基于AIS的船舶运动轨迹压缩技术研究

随着船舶自动识别系统的强制使用,海事系统及船公司为了对船舶监控,将接收大量的船舶AIS信息。为了存储海量的船舶AIS信息而又确保数据的质量和降低存储成本,就要对AIS信息进行压缩处理。论文结合AIS数据的特点和实际航迹研究的需要,在Douglas-Peucker算法的基础上,将此法结合船舶运动轨迹数据的特点进行了改进,从而提出了动态D-P压缩法。实验表明该算法能在保持较低失真度的情况下,对AIS提供的船舶运动轨迹数据进行有效快速的压缩,对船舶航迹再现、回放等研究和应用起到了启示作用。     

基于GIS平台的船舶监控系统方案研究

船舶业的迅速发展,"智慧航运"战略的提出,船舶监控系统采集信息量的扩大,船舶信息越来越复杂以及船舶事故的频繁发生,为船舶监控系统的发展既带来了机遇又带来了挑战和困难。GIS是一个获取、存储、编辑、处理、分析和显示地理数据的空间信息系统,将GIS运用于船舶监控系统,对船舶业的发展具有重大意义。本文分析GIS系统、AIS系统及船舶监控系统的整体架构,采用GIS组件式开发模式,基于组件式GIS(COMGIS),对船舶监控系统的功能进行了仿真实验研究。     

遗传算法在船舶运行轨迹大数据智能采集中的应用

针对当前舰船航迹数据采集方法信息更新速度慢、采集精确度低,无法满足海上航道信息采集要求的问题,提出了基于遗传算法的船舶运行轨迹大数据智能采集应用方法。分析和挖掘船舶航迹数据,得到船舶总体运行特征,优化航迹压缩算法,通过实时处理冗余信息并进行多层存储,噪声去除、插值和航迹分割大型船舶航迹数据,实现轨迹空间并行聚类,采用遗传算法简化航迹数据,得到多个块区域的点集合数据,并窗口化处理块区域,识别航迹通道边界,完成船舶航迹数据的精确采集。实验结果表明,所提方法的信息更新速度较快,能够有效提高采集精确度,满足船舶航行轨迹采集要求。     

通用自动识别系统监控终端的研究与实现

船载AIS是一个通过VHF无线电自动在船舶之间以及船岸之间交换船舶信息和导航信息的系统,这些信息包括船位、航向、船名等静态和动态信息。整个系统是为海上交通控制和安全服务的。但是,我国船上安装的AIS设备的基本都是国外设备。通过对国外进口AIS系统主机与监控终端通信协议的解析,并结合实际需求详细设计了AIS监控终端。实现了监控终端对AIS收发机的控制以及AIS收发机发来信息的显示,整个设计符合AIS系统的要求。同时,对监控终端的硬件进行电磁兼容优化设计,提高抗干扰能力。现场运行结果表明,该监控终端长期运行稳定可靠。     

基于Unity3D的船舶航迹三维显示系统

传统的船舶航迹三维显示系统存在数据处理速率低、三维显示精准度低的缺陷,为此提出基于Unity3D的船舶航迹三维显示系统。系统的核心部分是软件部分,所以主要对系统软件进行设计。根据系统的目的提出航迹三维显示系统的总体架构,将获取的船舶航迹参数进行处理得到ADS数据,然后对其进行颜色处理,并将处理后的数据存储为KML文件。采用Unity3D游戏引擎对三维显示背景进行搭建,通过数据信息子系统的建立与三维显示背景的搭建,实现船舶航迹三维显示系统的运行。实验结果显示,设计的船舶航迹三维显示系统的数据处理速率与显示精准度均比传统系统高出30%及20%,说明设计的船舶航迹三维显示系统具备极高的有效性。     

VTS与AIS联合船舶物联网信息融合关键技术

随着船舶物联网技术的广泛应用,为船舶管控、状态监测、环境探测等提供了新的模式。船舶物联网的基础是AIS和VTS系统,单一系统的采集信息无法全面分析船舶运行状态,同时,多个系统的采集信息存在冗余相关,如何实现信息的有效融合,成为船舶物联网技术发展的关键。本文设计分布式船舶物联网信息融合模型,提出以灰色理论为基础的航迹关联模型和以Kalman滤波算法为基础的航迹融合模型,有效提高AIS和VTS系统间信息融合的效率和准确性,以及系统的可靠性和生存能力。     

