基于北斗短报文与4G的内河船载智能终端船岸通信技术

针对我国部分内河流域存在4G信号覆盖盲区,尤其位于山区航道的4G信号覆盖盲区,导致内河船舶通信应用受到限制、关键时刻可能没有信号等问题,在4G信号覆盖区内以4G通信为主,通过4G通信与岸基进行信息的双向传输;在4G信号盲区内,切换成北斗短报文通信,以保证内河船舶航行过程中通信的连续性。经过多次测试验证,该技术可实现内河船舶在航行过程中与岸基的无间断通信。     

基于虚拟现实技术的船舶航行环境仿真系统

在影响船舶航行安全的诸多因素中,水文环境是重要因素之一,无论是航行在海域还是内河航道中的船舶,都会受到水文的影响.风浪与海流是影响船舶在海域中安全航行的主要因素,而在内河航道中,航行环境主要受到不良的通航水流条件及航道条件影响,正常水位时,船舶的航行不会受到影响,而枯水期和洪水期时,航行事故会显著增多.为使驾驶员能够识...     

红外视觉检测技术在内河船舶助航系统的应用

红外视觉显示技术已经在许多领域获得广泛应用,红外技术能够显著增强检测系统在夜间的应用能力,本文的研究对象主要是内河船舶航运系统,该系统对于整个航道的管理起着非常重要的作用。文中对内河船舶的运动特征进行数学建模,通过分析其航向特点,增强助航系统的控制能力,同时采用红外视觉检测技术,可以在夜间对船舶的航行状态进行监控,并通过助航系统实时显示出来,大大增强了系统的可用性。     

基于船舶–流场耦合作用的内河航段船舶航行虚拟辅助驾引

[目的]为进一步提高船舶航行的安全性,对船舶辅助驾驶决策相关内容开展研究。[方法]针对选取的两段内河典型航段,基于实时数字航道流场信息,考虑航行规则约束,模拟船舶–流场耦合作用下的复杂流场航段虚拟辅助驾引。模拟南京和东流航段的虚拟辅助驾引,给出相应的安全驾驶方案,在航行过程中对船舶速度、位置和航向等信息进行实时追踪。[结果]仿真结果表明,基于Fluent二次开发的船舶–流场耦合作用的算法可有效解决船舶多自由度运动耦合和船舶–流场多物理场耦合的解耦问题;遇见弯道或分汊时,操小舵角长距离航行可以在避免降速和较大横移的同时实现船舶的安全航行。[结论]该算法可以有效对接数字航道流场信息,开展复杂流场环境下内河航段船舶航行的过程模拟,结果可为内河航段船舶智能航行决策提供数据支撑。     

内河AIS与VTS的信息融合技术研究与仿真

船舶交通管理系统(VTS)在提高船舶航行效率、保障船舶航行安全等方面具有重要作用。传统的船舶交通管理系统采用雷达等传感器作为基本检测手段,受到雷达探测距离和精度等技术条件的限制,在船舶定位、导航等方面存在一定的缺陷。随着互联网技术和信息融合技术的发展,雷达探测器与船舶自动识别系统(AIS)相结合的船舶交通管理系统成为研究的热点。船舶自动识别系统(AIS)结合了信息技术、互联网技术和通信技术,对船舶的航向、航迹、航速等信息采集和处理,并利用VHF发送给信号覆盖区域内的其他船只。本文针对我国内河航运船舶的交通管理系统,研究了AIS与雷达信号的信息融合算法、航迹关联算法等,对提高内河船舶交通管理系统的性能有重要的作用。     

影响内河航道通航的若干因素分析

本文说明了船舶在内河航道中正常航行时，影响通航条件的软硬件因素，并通过分析给出了改善通航条件的相应对策。     

山区航道定位数据特性分析及航迹融合纠偏*

实现船舶精确定位及航行状态远程实时监控,不仅对船舶的安全生产和任务执行情况做到实时跟踪、监管,还可通过航行轨迹回放协助事故追责及为船舶本身提供安全导航与避碰服务。通过采集大量山区航道中船舶接收北斗、GPS定位信息,分析数据特征,提取了速度、航向特征;综合两种定位方法的优点,提出了一套完整的信息融合方案,实现北斗、GPS定位信息的航迹融合纠偏。为内河山区航道船舶安全航行和监管通过了可靠的定位数据源。     

