复杂航行环境船舶航行异常监控系统

传统船舶航行异常监测系统,在复杂航行环境下无法对轨迹信号图像作出正确判定,导致船舶航行监测结果与实际航行监测要求偏差较大,影响船舶正常航行安全。因此提出复杂航行环境船舶航行异常监控系统软件设计。利用卡尔曼滤波算法,建立航行轨迹图像数据高帧率采集硬件,获取高清轨迹图像数据;软件功能主要分为轨迹图像信号建模、轨迹图像模型信号的异常处理与异常轨迹像素的平滑提取3部分;通过仿真对比数据,证明提出系统在复杂航行环境下,能够有效提升异常轨迹监测识别率22.34%。     

DSP平台的舰船图像增强系统

针对船舶航行图像对比清晰度较低的问题,设计基于DSP平台的舰船图像增强系统。按照DSP处理框架的执行需求,连接图像采集模块及信息增强电路,完成新型图像增强系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,根据舰船图像的信息管理模式,计算具体的函数增强公式,完成系统的软件运行环境搭建,联合相关硬件设备结构,实现DSP平台舰船图像增强系统的顺利应用。对比实验结果表明,与FPGA图像处理系统相比,应用增强型系统后,雾化度指标数值明显降低,船舶航行图像对比清晰度过低的问题得到有效解决。     

基于视觉传达技术的舰船三维导航系统

为增大舰船导航节点间SKT响应系数的表现实值,解决导航耦合反应能力较弱的问题,设计基于视觉传达技术的舰船三维导航系统。按照三维模型架构中的信息传输需求,连接导航移动端与GIS组件,完成导航系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,提取三维数据库中的舰船航行数据,完善导航系统的实际应用流程,实现系统的软件运行环境搭建,结合相关硬件执行设备,完成视觉传达技术舰船三维导航系统的顺利应用。对比实验结果表明,与传统IBS系统相比,应用新型三维导航系统后,SKT响应系数最大值达到7.86,大幅提升舰船导航节点间的耦合反应能力。     

基于SDN技术的海上船舶现场通信网络架构设计

为了保障船舶在海上环境中的安全航行,增强数据信息传输稳定性,设计基于SDN技术的海上船舶现场通信网络架构。通过SDN定义的方式,搭建船舶通信体系,完成基于SDN技术的通信切换处理。在此基础上,连接船用电子设备,按照一体化通信的拓扑结构类型,选择合适的通信接口电路,实现海上船舶现场通信网络架构的搭建与应用。实验结果表明,与异构型通信网络相比,在SDN技术支持下,通信网络架构能够有效增强海上船舶主机之间的数据信息传输稳定性,保障船舶安全航行。     

云平台下船舶载荷并行计算系统仿真

为充分加强船舶推进系统的负荷承载能力,实现对船舶动力系统的有效维护,设计云平台支持下的船舶载荷并行计算系统。利用VMware云平台基本框架,搭建基础的船舶动力体系环境,再按需连接载荷运行电路与并行处理元件,实现系统的硬件执行环境搭建。在此基础上,设定并行计算所需的目标变量条件,通过外部载荷计算的方式,得到准确的并行数值处理结果,实现系统的软件执行环境搭建。结合相关硬件设备结构,完成云平台下船舶载荷并行计算系统设计。仿真实验结果表明,与耦合型计算系统相比,云平台支持下的船舶载荷并行计算系统,能够精准确定船体推进系统的负荷承载能力,具备合理维护船舶动力系统的实际应用能力。     

基于虚拟现实的舰船工作状态智能监测系统

舰船工作状态监测是提升海上战力的关键,但是舰船设备种类、结构的复杂化,导致工作状态监测通信时间延迟较长,无法满足现今舰船稳定航行的需求,应用虚拟现实技术设计新的舰船工作状态智能监测系统。设计系统硬件包括数据处理板单元、管理板单元与通信链路单元,软件包括虚拟现实场景搭建模块、交互界面模块及其状态监测与报警模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了舰船工作状态智能监测系统的运行。实验数据显示:应用虚拟现实技术后,用户能够实时与平台进行交互,缩短了通信时间延迟,充分表明了设计系统具有更好的应用性能。     

大型舰船穿越海上桥梁过程安全性远程监测方法分析

为了提高大型舰船横穿桥梁时,其远程监测的有效监控范围,设计提出了一种基于舰船轨迹分析的新型安全性远程监测方法。建立固定坐标系和舰船航行坐标系,根据舰船航行重心G,明确船舶航迹及船位,通过三维点云数据提取技术,提取航迹特征值,根据聚类计算结果,求取船舶未来过桥时的有效路径及间距,建立远程传输通路和后台分析模块,通过知识库内预设的逻辑处理分析程序,对当前船舶轨迹特征信息和预设轨迹特征信息进行测评,实现舰船安全性远程监测。实验数据显示,该方法在顺向风流环境下,对舰船安全性远程监测有效监控范围提高了29%,说明该方法确实可以提高远程监控的有效监控范围,具有明显优势性。     

