基于GPRS和电子海图的船舶导航与监控系统

为了有效地保障船舶在受限水域及能见度不良情况下的航行安全，综合应用高精度差分GPS定位技术、GPRS数据传输及处理技术、电子海图显示信息系统技术、计算机网络技术、图象处理技术、ORACLE数据库管理技术等6项高科技实现了船舶导航与监控系统，该系统具有航线设计、船舶导航、航行记录、航行再现、岸上监控、码头泊位管理、引航作业管理、海图管理、海图改正、海图作业、打印、信息查询等功能。用摄像头定时拍摄驾驶台分罗经，对拍摄到的图片进行图象处理。将获得的船舶航向与GPS船位通过串口送入船上笔记本电脑进行叠加显示，笔记本电脑将本船信息、引航员信息经压缩编码后通过GPRS网络送入ORACLE数据库并通知与服务器连接的各个监控终端，保证与之连接的监控终端同步显示。     

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。     

信息融合下船舶导航界面交互性设计

为了更好对船舶航行过程中对船舶航行状态及外界航行环境进行有效展示,针对当前船舶导航图像质量不佳等问题做出优化。结合信息融合技术对船舶导航界面交互结构实现了优化设计,通过采集船舶航行环境特征,并针对船舶航行姿态信息快速选取导航路线并传输信息。借鉴功能显示器进行船舶航行交互设计,构建相对更加清晰准确的展示船舶航行状态和导航路线。结合OpenGL图像处理技术进行图像设计和导航线路的显示控制,并结合Windows CVA平台实现对船舶导航图像的界面展示和导航路线的调整,提高船舶导航界面交互性能。最后通过实验证实,信息融合下船舶导航界面交互性设计方法在实际应用过程,具有更高的实用性,充分满足研究要求。     

基于物联网技术的船舶高效调度系统

船舶的定位和调度系统包含船舶位置、航行状态、航线交通状况和船舶通信等信息,对提高航运物流水平、应对海上突发事故和船舶导航等方面有重要意义。随着通信技术、无线网络技术和自动化技术的发展,船舶调度系统需要进行技术升级。本文主要结合新兴的物联网技术和AIS技术,对传统的船舶调度系统进行优化,提高了船舶调度系统的自动化水平和工作效率。     

船舶通信终端远程导航监控算法研究

传统的船舶通信终端远程导航监控算法,监控结果准确率低,无法满足现代船舶业提出的要求。为解决上述问题,研究了一种新的船舶通信终端远程导航监控算法,利用GIS定位技术提取船舶运行参数,并将监控到的数据融合到一起,通过CAN总线压缩编码,传给中心系统,再利用简化处理完成整个监控计算过程。为验证研究的监控算法效果,与传统监控算法进行实验对比,结果表明,给出的监控算法计算结果准确率远远高于传统的监控算法,为检修工作提供强大的技术支持。     

基于GPS-GSM船舶监控系统服务器设计与实现

船舶监控是利用定位技术,对监控船舶的航行状态通过移动终端传送回监控终端。本文将GPS技术和GSM技术相结合,应用于船舶监控系统的服务器设计中,在设计中本文首先架构整个系统,并对系统的功能模块进行阐述。     

船舶动态多速度点的数值模拟研究

为了保障船舶安全,要求船舶沿航行线路稳定航行,当前船舶航运事业不断发展,船舶航行速度受环境、天气、洋流等多种不确定因素的影响,因此当前对船舶动态速度的研究仍存在较多困难,难以对其进行准确计算,易导致船舶航行晚点甚至超速碰撞等问题。基于上述原因提出结合水面微幅运动动力分析的方法对船舶动态多速度点数值进行模拟研究,对船舶的航行速度和水流速度进行综合分析和数值模拟,对湍流模型进行设计和计算,并将结果与实际检测数据进行比较,以便对该算法的准确性进行检验。最后通过仿真实验结果证实,该算法对船舶动态多速度点的数值模拟研究效果较好,计算与船舶的实际航行速度检测结果基本吻合。由此证实通过利用水面微幅运动动力分析法对复杂船型流动速度问题进行研究,可有效对航线阻力、伴流等问题,以便对船舶动态多速度点数值进行准确计算,并及时给出与船舶运行实际情况相一致的结果,以保障船舶安全航行。该方法为船舶航行速度优化计算方法提供重要的参考依据。     

5G通信技术的船舶航行状态远程监测系统

5G移动通信即第五代移动通信技术,具有更灵活、更高效的组网方式,同时其数据传输速度相对于上一代通信技术有了突飞猛进的发展。近年来,船舶移动通信技术不断发展,为了满足对海域内船舶的有效监控,采集船舶的航行状态信息,进而提高船舶的监管水平。本文率先将5G移动通信技术与传统的船舶远程监控系统相结合,设计了一种基于5G通信的船舶航行状态远程监测系统,并详细介绍了该监测系统硬件、软件组成和5G通信模块原理。     

高转速导航雷达远程终端系统设计

船载高转速导航雷达的性能良好,可以在短时间内对舰船周围的目标进行探测,并获取高精度的目标数据,同时可能获取来自导航卫星的数据信息,辅助舰船制定合理的航行路径。本文的主要工作是设计一种高转速导航雷达的船载远程终端系统,主要包括高转速导航雷达的硬件系统和软件系统两部分,其中,软件系统又介绍了基于OpenGL图像处理技术的程序设计,具有重要的实际应用意义。     

