动态船舶领域模型在AIS环境下的避碰决策研究的应用

在现代海洋贸易中,各种大型的船舶需要航行在有限的航道上,随之而来的是海洋交通事故也变得更加频繁,这给船运行业带来了巨大的经济损失,为了有效降低事故的发生率,人们采用了各种先进的自动化系统,如AIS系统,结合智能避碰算法来模拟船舶的运行动态,通过提升船舶自身的航行预测能力,有效减少了事故的发生。本文首先建立了船舶的动态模型,通过AIS决策系统进行辅助定位,然后采用避碰算法,进一步降低了定位误差,在提高了船舶航行效率的基础上,改善了船舶的航行安全性能。最后通过仿真对船舶的综合避碰性能进行验证,并与拟合值进行了比对分析。     

基于虚拟现实的船舶航行复杂周围环境图像三维仿真

为提升船舶在复杂航行环境中的安全,提出基于虚拟现实的船舶航行复杂周围环境图像三维仿真方法。该方法使用虚拟现实技术中的Vega Prime虚拟现实开发工具,依据海洋、船舶相关数据与图像,使用Crertor工具建立flt静态三维模型库,从该模型库内导出船舶三维模型所需数据后,使用Vega Prime虚拟现实开发工具的LynXPrime图形界面,对船舶航行复杂周围环境的水体、海浪等进行建模并进行纹理制作后,再通过实时驱动、视景仿真驱动以及仿真交互程序运行,实现船舶航行复杂周围环境图像三维仿真模型的交互。实验结果表明,该方法可有效对船舶航行复杂周围环境的洋流流向、流速、海水温度进行三维仿真。同时也可对船舶航行环境内其他船舶进行红外视景可视化,且应用效果较佳。     

船舶航线规划中的精确控制算法研究

海洋开发及海上贸易不断深入,船舶作为海上最重要的交通工具朝着大型化、强动力及智能化方向发展。随之带来的是船舶航行速率的提高及船只密度的增加,船舶的安全航行越来越成为海洋开发关注的重点。船舶航行规划路径的精度控制直接关系到船舶的安全驾驶,操控过程中航迹误差控制是航行路径规划最重要的性能指标。本文研究船舶航行的操纵运行模型,提出一种基于遗传算法的航线精确控制非线性模型,最后对其进行仿真。     

基于混合粒子群算法的船舶稳定性分析

随着我国船舶航运事业的兴起,对保持舰船航行的安全和稳定的要求越来越高。由于船舶航运事业面对的环境复杂多变,传统PID船舶稳定性能分析和控制方法难以对大型风浪引起的船舶摇晃运动系数进行有效分析,无法快速准确的对船舶随机横摇运动外扰力进行计算,不利于船舶航行安全。因此结合混合粒子群算法对船舶稳定性进行研究。首先对船舶航行过程中外扰动因素影响程度进行分析和计算,并设计了船舶稳定性检测和控制系统,从而达到提高船舶航行稳定性的设计目标。为验证该方法的有效性,对比传统PID船舶稳定性检测控制方法进行了仿真实验。实验结果表明,基于混合粒子群算法的船舶稳定性分析方法能够更好地对船舶航行安全、稳定性能和航行状态进行精准判断,保障船舶在复杂海洋环境中的稳定航行。     

海底辐射噪声的统计学特性研究分析

在复杂的海洋环境中,各种不同用途的船舶要互相通信,就不可避免发生干扰。这些干扰源可能来自海底的地震、船舶螺旋桨的振动或其他船舶的雷达设备。而海底的辐射噪声常常会导致船舶之间的通信发生故障,只有有效抑制背景噪声,减少背景噪声,才能提升船只航行的安全性能。本文研究海洋海底辐射噪声的主要来源,结合非平稳噪声特性估计算法,对噪声信号进行优化分类。通过对噪声信号的功率进行估算,得到噪声的粗略估计。在Matlab中计算得到噪声估算曲线,验证此算法的合理性。     

Douglas-Peuker算法在自动生成航线方法中的应用

船舶航行的日益频繁对航线设计提出了更高的要求。为了提高船舶运输的效率和安全性,传统依照纸质地图设计航线的方法已不能满足要求。为了在保障安全和效率的前提下提高航线质量,本文使用电子海图结合AIS系统监控船舶航行状态,实时上传海洋及船舶信息,并使用Douglas-Peuker算法依据海洋实时信息修正航线,提高了船舶航行的安全性。     

船舶视觉系统目标图像边缘检测方法

船舶视觉系统是船舶航行的重要辅助部分,视觉系统的工作效果很大程度上取决于边缘检测方法的准确性。常见的图像边缘检测方法通过像素梯度变化检测目标边缘,在对复杂图像处理时容易受到噪声干扰,导致检测精度和效率较低。为解决上述问题,提出船舶视觉系统目标图像边缘检测方法。对图像进行背景区域与目标区域的划分,提取目标所在区域。选择图像边缘的Harr和HOG特征后,利用蚁群算法检测图像边缘。对比仿真实验结果表明,研究的边缘检测方法检测准确率均高于85%,并且检测效率均高于对比方法,具有明显的应用优势。     

动态规划和模糊算法在船舶航速最优调度中的应用

随着海洋网络复杂度及对船舶节能性要求的提高,对船舶航行速度的控制要求也越来越精确。目前的航速调节主要是基于经验,不能够最大限度地提高航行效率和降低能源消耗。因此为了获得船舶行驶的最优速度,本文将动态规划算法和模糊算法应用于船舶,通过对船舶航行建立动力模型,然后使用优化的算法模型进行处理,获取船舶航速最优调度方法,使得船舶在有效航程中油耗最少。     

不可估测因素影响下船舶航行安全性分析

在航运事业中最重要的目标在于保证海上船舶航行安全准确。而航运事业受多种因素影响,为提高航海安全性,对海上船舶航行影响进行调查和分析,并通过相关调查数据对航海安全影响因素参数进行统计、对航行指数进行计算、对海上船舶航行安全预报应用作初步探讨。对海洋环境预报资料安全性影响因素和船舶内在安全影响因素进行了系统分析,根据调查数据,建立有效的海洋船舶航行安全航行指数,并分析和讨论了船舶航行指数安全性预报带来的效益和应用前景,最后对海洋船舶航行安全指数在航海应用上进行总结。     

船舶监控视频数据的压缩与传输方法研究

为保障船舶航行信息准确直观的进行传输,对船舶监控视频图像的压缩与传输准确性要求进一步提高,由于传统船舶监控视频数据压缩和传输解压程序复杂、图像画质模糊,难以达到准确传输船舶数据画面的获取要求。基于上述背景,结合离散小波变换算法对船舶监控数据压缩与传输方法进行研究和优化,以提高数据传输的安全性和可靠性,达到精准快速的传输和恢复图像质量的设计目标。为检验该方法的有效性进行仿真实验,实验结果证实,结合小波算法的监控视频数据压缩与传输方法可有效提高图像数据处理过程中的抗干扰能力,有效获取图像特征,快速进行图像传输,达到了精准高效的设计目标,有利于保障船舶的航行安全。