船舶认知无线通信网络跨层安全架构研究

为使船舶主机在行进过程中的通信安全性得到有效保障,研究船舶认知的无线通信网络跨层安全架构。通过划分通信数据安全等级的方式,评估数据信息的跨层传输风险,分析船舶认知无线通信网络安全需求。完善无线通信网络底层拓扑结构,根据通信数据传输协议,确定网络访问安全机制,实现无线通信网络的跨层安全架构搭建。实验结果表明,该架构体系能够保障船舶主机的通信安全性,提高通信数据波信号传输强度。     

基于北斗技术的海上安全与通信系统

以北斗卫星导航系统为基础架构,自主研发我国的海上安全与通信系统,以更好地保障海上生命和财产安全,掌握核心安全数据信息,及时有效地应对重特大突发事件,实现时间域、空间域和数据域的三维信息通信与交互,为船舶提供全时域、全海域的高保密性以及连续可靠的通信、导航和监视服务。系统通过融合北斗导航定位系统和卫星增强系统两大资源,采用卫星无线电测定业务收发扩容技术、模块化开放式系统架构设计和基于北斗技术的海上安全与通信机制等关键技术,构建基于北斗技术的全球海上安全与通信体系。系统可实现全球海上遇险与安全通信、海上安全信息监控、区域选择性海上安全信息播发与接收、特别业务及海上常规数据通信等功能。开发该系统对提高船舶航行安全性、加强安全数据监控、保障海上生命和财产安全具有重要的战略意义。     

高损耗节点定位技术在船舶通信网中的研究

随着当前航运事业的迅速发展,对船舶海上作业的安全和效率提出了更高要求。在船舶的航行过程中,网络系统中节点的选取和定位对船舶航行的稳定和安全产生直接影响。为了更好的对船舶通信网络进行研究,保障船舶可在复杂环境下高效准确的进行信息传输和获取的通信功能,基于高损耗节点定位技术对远距离船舶通信网络分布特点进行研究和设计,从而达到降低信息传输干扰,提高船舶网络通信准度和速度的设计目标。为验证该方法的可行性进行了实验检测,实验结果证实,该方法可有效降低外界干扰,提高通信网络节点通信强度,以便在较为复杂的情况下仍能保持船舶移动通信的稳定性和准确性,保障船舶通信系统的正常运行。     

基于IPV6协议的海上移动通信网中SDN的数据转发技术研究

海上船舶移动通信是指船舶电台之间、船舶与基站电台之间的通信,目前应用范围最广的海上移动通信方式是VHF天线,尽管VHF具有成本低、结构简单等优点,但同时存在着信号传输质量差、抗干扰能力差等问题,因此,有必要对海上船舶的移动通信网络进行升级。IPV6协议是新一代网络通信协议,本文基于IPV6协议,研究船舶移动通信网络中SDN网络体系架构,并重点研究了通信网络的报文格式和数据转发等技术,对改善海上船舶移动通信网络的通信质量、抗干扰能力、数据传输能力有重要意义。     

网络优化调度算法在船舶大数据通信中的应用

我国常用的船舶通信网络技术难以满足当前持续增长的海量信息量数据通信需求,易造成信息传递延时问题,严重影响船舶航行安全。因此结合网络优化调度算法对船舶通信系统进行分析和设计,以达到提高船舶网络信息通信质量和网络通信的传输速率,有效保障船舶航行安全的目的。为检验网络优化调度算法对船舶网络通信的实时性影响,对应用于船舶通信网络系统中常见的延时问题进行实验检测,以此考察在交换式船舶通信网络通信效果。数据检测结果表明网络优化调度算法可有效提高船舶通信效果,有效解决网络信息传输延时问题,满足船舶在航行过程中对网络通信的实时性需求。     

大数据挖掘在船舶通信网络安全预警中的应用

为了缩短船舶海上航行过程中通信网络安全的预警时间,确保船舶航行的安全性,提出大数据挖掘在船舶通信网络安全预警中的应用。利用数据采集工具包中的采集函数,设计船舶通信网络安全数据的采集流程,完成船舶通信网络安全数据的采集;基于船舶通信网络安全预警模型的构建过程分析,完成船舶通信网络安全预警模型的建立;最后通过船舶通信网络安全预警流程设计,实现了基于大数据挖掘的船舶通信网络安全的预警。仿真实验结果表明,基于大数据挖掘的预警方法相比基于态势感知的预警方法,发出预警信息的时间更短,具有较高的预警能力。     

