鉴于目前VTS、AIS人工分析的效率难以满足日益严峻的水上交通监管形势要求，本文考虑船舶进出港航行特点，提出一种海港航道水域船舶异常行为检测方法。首先，考虑船舶类型、通航规则等影响因素，建立基于语义轨迹多维相似度的船舶轨迹聚类方法，以识别符合通航规则的船舶进出港交通模式；然后，构建语义转换模型，将交通模式轨迹数据转换为模式轨迹文本，并采用文本余弦相似度方法匹配目标船舶的交通模式；接着，利用核密度估计构建船舶异常行为检测模型。以天津港为例，从历史船舶轨迹数据中提取40种进出港交通模式，并以此构建船舶异常行为检测方法，通过航海模拟器仿真数据对方法进行验证。结果表明，该方法能够有效检测出船舶的异常行为，可对水上交通监管起到一定的辅助作用。