内河船舶避碰决策智能优化研究

针对内河船舶航行及内河航道的诸多特点,分析影响内河船舶碰撞危险的各种因素,建立内河船舶碰撞危险度的评判模型;重点对内河船舶避碰决策及优化展开研究,系统化描述保证船舶安全、经济航行的多种条件,提出相应的避碰决策模型,并在此基础上拟应用优化理论展开探讨。     

船舶下行过弯船位摆置方法数值计算

随着船舶大型化发展,越来越多的海船进出内河航道,然而我国内河弯曲航道宽度有限,加上受弯曲航道扫弯水的影响,大型船舶在内河弯曲航道航行潜在一定风险。船位摆置决定了航行于航道中的船舶能否顺利过弯,在长期航行实践中,主要采用“挂高取矮”这一经典过弯航法。目前,国内外对船舶过弯时船位摆置的量化研究较少,驾引人员大多只凭借经验,并不能根据实际水流条件,准确判断船舶过弯时应摆置的船位。因此,基于“挂高取矮”航法,建立船舶过弯船位摆置数学模型,通过Matlab分别对过弯船舶横移量和航迹带宽度与偏航角和横流的关系进行数值计算,量化研究船舶船位摆置方法。结合尹公洲弯曲航道,利用船舶操纵模拟器进行仿真模拟,仿真结果与数值计算结果基本一致,表明数值计算结论可信,且具有一定工程应用价值。     

分布式海上AIS通信与监控平台设计

自动识别系统(AIS)是当前常见的助航设备之一。通过AIS船舶能够向周边水域的船舶或管控中心通报自身的位置、速度、航行等信息,并能够实现相互的通信协作,大大提高了船舶航行的安全水平,是当前港口管理、航道管制等业务必不可少的系统之一。然而,传统的AIS在使用过程中采用网络点对点的通信方式,中心化的组网模式大大降低了通信效率和消息协作的效能。为解决这一问题,本文提出一种分布式海上AIS通信与监控平台,研究该平台的架构和工作方式,同时设计相应的控制算法和通信协议,为进一步完善AIS系统提供依据。     

内河弯曲航道凹岸取水口处船舶安全横距计算模型研究

依据船舶通过内河弯曲航道运动规律，考虑取水口对船舶航行的影响特点，以某工程实例为研究对象，建立船舶通过内河弯曲航道凹岸取水口处安全横距计算模型。为保证船舶安全通过弯曲航道中取水口所导致的横流区域提供依据。     

基于雾计算的航道流场实时态势感知

参照雾计算的基本原理,通过对传统航标进行技术改造,应用物联网、雾计算技术,能够使其成为提供新型服务的海上通信基础设施之一。基于雾计算的航道流场实时态势感知,通过雾计算接入网(Fog Radio Access Networks,F-RAN),整合新型航标、物联网设备、附近水域的航行船舶等集群节点的可用计算资源,对分布式传感器的大量数据进行实时计算,生成航道附近水域流场的通用态势图,特别是可能出现流切变、横流较大等重要航段的流场数据,实时发布给附近水域航行的船舶,以提前做好预判并采取适当的操纵应对措施,保障航道内的航行安全,提高船舶航行安全系数。     

内河船长通告信息服务的研究

由于内河航行的情况复杂,为内河航行的船舶的船长或驾驶员提供船长通告信息也成为各国内河航运管理部门最为关切的重要问题。文章结合长江内河导航信息服务的特点,以长江数字航道与智能航运示范工程为实际环境,对中国内河船长通告信息服务的内容和模式进行了探索性研究。     

内河船舶无线远程监测嵌入式控制器研制

目前,航运公司和海事监管部门对内河航行船舶设备工况还缺少有效的监测手段,难以遏止内河航行船舶的水上交通事故。在研究嵌入式系统、无线接入技术和网络技术的基础上,研制了一种适用于内河船舶的无线远程监测嵌入式控制器;该控制器成功应用于实际船舶,获得良好效果,解决了内河航行船舶与航运公司、海事监管部门的实时信息交互问题,增强了内河船舶监管的科学性,提高了内河船舶航行安全管理水平和事故应急处理能力。     