嵌入式船舶操作系统通用软件架构设计

为避免船舶在海上航行时遭遇严重危害,设计基于嵌入式技术的船舶操作系统通用软件架构。通过嵌入式技术构建具备网络传输功能的服务端,并采用远程终端向嵌入式处理器发出控制指令,实现船舶操作系统远程控制;在远程终端中搭建包含嵌入式资源层、模块支持层、操作系统层以及应用层的分层通用软件架构,远程终端从嵌入式处理器中获取硬件资源数据,传输至模块支持层与操作系统层中依次进行存储与管理,并将处理后的数据传输至应用层进行控制。在应用层经PID航向控制器、舵角随动等控制后,传输至显示界面显示给操作人员,实现船舶操作控制。经实验验证：该系统可在恶劣海洋环境下精准实现船舶航线控制,规划最佳航行轨迹;还能够精准控制船舶航行速度,使船舶按照理想速度运行。     

基于无线局域网中船舶自动识别通信平台设计

随着现代航运业的发展,国与国之间的海上交流愈加频繁,海上自动识别系统成为保障各国海上安全航行的关键。基于雷达及APRA的传统识别系统技术,识别效率较低,不能满足现代航海需求。计算机网络及数字通信技术的发展,基于AIS的船舶自动识别系统成为其发展方向。本文研究现有的AIS系统,结合海上无线局域通信网络,设计基于无线局域网的自动识别通信平台,实现船舶与监控中心的高效连接。     

船联网数据分发的路径时延模型研究

近年来由于信息传输时延问题导致船舶航行事故频发,为减小船舶航行安全事故发生的概率,对船舶航行过程中数据分发路径传输时延问题的有效处理成为当前亟待解决的问题,逐渐受到了广泛关注。在船联网数据分发通信过程中,需要通过多层网络对不同船舶的通信状态进行传输和接收,由于舰船数据分发网络路径的结构层次复杂,且易受到外界因素干扰,信息传输频率不同,造成信息传输特征存在延时、错误等问题,会对通信效果造成不良影响。因此,针对船联网数据分发的路径时延模型进行研究,提出采用信息重排的网络性能优化算法对船舶数据分发向量进行重新排列,以便提高数据集成优化程度,实现网络数据分发路径成优化评估信息,保障信息传输质量。为检验该方法的有效性和灵敏度,分别进行数据分发延时检测实验和误差检测实验,实验结果证实基于信息重排的网络性能优化算法设计的船联网数据分发的路径时延模型信息传输性能及抗干扰能力均优于传统方法,有较高的参考价值。     

基于碰撞风险特征的海上平台保障体系研究

随着全球海洋油气勘探开发的迅速发展,海上油气平台不断涌现,为保障海上平台与船舶的安全,对海上平台通航安全保障体系的研究迫在眉睫。基于海上平台通航安全保障体系尚未有统一的国际或国内标准,且不同水域的海上平台对船舶安全航行构成的危险程度各异,本文基于海上平台事故数据,利用安全保障理论、船舶操纵理论分析船舶/平台碰撞的风险特征,进而分析相关保障设施建设需求,并在此基础上进一步提出船舶/平台通航安全保障体系架构,可为海上平台的通航安全保障提供参考。     

水下航行器运行系统的SysML模型设计

为在嵌入式水下航行器运行系统中,快速提取舰船通信关系维护所需的传输数据信息,增强通信信息传输稳定性,设计水下航行器运行系统的SysML模型。借鉴民机研制经验,以导航传感器作为核心应用设备,构建必要的导航数学模型,分析水下航行器运行系统的组成特性。定义船舶航行数据,通过构建语义映射关系,确定SysML理念相关的信息扩展能力,实现水下航行器运行系统SysML模型的顺利应用。实验结果表明,水下航行器运行系统SysML模型的舰船通信数据提取速率较快,能够有效增强通信信息传输稳定性。     

基于DGPS、AIS、GPRS的船舶导航与监控系统

为了保障海上人命安全,特别是在能见度不良情况下有效地保障船舶航行安全,综合应用高精度差分GPS定位技术、GPRS数据传输等技术实现了船舶导航与监控系统。该系统具有形势监控、本船监控、他船监控等功能。     