无线网络的舰船柴油机故障远程诊断

柴油机是舰船核心动力设备,影响着舰船安全航行。柴油机作业环境复杂,易发生运行故障。在舰船设备管理中有必要引入无线网络建立起柴油机故障远程诊断系统,在最短的时间内对故障状态进行远程诊断,快速修复故障。本文提出无线网络环境下的舰船柴油机故障远程诊断系统设计方案,通过优化系统硬件设备配置、建立故障数据库、采用BP神经网络处理数据,为远程诊断提供数据支撑。仿真实验证实,本系统能够快速、准确诊断出柴油机故障原因。     

舰船航行状态信息集中监测系统的研究与设计方法

舰船航行状态信息复杂度逐渐提升,为舰船航行状态信息监测带来了极大难度,现有系统已经无法满足舰船稳定航行的需求,故提出舰船航行状态信息集中监测系统的研究与设计方法。设计舰船航行状态信息集中监测系统硬件单元包括ADMA型惯导单元、FPGA选型单元与CAN通信单元,软件模块为CAN通信模块、惯导数据解算模块与航行状态信息存储模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了舰船航行状态信息集中监测系统的运行。实验结果显示:与现有系统相比较,设计系统响应时间更短,角度平均误差较小,充分证实了设计系统信息监测效果更好。     

基于VR技术的船舶航行仿真系统设计

传统船舶仿真系统不能在短时间内完成航行数据的识别及转发处理。为解决上述问题,设计基于VR技术的新型船舶航行仿真系统。通过层次逻辑结构设计、仿真拓扑结构设计2个步骤,完成新型系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,通过VR交互程序设计、航行传输协议设计、仿真数据库设计3个步骤,完成新型系统的软件运行环境搭建,实现基于VR技术船舶航行仿真系统的顺利应用。模拟对比试验结果表明,与传统系统相比,应用基于VR技术船舶航行仿真系统后,航行数据识别及转发处理时间均得到一定程度降低。     

基于LoRa技术的船舶航行环境智能监测系统

传统船舶航行环境监测系统无法将异常数据识别与动态实时预警相关联,导致系统识别过程与预警输出之间存在时间误差。为此,提出基于LoRa技术的船舶航行环境智能监测系统。基于LoRa技术创建系统框架,重构系统硬件,在此基础上,结合LoRa技术传输特征,对航行数据进行LoRa协议特征优化,同时,对航行状态输出阈值进行动态调整,实现LoRa网络下监测数据的实时共享。实验结果表明,提出设计的监测系统,能够有效缩短数据输出时的误差量,且满足实际应用技术要求。     

新型舰船离心泵状态监测系统的Labview仿真优化设计

船舶管路系统在实际运行的过程中,受其自身原理与外部因素的影响会出现振动噪声,而振动会向其他的相连结构传递,从而对其他设备产生连锁影响,带来诸多负面影响。离心泵这一机电设备在新型舰船行驶中发挥着重要的作用。通过对离心泵状态的合理监测能够确保船舶的安全航行。通过Labview软件与船载离心泵的传感器系统的相互结合,即可实现对离心泵工作状态的实时监测。为此,本文设计的新型舰船离心泵状态监测系统具有很大的应用价值。     

船舶避碰中灰色数据挖掘研究

随着海洋运输业的发展,航行在海上的船舶数量越来越多,船舶避碰系统成为保障船舶航行安全的必要设备之一。现有的船舶避碰算法有基于视频图像帧数据的、红外传感器设备采集数据的,也有利用知识发现及大数据挖掘技术对船舶航行轨迹及碰撞规律进行分析,对船舶航行进行辅助指导。本文研究船舶避碰中的灰色度数据挖掘技术,并根据实际的应用数据建立灰色度数学模型,最后对本文的船舶避碰算法进行仿真,与传统算法进行比较分析。     

无线网络的舰船航行环境信息实时采集

舰船航行环境非常复杂,对舰船航行环境信息实时采集对提升舰船航行安全性具有重要意义,同时也为实现舰船的无人驾驶提供重要基础。本文提出一种基于ZigBee无线传感网络的舰船航行环境信息采集系统,阐述ZigBee无线传感网络3种拓扑结构的原理,并分析ZigBee无线传感网络协议体系,构建舰船航行环境信息实时采集系统的整体架构,重点设计无线网络传感器节点,阐述系统的软件模块的功能,并使用系统对海水盐度及浪高进行测试,证明系统可以有效使用Zig Bee无线传感网络对船舶航行环境信息进行测量,系统具有较高的稳定性和准确性。     