基于PID算法的船舶航迹自动控制方法

由于当前船舶航行环境日益复杂易造成船舶航迹偏离等问题,一旦船舶偏离航行易造成严重的安全问题,因此对船舶航迹进行精准控制的要求也越来越困高。由于传统方法缺失自动校正航线等功能,对船舶航迹进行控制仍存在延时、误差等问题,不利于船舶进行准确航行。为了实现船舶航迹自动控制的功能,结合PID神经网络算法对船舶航迹控系统进行优化,基于模糊算法对船舶航行参数进行控制和调整,以便提高船舶沿航线进行准确航行,同时在船舶偏离航线时及时进行检测和校正保持船舶沿标准航迹航行。为检验该方法的有效性,进行了仿真实验,实验结果证明基于PID算法的传播航迹自动控制方法有利于准确保障航迹,自动对船舶航行数据进行分析和矫正,保持船舶控制系统的良好性能。对我国航海战舰控制航迹有一定的指导意义。     

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。     

基于大数据平台的船舶动态导航信息系统

由于目前船舶动态导航信息系统数据量日益增加,导致当前系统数据处理能力较差,船舶导航定位异常的问题频发,无法获取有效的导航信息对船舶运行提供帮助。针对此情况,设计大数据平台下的船舶动态导航信息系统。根据大数据技术对系统中央控制器以及通信接口展开优化,为数据的传输与处理提供基础。同时,在软件模块中引入卡尔曼滤波技术完成定位处理,提高数据精度。将硬件与软件相结合,完成船舶动态导航信息系统优化过程。经系统测试结果证实,大数据系统的定位数据误差较低,可有效提升船舶导航系统的使用效果。     

巧用ARPA雷达上特殊的电子导航功能

现代航海技术利用GPS导航系统为船舶导航,给船舶提供精确的定位精度。GPS除了定位之外,还可以进行航线设计,为其它终端提供船位信息,还有偏航和到达点报警等功能。实际上,这些功能也可以应用在ARPA雷达上。以英国制造的KELVIN HUGHES     

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。     

基于GPRS和GPS的船舶远程控制终端系统电磁兼容设计

船舶远程定位和通信终端是船舶与岸上控制中心、海上交通管理中心进行通信的媒介,近年来,随着船舶远程定位终端的不断发展,逐渐集成全球定位系统GPS和移动通信GPRS网络技术,船舶提供了更为精确的定位,而且使船舶的移动通信能力有了更高的水平。本文首先介绍GPRS网络技术的基本构成,然后构建基于GPS和GPRS的船舶远程定位终端,并针对远程定位终端中的电磁干扰问题,进行终端的电磁兼容设计。     

船舶物联网远程安全监控中数据通信机制研究

通信技术的革新使得船舶远程监控系统功能不断完善,这对于降低船舶安全事故、保障航行安全具有重要意义。本文对传感器网络进行研究,设计实现了基于船舶物联网的远程安全监控系统,在Zig Bee无线通信协议基础上,提出了拥塞控制算法,有效提高了系统的数据通信效率。     

基于视觉传达的船舶自动导航系统

为了提升自动导航效果,设计基于视觉传达的船舶自动导航系统。利用视觉传达技术采集船舶图像,通过回溯处理模块获取高精度图像信息;利用系统软件线程实现模块间通信,依据图像信息制定航行计划,依据高精度图像信息实现航线设置、航线偏移报警与保存航迹功能;采用船舶目标跟踪方法得到船舶的位置和航向角信息,利用人机交互模块完成海图漫游、查询与航线管理等操作。实验证明,该系统可合理设计船舶航线,航行轨迹跟踪精度高。     

基于有源RFID技术的船舶识别与控制终端系统研究

为了实现船舶调度和控制,需要进行船舶定位识别,提出一种基于有源RFID技术的船舶识别与控制终端系统设计方法。采用装有RFID阅读器的船舶主动定位系统进行船舶的位置坐标、类型、速度以及载荷信息进行有源识别,结合GPS定位和无线网络技术进行船舶自组织网络设计。采用MSP430处理器设计船舶的有源RFID读写器,控制终端系统的硬件设计包括了处理器模块、通信模块、航行控制模块、天线模块和人机接口模块等,在ARM Cortex-M3内核中进行控制终端的核心控制电路设计,实现船舶识别与控制终端系统优化设计。系统测试结果表明,采用该系统进行船舶识别的可靠性较好,RFID应答器与识读器间的通信稳定,对船舶的总体控制效果较好。     

多船并行航行轨迹精准控制算法研究

传航行轨迹精准控制算法在多船并行情况下,由于计算中没有区分航线航向,造成航行精准度较低,为此提出多船并行航行轨迹精准控制算法。构建船舶轨迹精准控制模型,根据船舶航行目的生成船舶运行轨迹,以实际航行轨迹为基础计算船舶定位航线,分别计算船舶直线航行控制轨迹以及曲线航行控制轨迹,完成多船并行航行轨迹精准控制算法设计。设计仿真实验,通过模拟使用环境,将提出算法与传统算法进行比较,实验结果表明提出方法计算的航行精准度更高,证明研究方法具备有效性。     

船舶海图资料远程跟踪管理的探索

海图资料是船舶航行的必备工具,其中包含了大量的助航安全信息,水深资料,海洋环境信息等,是航海家们获取信息的主要途径,也是船舶航线设计,导航,定位的必要载体。随着船舶逐渐向高速化,大型化方向发展。海图资料管理作为船舶航行保障,也向集成化、专业化、电子化的方向发展,笔者在海图管理工作中探索海图远程跟踪管理模式,推进船舶海图资料管理的精细化,作了有益尝试。