基于NoSQL数据库的AIS航线设计研究

船舶运输需要充分考虑安全性和经济性,合适的航线能够为船舶安全运输提供有效保证,传统依靠纸质海图和电子海图的航线设计存在实时性不强、精度不够等问题。本文提出一种基于NoSQL数据库和AIS数据的航线自动设计方法,对其中的关键技术进行了研究,包括航线自动规划技术路线、NoSQL数据预处理以及航线自动规划方法。在航线自动规划方法中,设计了基于AIS的航线自动规划流程,使用DBSCAN算法对航迹数据进行了聚类分析。本文的研究成果可以为船舶航线自动规划提供有效辅助。     

一种基于AIS数据的船舶航线自动规划方法

为采用航线自动规划技术设计出最优船舶航行路径,提出一种基于船舶自动识别系统(Automatic Identifi-cation System,AIS)数据和航行区域栅格化地图建立环境模型,结合蚁群算法求解最优航线的航线自动规划方法.对航行区域地图进行栅格化处理,利用海量AIS数据定义可通航栅格和障碍物栅格,结合邻接矩阵将栅格地图矩阵化,基于蚁群算法和计算得到的邻接矩阵求取最优规划航线.通过在中国沿海港口进行实例验证,说明该方法在全局最优航线自动规划方面具有经济、便捷、安全的应用效果.     

基于AIS数据处理技术的船舶综合导航技术研究

AIS系统不但能够提供与船舶数据相关的静态信息,而且还能提供与船舶航行相关的动态信息,为了利用AIS的优势,本文将AIS技术与船舶导航技术进行集成,给出一种基于AIS数据处理技术的船舶综合导航系统设计。实现结果表明,AIS提供的数据能够有效帮助导航系统进行航线的规划,减少船舶避碰事故的发生。     

低碳条件下的货运船舶配送路径优化规划方法

为了更好地实现节能减排目标,优化船舶航线选择精度,在低碳条件下设计了船舶货运配送路径规划方法。分析船舶航行最优路线和船舶航线拥堵情况,获取航线数据,构建物流配送路径管理模型,实现航线数据的有效搜索和最优路径的选择。实验结果表明,本文提出的低碳条件下的货运船舶配送路径优化规划方法在实际应用过程中,具有更高的实用性和有效性,充分满足船舶配送路径优化要求。     

利用AIS数据挖掘生成船舶航迹点方法研究

由于船舶航行受海上环境的影响而产生航迹误差,为了准确控制船舶航行轨迹,提出利用AIS数据挖掘生成船舶航迹点方法研究。根据AIS数据挖掘算法,提取船舶航行轨迹点数据特征,利用船舶航行轨迹点数据库中航行线路设置信息与目标对象运动信息之间的相似性,挖掘出船舶航迹动力定位数据,将AIS数据挖掘算法映射到船舶海上航行领域中,提取出AIS船舶位置采集点,通过设定阈值得到船舶航行转向点,将所有转向点连接成线,初步生成船舶航行轨迹点,利用船舶轨迹点生成流程,实现船舶航行轨迹点的生成。实验结果表明,基于AIS数据挖掘的船舶轨迹点生成方法在精度和时间上,都可以准确控制船舶航行轨迹。     

基于MIS的材料领用核算设计

从管理信息系统的高度，对制造加工业的会计信息系统中材料领用核算进行智能化设计，自动生成材料分配表，给出了满足AIS(Accounting Information System)及MIS(Management Information System)需求的材料领用核算的处理流程，实现领料单数据在AIS与MIS中无缝连接，大大缩短会计核算周期。     

AIS数据分析与系统实现

从AIS国际标准出发介绍了AIS链路层通信信号的构成方式,论述了如何将标准数据转换成AIS链路层信号,给出了试验系统的硬件结构框图.对通过使用文中设计思想得到的应用系统所进行蹬数据接收试验而接收到的数据进行了分析,论证了上述设计的正确性.该设计方式可以作为AIS相关设备的研发的参考,对于实现AIS专用SOC芯片有借鉴价值.     

基于MIS的材料领用核算设计

从管理信息系统的高度，对制造加工业的会计信息系统中材料领用核算进行智能化设计，自动生成材料分配表，给出了满足AIS（Accounting Information System)及MIS（Management Infofmation System)需求的材料领用核算的处理流程，实现领料单数据在AIS与MIS中无缝连接，大大缩短会计核算周期。     

基于ECDIS的分布式AIS数据接收平台的研究

融合了分布式AIS数据的ECDIS是航运安全管理的新型技术平台。论文论述了基于ECDIS的分布式AIS数据接收平台的原理架构与网络环境的选择,设计了系统网络环境下的通信模式,实现了分布式AIS数据的接收。     

数据驱动的舰船航线生成算法

为了保障舰船能够安全地在海洋中进行航行,必须设计出安全科学合理的航线。针对传统的航线生成算法存在着各种不同的缺陷,设计出了数据驱动的舰船航线自动生成算法。首先利用蚁群算法进行搜索,产生舰船航行航线的初始种群,然后利用遗传算法对各种航线进行优化,获取最优舰船航线。最后进行仿真测试,实验结果表明,本文算法能够获得比对比算法更优的舰船航线,同时,所耗费的时间亦少于对比算法,具有比对比算法更高的实时性,是一种有效的舰船航线自动生成算法。     