基于大数据驱动的船舶航行轨迹异常检测研究

船舶安全航行是航海领域重点关注的问题之一,为此研究基于大数据驱动的船舶航行轨迹异常检测方法。该方法利用不同类型传感器获取船舶航行大数据,然后使用船舶观测大数据相似度方程计算船舶航行大数据之间的相似度,得到来自同一船舶的航行大数据;再利用大数据驱动技术中的聚类方法建立船舶正常轨迹模型,获取船舶航行正常轨迹;依据船舶航行正常轨迹,利用大数据驱动技术内的Spark Streaming数据实时计算框架,通过计算船舶航行轨迹点与实际轨迹采样点之间的距离、航向角等,得到船舶航行轨迹异常检测结果。实验结果表明,该方法获取船舶航行实际轨迹精度较高,可有效检测船舶航行轨迹异常,具备较好的应用效果。     

基于统计数学理论的舰船航行轨迹建模研究

轨迹建模对舰船航行安全具有重要的意义,为了解决当前的舰船航行轨迹建模准确性低,以及建模时间长的难题,以获得更加理想的舰船航行轨迹建模结果为目标,设计了基于统计数学理论的舰船航行轨迹建模方法。首先对舰船航行轨迹建模原理进行分析,建立舰船航行轨迹建模的数学模型,然后引入统计数学理论中的机器学习算法——BP神经网络对舰船航行轨迹进行建模,最后采用具体舰船航行轨迹数据进行了性能验证性测试。结果表明,相对于当前经典舰船航行轨迹建模方法,本文方法的舰船航行轨迹建模效果更优,获得了高精度的舰船航行轨迹建模结果,缩短了舰船航行轨迹建模时间,是一种高精度、高效率的舰船航行轨迹建模方法,具有一定的实际应用价值。     

船舶机舱危险行为智能视觉监控系统

为实现对船舶舱室的智能化管理,设计船舶机舱危险行为的智能视觉监控系统。在ZigBee监控框架中,按需连接智能复位电路和视觉服务器,完成监控系统的硬件运行环境搭建。根据Linux监控内核的移植标准,连接视觉服务器获取的监控数据,完成监控系统的软件运行环境搭建,结合所有硬件执行设备,实现船舶机舱危险行为智能视觉监控系统的顺利应用。对比实验结果表明,在特定指标环境下,应用智能视觉监控系统可在最短时间发现船舶机舱内的危险行为,并对其进行精准的定位监控,有效解决现有技术手段在船舶舱体智能化管理方面存在的问题。     

舰船动力系统的鲁棒性控制器研究

为了更好地保障船舶航行安全,对舰船动力系统的鲁棒性控制器进行研究,通过对船舶动力系统的控制器硬件配置结构进行优化,并规范船舶航行鲁棒性数值。进一步结合PWM协调控制策略对船舶动力系统鲁棒性数值进行规范,并根据规范标准进一步对船舶控制器运行步骤进行简化处理,以实现对舰船动力系统的鲁棒性控制器的合理优化。最后通过实验证实,本文提出的舰船动力系统的控制器在实际应用过程中具有更高的鲁棒性,控制效果也相对更佳,充分满足研究要求。     

物联网感知层查询树算法在舰船避碰系统中的应用

为解决传统船舶航行避碰效果不佳的问题,对物联网感知层查询树算法在舰船避碰系统中的应用情况进行分析。通过对舰船避碰系统结构框架进行分析,采集船舶航行参数及船舶最佳航行路线。基于参数采集结果,进一步对舰船避碰系统中的物联网感知层查询树算法性能进行优化,实现对舰船避碰系统的有效控制,保证船舶航行安全。最后通过实验证实,物联网感知层查询树算法在舰船避碰系统中的应用,对船舶航行具有更加精确有效的控制效果,充分满足研究要求。     

基于Web的舰船动力定位控制开发

随着人们对海洋资源的深入开发,在舰船的动力定位系统中,需要实时采集并处理船舶的运动状态数据,并通过计算机的处理,从而实现对船舶姿态的快速调整。本文主要介绍了船舶动力定位系统的组成结构,然后基于Web系统,对舰船的动力定位系统进行变频控制,通过动力定位主动克服了舰船动力定位时的扰动误差,在遇到恶劣的航行环境时,能够显著增强动力定位的效果,使得船舶的航行更加稳定。通过结合Web技术,船员能够利用以太网络进行数据的实时传输,非常便于快速搭建监控网络,从而实现对整个船舶动力系统的控制。