系统迫在眉睫。
论文以水上交通为研究对象，通过系统分析不同领域的态势研究和应用，以态势相关理论和流程框架为支撑，结合水上交通特点提出了水上交通态势的定义，从而将态势的研究思想和理念拓展到水上交通领域。水上交通态势，抽象而言，是水上交通系统运行状态的一种宏观描述，具体是指由水上交通系统各组成要素的运行状况、行为特征和相互作用等因素所构成的整个系统状态和发展趋势。
论文依据态势感知的“感知、理解和预测”三个层次，首先结合现有的信息技术和E-航海发展战略，提出基于E-航海体系架构的水上交通态势感知体系；然后，从宏观态势层面，通过选取宏观态势评估指标，构建宏观态势评估模型和预测模型；最后，以深圳西部港区作为实例，进行水上交通态势研究和可视化分析，验证模型的可行性，并进行可视化分析。总结起来，论文的主要成果如下：
（一）提出水上交通态势的概念和相关框架。论文系统分析不同领域态势相关理论和应用研究，结合水上交通特点，提出水上交通态势定义和相关框架，丰富了水上交通系统的理论研究，为态势在水上交通领域的研究和应用奠定了基础。
（二）构建水上交通态势感知体系框架。论文结合现有信息和网络等技术，从“获取”“传输”和“融合”三方面系统分析现有态势感知技术。然后，结合E-航海战略框架构建了“岸端-船岸通信-船端”架构的水上交通态势感知体系，提出态势感知系统框架和体系层次结构，为水上交通态势感知系统的构建提供数据基础来源和理论框架支撑。
（三）构建水上交通宏观态势评估和预测模型。论文从宏观层面构建宏观态势评估框架，开展态势评估和预测建模研究。（1）根据宏观态势特点，分析宏观态势评估指标，构建融合密度因子和迫近因子的宏观态势评估模型，以及区域分布模型；（2）通过划分网格，分析各网格的态势变化，从而将态势在时间维度拓展，建立预测模型；（3）通过四种交通情景仿真，对评估和预测模型进行验证和分析。
（四）结合实例开展水上交通态势评估和可视化分析。论文以深圳港区西部港区为实例，以区域AIS信息作为态势感知数据，分别从基本态势和宏观态势两个维度分析态势评估和可视化应用。（1）对AIS数据进行清洗和预处理等工作，提供态势感知数据来源；（2）以交通流基本特点、密度和速度分析基本态势，将密度和速度以空间分布的形式进行可视化研究；（3）分析宏观态势和交通密度的变化特点及相关性，并构建基于船舶领域的态势分布模型，通过四个不同时刻的实例，进行态势评估和预测的可视化分析。结果表明，模型和可视化分析具有一定的可行性，为水上交通态势的现实应用起到一定实践意义。
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