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。     

基于多维度数据挖掘的船舶最优航线生成研究

为了使船舶以最佳航线到达目的地,研究基于多维度数据挖掘的船舶最优航线生成方法。通过官方电子海图挖掘海域港口、陆地物标等多维度坐标数据后,使用改进随机路径图算法生成船舶初始无向路径网络图后,从航行安全距离和航线目的地潮汐时间维度,设置最优航线生成指标。依据该指标和初始无向路径网络图,利用改进和声搜索算法生成最优航线。实验结果表明：该方法可有效生成船舶初始航线路线和最优航线,生成的最优航线适应度数值较高,实际应用效果好。     

基于鱼群算法的船舶避浅航线设计

为解决船舶交通服务(Vessel Traffic Services,VTS)值班人员在指导船舶避浅过程中仅凭借经验的弊端,提出一种可行性算法,结合船舶在海上航行过程中的特点,生成可靠的船舶避浅航线。以实现最短航程为目的,建立以避开浅滩区域、控制转弯角度以及减少转向点数目为约束条件的航线设计模型。在模型建立过程中,利用栅格法对船舶航行环境进行栅格化处理,采用人工鱼群算法生成初始航线,结合船舶航行习惯对航线作进一步的优化和调整,从而实现船舶避浅。试验结果表明:与使用经验指导的船舶避浅航线相比,通过该算法生成的航线,符合船舶避浅航线的设计规则,所生成的航线具有经济、可靠的优点。     

烟大线AIS通信网的构建

针对烟台-大连航线水域的自然条件和交通状况，阐述了烟大航线构建AIS通信网的必要性，提出了构建方案，重点分析了AIS管理站应具有的功能和建设中应注意的问题。     

基于深度强化学习的船舶航线自动规划

为解决传统船舶航线规划算法缺少对经验航线的参考及不适用于真实航行需求的问题,提出一种基于深度Q网络(Deep Q Network, DQN)船舶航线自动规划算法,用以在电子海图中提供拟合航道,生成适宜真实航行情况的自动规划航线。这种算法采用当前神经网络和目标神经网络2个二层神经网络结构,达到打乱数据相关性的目的,将智能体的经验存储为经验池,通过随机采样,防止出现局部收敛的问题,实现对未训练的电子海图进行航线规划的功能。通过计算机仿真和实际规划验证,说明该方法可有效实现设计功能。     

AIS在FPSO原油外输作业中的设计应用

为了利用已有设备给提油作业指挥人员提供关键参考依据,提出集成AIS系统的方法。实例分析AIS的数据解码过程,验证集成AIS数据的可行性。对于AIS解码后的GPS定位数据,借助Visual Studio程序开发平台设计C#语言程序,并图形化显示FPSO、穿梭油船和拖轮相对位置关系。设计FPSO与穿梭油船的相对距离计算流程,并划分不同报警等级,实现对危险状态的报警,减轻外输作业关键人员的劳动强度,降低外输作业风险。     

船舶AIS网络通信异常数据修正方法仿真

为提高船舶AIS网络通信异常数据修正效果,设计一个船舶AIS网络通信异常数据修正方法。首先对通信网络异常数据进行分析,然后采用神经网络对异常数据做了数据融合处理,最后采用小波变换方法对船舶AIS网络通信异常数据修正。仿真分析表明,此次研究的船舶AIS网络通信异常数据修正方法能够有效地将异常点恢复到原始点上,证明了所研究的修正方法的有效性。     

基于Bit Fields的AIS报文解析及实现

提出了在PC终端上采用Bit Fields实现AIS数据解析方法。首先分析了AIS数据解析过程的主要特点,重点介绍了该方法的主要步骤及Bit Fields结构定义的注意事项,最后给出了解析实例。实践证明,基于Bit Fields的AIS数据解析具有逻辑清晰、实现简单、解析高效等特点,具有良好的实用价值。     

基于MSVG数据的船舶航线可视化

为改善船舶航线的可视化效果,解决信息丢失、效率较低等问题,提出一种基于MSVG数据的船舶航线可视化方法,根据MSVG和航线的特点,分层组织空间数据,构建可视化框架,阐述其基本原理是从MSVG数据解析、船舶航线经纬度实时读取和航线要素可视化入手,设计并实现船舶航线的可视化.     

蚁群算法和遗传算法结合的航线生成

为在设计航线时获取最优航线,研究蚁群算法与遗传算法相结合的航线生成方法,讨论海图信息离散化、蚁群搜索产生航线初始种群、遗传优化获取最优航线等问题。介绍海图信息网格结构及网格属性计算方法,蚁群搜索航线的策略及信息素的更新,遗传优化航线的各种操作方法,航线辅助生成系统的功能,验证方法的可行性和模型的准确性。