舰船通信数据的动态迁移安全增强方法

为保障船舶通信安全,解决舰船在通信过程中数据受损、信息丢失等问题,对当前舰船通信数据信息安全处理方法进行分析和调查。结合云计算数据处理技术对船舶通信信息加密技术进行优化,通过对数据进行压缩加密减少数据占用资源,避免数据信息受损,保障信息在数据动态迁移过程安全。为验证方法有效性进行了仿真实验。实验表明,通过动态迁移安全增强方法可更好的增强舰船通信安全,有效保障了海上舰船通信数据动态迁移的安全性。     

现代信息技术在船舶通信导航系统中的应用

为避免船舶通信数据的错误传输,延长稳定性航行状态的持续时间,针对现代信息技术在船舶通信导航信息系统中的应用展开研究。借助信息预编码条件,确定与船舶通信导航相关的最大信息似然值解码量,实现现代信息技术的应用特点分析。在此基础上,连接导航基带电路,利用通信数据转换模板,得到准确的信息时延量数值,完成船舶通信导航信息系统设计,实现现代信息技术在船舶通信导航系统中的应用。对比实验结果表明,与传统导频型导航系统相比,新型通信导航信息系统可将船舶通信数据的传输误码率控制在45%以下,能够实现对船体稳定性航行状态持续时间的有效延长。     

船舶实时数据系统的无线传感器网络能耗最优化研究

船舶实时数据系统是以船域网为基础的数据传输网络,对于监测船舶的航行状态、保障船舶的航行安全有着极其重要的作用。无线传感器网络是该系统的重要组成部分,因而如何实现海上无线传感器网络的能量消耗最优化,也是实现该系统的关键之一。本文研究的主要内容是:在满足实时通信时延要求的前提下,如何计算出每个传感器节点所需要的最小传输功率,并提出一种基于单跳的传输估计方法,通过该方法能够有效计算出所需的最小功率,仿真证明该方法的可行性。     

基于软件定义的海上异构网络信息传输技术

软件定义网络技术将网络控制与数据转发功能分离,并采用软件定义的方式实现了网络的灵活重构和敏捷管理,已成为新型网络架构发展的主流方向。针对海上通信手段异构多样、网络拓扑复杂多变、信息传输流程与协议灵活适配的应用需求,提出一种基于软件定义的海上异构网络信息传输的网络结构、互连模型、路由机制、数据转发控制方法和技术架构,并对其关键技术进行了研究。     

GMDSS的定义看通信在海上安全中的关键作用

全球海上遇险与安全系统（GMDSS）是在现代无线电通信技术的基础上，适应海上搜救的需要而建立起来的搜救通信系统。遇险船舶能通过此系统迅速发出报警信号；岸上的搜寻当局以及遇险船舶和遇险人员附近的其它船舶，通过此系统能迅速接收到遇险报警，以便进行协调搜救援助。提供紧急和安全通信并播发航行警告和气象警告，气象预报及其它紧急安全信息等海上安全信息。无论船舶航行在哪个海区，都能够完成对本船和航行在同一海区的其它船舶的安全具有重要性的通信功能。因此，GMDSS对海上船舶安全起到关键作用。     

发信台通信技术的发展展望

文章叙述了如何有效地利用有限的通信资源来提供高速、可靠的信息传输,确保通信畅通,为海上船舶的航行安全提供必要的信息服务。     

基于计算机网络的船舶航行信息传输系统

船舶在水上航行的过程中,需要与驳岸保持信息互通,将自身的位置、航速、航向等信息,实时发送给岸上的控制中心,以便控制中心对船舶进行管理。为确保船舶航行信息传输的稳定性与可靠性,应当依托强大的计算机网络和先进的通信技术,构建起一个功能强大、性能完备的船舶航行信息传输系统,利用该系统实现重要信息互传。要求系统能够对舱内设备、仪器仪表以及气象海况等重要信息进行采集,以便船员能够获得航行中所需的信息。     

基于CAN冗余的船舶数据采集与远程监控系统

为增强船舶安全,实现船舶远程监控管理,结合嵌入式与船岸通信技术,基于TMS570实现船舶数据采集以及SIM808实现数据远程通信,设计了船岸通信数据的通用格式,并采用CAN冗余的方式增强船舶数据采集稳定性,提出一种船舶数据采集与远程监控方案。本系统经过测试,性能稳定可靠,对于船舶数据采集、远程监控和大数据平台具搭建有一定参考价值。