一种远程船舶动态监控系统的研究与展望

针对船舶自动识别系统(AIS)广播距离受限,岸上指挥中心无法通过基站对远洋航行的舰艇进行快速准确地动态监控和预警指挥的问题,提出一种远程船舶动态监控系统—北斗AIS系统。通过分析比较卫星AIS、LRIT系统在远程船舶动态监控中的应用缺陷,设计构想北斗AIS系统并对其优点进行了研究分析,证明北斗AIS系统能够有效增大舰用AIS的作用范围,且能保证信息的完整性和数据更新频率,增强传输保密性。     

提升算法下船舶AIS航迹数据压缩方法

为保证船舶AIS航迹数据的有效管理,提升船舶管理水平,研究提升算法下船舶AIS航迹数据压缩方法。该方法通过IEC61162-1标准和ITU1371-1协议,转换AIS轨迹数据格式,采用基于偏序集的规则链方法清洗转换后的AIS数据,并完成数据中经度和纬度的坐标转换。将数据存储在SQLite数据库,并按照时间顺序将其导入提升算法中,通过该算法压缩船舶AIS航迹数据,获取船舶AIS压缩后航迹数据。测试结果显示：该方法的压缩率均在90.6%以上,数据长度损失率最大值为0.11%,压缩效果较好,并且可保证压缩后数据的完整性;压缩后可较好地保存船舶转向行为数据点,确保数据的效用成果,提升船舶的管理水平。     

AIS电文解析技术研究

AIS电文解析是目前海上船舶监管信息系统获取船舶各种信息的主要途径之一。通过设计串口模块、显示模块和AIS电文解码模块实现了AIS船舶信息编码的接收、解析和显示,从而支持各种应用船舶信息的业务服务需求。     

海上无人驾驶技术中的数据融合应用技术

现有的海上无人驾驶船舶数据融合应用技术存在数据精度差、数据波动大的弊端,为了解决上述问题,提出海上无人驾驶船舶数据融合应用技术研究。AIS与雷达设备采集的船舶数据存在较大的差异,采用聚类方法与高斯-克吕格投影方法分别对数据的时间与空间进行校准,得到采集时间序列一致、表述一致的船舶数据,以此为基础,利用模糊数学算法对目标船舶的关联航迹数据进行求取,以关联航迹数据为依据采用加权融合算法对AIS与雷达数据权值进行分配,实现海上无人驾驶船舶数据的融合应用。通过性能测试得到,与现有的数据融合应用技术相比较,提出的海上无人驾驶船舶数据融合应用技术极大的提升了数据精度,降低了数据波动的幅值,说明本文方法的海上无人驾驶船舶数据融合应用技术具有更好的性能。     

基于多平台信息融合的船舶导航技术

为保证船舶航行的安全性,对传统综合导航平台的技术实现进行分析,提出基于多平台信息融合的导航技术实现方案。在对船用雷达导航系统（Radar Navigation System,RNS）、船舶自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）、罗经和计程仪的导航数据进行分析的基础上,设计以数据融合为支撑的船舶导航系统架构,并以实例验证该技术的可行性和有效性。该技术可有效发挥不同平台的导航信息优势,对船舶综合导航系统的优化具有一定的参考价值。     

舰船雷达与AIS信息融合技术

雷达和自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)是配备最多的2类安全助航设备,在海上船舶导航领域发挥着不可替代的作用。由于雷达与AIS提供的信息具有良好的互补性和冗余性,二者融合可以改善探测性能、提高导航系统的精度和可靠性,是近年来海上导航技术的重点发展方向。本文首先介绍雷达/AIS信息融合技术,接着总结其国内外研究现状,并重点阐述航迹关联和信息融合两项关键技术的研究现状,最后提出雷达/AIS信息融合技术发展中待解决的问题,并展望其未来发展趋势。     