背景纹理模型在海面舰船目标检测中的应用研究

随着我国海洋贸易的快速增长,各种用途的船舶航行在广阔的海洋上,船舶的分工用途也越来越复杂,在船舶的航行安全领域,往往需要人工对水面的船只进行不间断的监测,这大大增加了航运成本。为了有效提高船舶的航行安全,改善航道的使用效率,本文提出了基于背景纹理检测的船只目标检测算法,通过传感器设备,计算机能够自动将背景和目标船只进行分离,然后结合噪声优化算法,有效提高了船只的检测效率。尤其在复杂的背景环境中,舰船目标的检测也变得更加容易。文末对该算法的保真度和杂散检测能力进行仿真,并通过分析仿真曲线,提出一些改进措施,以提高模型的检测效果。     

关于河船冒雾航行的对策

船舶航行的安全问题一直是船舶驾驶员最关心的问题,它直接关系到国家的财产和人们的生命安全.船舶在内河航道行驶,由于受到雾、水深、航道窄、船舶密度大等因素的影响,发生船舶搁浅、碰撞等事故屡见不鲜.本文作者就内河船舶在有雾的情况下,驾驶员冒雾航行的原因及对策进行了分析和探讨.     

内河航道标牌配置灯光探讨

航道标牌用文字和图形符号传递特定的航道信息,引导船舶安全有序地航行,具有现行内河各类航标不可取代的助航属性,早已成为我国内河航道船舶安全航行和航道管理不可缺少的航道设施,其助航的实际价值,得到了人们的充分肯定。近年来,随着创建国家级文明样板航道和现代航道整治建设工程项目陆续开展,航道标牌的作用和地位开始倍受人们的关注。但由于国标GB5863—93除了对指路牌的外形尺寸作了简单的规定外,对其它标牌并无明确规范,因此现有的标志牌大都是同公路标牌一样为反光材料所做,夜间均不发光,白天视觉效果较好,夜间却不能发挥效益,为了方便航员,充分发挥航道标志牌的作用,笔者认为内河航道标志牌配置灯光很有必要。     

内河航道发光标牌应用研究

内河航道标牌是以形状、颜色、图案和文字向所有过往船舶提供管制、警告、指引功能的助航设施。航道标牌不仅仅是保障船舶航行安全,提高内河航道服务能级的重要组成部分,也是打造综合交通运输体系,提升城市品牌形象战略性资源的有益补充。白天阳光充足照度下,标牌都具有良好的可视距,容易被发现和阅读,而夜晚低照度下,航道标牌可视距不足,部分或全部丧失了它的作用。文章以苏州内河航道为例,基于夜间可视距调查分析了苏州苏西线五福桥段航道标志牌建设中发光标牌设置的必要性。结果表明,在内河航道上设置发光标志标牌,可大大提高夜间可视距,更容易被船舶司乘人员发现和阅读,保障了船舶航行安全。     

Visual analysis semantic label method based on navigation logic division北大核心CSCD

[目的]旨在探索处理内河实船数据、提高其可理解性和辅助研究识别船舶行为的新方法。[方法]通过构建航行逻辑层级和划分时序数据获得船舶行为的语义标签,设计航行逻辑可视化分析系统,将船舶航行状态与数据可视化相结合,辅助分析数据及研究船舶行为特征。最后,依托数字航道,选择船舶行为复杂的内河航道工作船的数据进行实例检验,利用所提系统分析异常数据并研究船舶行为。[结果]通过航行逻辑的交互可视化,可有效确定无规律的位置跳动异常数据产生的原因及特点,帮助进行异常数据处理,并经过定性分析特征和定量分析阈值,划分出了靠泊与直航状态数据,进一步丰富了船舶行为语义标签。[结论]结合船舶行为语义标签设计的可视化分析系统,通过人机自由交互,提高了数据的可理解性,可辅助异常数据分析处理及船舶行为研究,为数据分析人员提供研究工具。     

AIS船舶监控系统在引航中的应用研究

为提高船舶行进过程中的安全性,合理规划行进路线,本文对AIS船舶监控系统在引航中的应用进行了研究,通过AIS自身的功能,实时更新船舶航行的位置信息,确定船只行进的轨迹,实现船只的轨迹追踪,根据其追踪的轨迹,确定其行进过程中是否发生偏离,通过获取其他航行船只的轨迹图,将不同的轨迹路线进行对比,选择其中最优方案。通过实验研究,论证本文的应用方法具有客观的可行性,能够实现船只行进过程中的安全保障,减少航行过程中偏离轨道的情况的发生,合理规划行进路线。