航线设计是保障船舶安全航行、提高船舶运营效率的基本手段。随着船舶自动识别系统AIS(Automatic Identification System)在各类船舶上推广应用,基于AIS航行大数据的航线设计更贴近船舶实际航行习惯,具有更高的经济效益。基于此,本文利用AIS航行大数据,重点研究了基于不同类型、不同吨级的船舶航行特征,挖掘分析特定船舶参数模型下船舶最优航线。论文首先研究了 AIS电文数据、船舶特征、航行环境等航线设计影响要素,重点研究了 AIS数据清洗、船位聚类、路径生成三类关键技术,设计制定了基于AIS大数据的船舶智能航线设计系统业务需求和总体架构。基于上述理论算法研究和系统总体设计,论文深入设计了基于AIS大数据的船舶智能航线设计系统业务模块,重点设计了电文数据处理、数据挖掘分析、航行环境模拟、航线设计生成等服务模块。其中,电文数据处理服务模块实现了 AIS数据解析、无效船舶信息过滤等功能·;数据挖掘分析服务模块实现了信息数据清洗、船舶航行特征挖掘、航迹点分特征聚类、路径关键转向点按需求提取等功能;航行环境模拟服务模块实现了海图文件解构、海况数据提取、航行环境建模等功能;航线设计生成服务模块实现了路径可航性检测、路径权值计算、最短航线生成等功能。基于上述服务模块设计,本文开发了系统软件平台,以长江内河水域为例实现了基于船舶类型、吨位等级、航行环境的船舶航迹分布特征分析,明确了航迹、船舶、环境三者特征关系。本文借助系统平台展示了各服务模块成果,评价了系统效率及可靠性。结果表明,给定航行区间,本系统针对不同船舶类型和吨位等级的船舶能够准确选取惯用航线关键转向点并快速生成一条最优航线,航行距离短,避碰效果佳,可靠性高,实用性强。