内河AIS服务性能指标研究与平台设计

针对当前内河AIS服务性能评价指标单一且实船测试过程复杂等问题,从单船、单个基站和航段区域3个角度,提出内河AIS服务性能评价指标。在此基础上,设计了基于长江电子航道图的AIS服务性能分析平台,通过多条件数据查询、数据处理,实现评价指标的计算以及历史AIS数据的显示。以长江岳阳航段为例,开展AIS服务性能分析平台测试。测试结果显示:单船丢包率差异较大([6. 73%,62. 43%]);基站间存在覆盖区域相互重叠的现象,导致单个基站的丢包率约为45%;航段区域整体丢包率和错误率分别为16. 63%和1. 57%。分析结果表明平台可有效实现AIS服务性能分析与数据可视化,从而保障内河AIS数据的可靠性,提高海事管理和服务的水平。     

AIS（CLASS B）船台在应用中需要关注的问题

AIS系统是一种融合现代技术的新型航海助航设备，其对于船舶安全航行、海上交通安全管理、航海安全保障等具有重要作用。时至今日，AIS系统的作用已在我国获得广泛的社会认知，渔船也将推广使用AIS（CLASSB）船台。然而，由于国际标准正在逐步完善等多方面原因，MS（CLASSB）船台在我国的推广可能会遇到一些问题。文中从AIS系统标准、AIS功能、我国AIS岸台系统的建设等几方面分析阐述了所面临的问题，并就此提出了建议，以资借鉴。     

渔港安全监控和信息管理系统研究

渔港是沿海渔区渔船生产、航行,停泊安全的重要基础保障.为加强渔港安全管理、促进渔业经济发展和新农村建设,在研究渔港功能、渔港安全监控和信息管理系统现状的基础上,对船舶动态监控、船岸通信、综合信息管理3个子系统的设计原理和实现途径,对数据接受和处理,船舶动态数据库,目标船化标绘系统,基于AIS(Automatic Identification System)数据的智能船舶动态视频监控4个核心技术问题逐一进行了论述.系统的设计和研发达到了国家中心渔港的建设要求,并满足了渔港安全管理的需要.     

虚拟航标系统的开发与仿真

探讨了虚拟航标系统的实现方法,基于VB和MapX开发了虚拟航标系统的应用软件。使用AIS设备对虚拟航标进行了仿真,在电子海图显示终端可视化监视本船和虚拟航标之间的关系,并在航行过程中借助电子海图空间分析函数来判断虚拟航标与船舶之间的距离,并对航路起实时监视的作用。仿真结果证明了论文所采取的实现虚拟航标系统技术路线的可行性,为今后实船论证虚拟航标系统提供了理论基础。     

AIS（CLASSB）与小船动态监控系统的对比研究

有效的船舶监管对保障海上航行安全有着重要的作用。文中分别对AIS（CLASS B）与小船动态监控系统进行了研究,对比发现,AIS（CLASS B）的使用有利于对小型船只、渔船等的动态监控,保障海上航行安全。     

基于AIS数据的船舶航行安全评价模型构建

针对现有船舶海上航行安全度求解复杂、参考因素权重确定困难等方面的不足，研究影响评价模型准确性的数据来源、模型构建方法等问题，提出一种基于关系型数据库的船舶重要指标筛选方法和数据库构建及检索设计方案。构建基于模糊数学方法、层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)和专家评价法的船舶碰撞危险度(Collision Risk Index, CRI)求解模型，并根据实船自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)数据对船舶航行安全评价数学模型和构建的数据库进行验证。结果表明，基于AIS数据的船舶航行安全评价数据库具有较好的可靠性和易用性。船舶航行安全评价模型计算结果可信，符合专家经验及《国际海上避碰规则》要求，可为船舶海上航行安全评价提供技术和理论支持。     

AIS系统在航道管理工作中的功能开发和应用

为确保长江口黄金水道的安全畅通,加强航道治理工程的监管力度,丰富航道规划编制参考数据,基于AIS实时传输船舶静态、动态信息并在电子海图上显示船位的基本功能,结合航政管理、工程监管、规划统计的需求,研发了以上述三大功能为主的AIS航道管理平台,在实际应用中取得了良好效果。     

基于AIS网络的VTS信息智能推送应用研究

文中在通过利用智能手段采用AIS网络对航行计划、交通管制、水文气象等VTS相关信息进行推送的相关领域进行了研究,以便提高船舶信息获取效率,减少VTS服务工作强度。