基于AIS海上交通调查的船舶定线制设计

文章分析了宁波一舟山核心港区的AIS数据和VTS现场监控数据,从宏观和微观两方面得出了辖区水域的船舶航迹和交通特性,并在考虑现有推荐深水航线和习惯航路情况下,应用基于AIS海上交通调查的船舶定线制设计了辖区船舶定线制的总体方案、警戒区及相关尺度,确保船舶定线制的科学合理性。     

AIS及对AIS培训的设想

为了保证海上航行安全，IMO决定在2002年在7月1日开始在船舶配备AIS，AIS的核心技术是SOTDMA信息传输技术，该技术根据一定的时隙分配原则，使每个移动站在一帧中的指定时隙发送本船的信息，每分钟分为2250个时间段，每一时隙可以发送一条完整的船舶信息，AIS有87B和88B二个VHF信道，可提供4500个时隙，每条船舶能在没有基站控制的条件下自主地选择一个与他船不发生冲突的时间段和相应的时间段来发布本船的信息，为推广和应用这一新技术应进行分阶段，分层次培训骨干，以骨干带动使用人员。通过拔号上网，调看已运行的AIS基站的数据，制作多媒体教学软件，利用GPS模拟信号产生器，电子海图和AIS设备模拟AIS船站数据等培训。     

海上搜救模拟器中模拟实时AIS信息的航位推算

以海上搜救模拟器为平台,获取船舶航行过程中真实的船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)信息,对同一目标船舶相邻两次动态AIS信息之间的航位进行推算,使目标船舶平滑、动态地显示在模拟器中的电子海图与显示系统(ECDIS)、模拟雷达和三维视景上。     

基于AIS信息的船舶密度分布算法的研究与实现

为绘制密度分布图,利用AIS(Automatic Identification System,船舶自动识别系统)信息,尤其是位置信息,设计可行与合理的密度分布图绘制算法.该算法以AIS信息数据库中动态表、静态表为数据源,利用存储过程,数据库访问技术实现网格密度分布图在电子海图平台上的绘制.其意义在于通过对电子海图系统的应用与二次开发使得船舶密度数据的显示可视化,形象直观.研究结果表明,这种密度分布图绘制方法具有可行性,快捷性和较高的准确性.     

基于AIS信息的船舶避碰局限性分析研究

AIS系统的普及化使用,使得驾驶员在海上避让过程中过度依赖AIS信息进行避碰操纵,从而引发船舶碰撞事故发生.本文通过对船舶AIS的信息传输系统、设备静态信息及动态信息可信度的分析,提出了近距离船舶避让操纵中,过度依赖AIS信息作为避碰依据的局限性,并介绍了AIS的下一代系统VDES,总结了提高AIS信息可靠性需要解决的几个问题.     

浅谈船舶自动识别系统——AIS

船舶自动识别系统(Automatic Identification System，简称AIS)是一种新型的助航设备。它的出现，不仅实现了船舶间的自动识别，还给海上交通监控技术带来了全新的概念，标志着船舶间和船岸间的信息交换进入了数字通信时代。本文就心系统在航海上的应用和发展趋势作简单的阐述，旨在提高我国航海界对AIS系统的认识。     

船舶自动识别系统(AIS)的研究和应用

船舶自动识别系统(AIS)是一种新型的助航设备,能够实现船舶间和船岸间船舶信息和航行状态的自动交换、监测和识别,将极大地提高船舶航行的安全.文章着重介绍了 AIS的产生过程、 AIS的系统构成、主要功能和 AIS系统使用的关键技术,并对 AIS发展状况和应用前景进行了初步论述.     

基于时空密度的船载AIS数据聚类分析方法研究

船载AIS数据包含位置、时间和其他属性,属于典型的时空数据,对其开展时空聚类分析有助于挖掘海上交通特征。结合AIS数据的具体特征,提出时间切片化方法,有效约简AIS数据并处理报告间隔不等的问题。在DBSCAN算法基础上综合考虑时间和空间要素,提出船载AIS数据时空聚类算法,并对实际数据开展分析。该方法能更好顾及船舶交通流的时空耦合特征,识别隐含的时空模式,为主管机关开展船舶交通管理、优化通航秩序、保障航行安全等提供一种新途径。     

AIS在内河使用中存在的问题与对策研究

通过实验室的AIS设备采集了大量航经长江武汉段船舶AIS的信息数据,筛选了船名、船舶尺寸、船舶类型和船首向等代表性数据作为评价因子,随机抽选30d的数据进行统计分析,找出了AIS在内河使用中存在的主要问题,探讨了由此可能带来的对船舶航行安全、船舶交通流统计不良影响情况,并提出了针对性的改善对策,旨在对AIS设备在内河使用的规范性管理提供参考.     

基于朴素贝叶斯算法的船舶异常行为监测

随着海事事故与海上违法行为的不断增多,智能的监控方法成为降低海事事故,打击海上违法行为的有效手段.同时,船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)的普及及船舶交通管理系统(Vessel Traffic Service,VTS)的扩建,又为智能监控提供了数据支持.鉴于此,利用船舶自动识别系统提供的数据,分析通航水域船舶信息的分布情况,根据其概率分布采用朴素贝叶斯算法,从船舶航速、航向及距航道边界距离3个方面,构建船舶异常行为检测模型.最后,以成山角通航水域为例,检验模型的有效性.实验结果表明,构建的模型能够有效地完成异常行为监测,减少海事监管人员的工作强度,同时根据实验结果分析了成山角水域船舶航行的特点,并对成山角定线制提出合理化建议.     

全功能江海大桥主动防撞系统研究与设计

为避免人为失误因素导致船撞大桥的事故发生,在原有基于AIS主动防撞系统的基础上提出了全功能的江海大桥主动防撞系统设计方案。该系统增加了船用导航雷达,并设计了专用雷达视频处理单元,利用雷达对进入警戒区的船舶进行二次跟踪,通过AIS发出江海大桥主桥墩的数据信息,使过往船舶的雷达和AIS上显示主桥墩的位置,明确主通航孔的位置。DSP数据处理单元通过AIS和雷达获取船舶的数据信息,分析、判断船舶的态势后由VHF DSC选择呼叫过往船舶并发出语音提醒,用寻址二进制方式向AIS发出安全信息警告,使船舶驾驶人员及早加强警戒,采取必要避碰措施安全通过大桥。实践验证了系统的正确性与可行性,达到了预期的设计目的。     

AIS在船舶避碰中的应用

根据IMO要求，海上航行船舶将陆续安装AIS系统。如何利用AIS系统进行船舶避让，将是驾驶员首先要解决的问题。本文针对ARPA和VHF的局限性及AIS的技术特点，对AIS在船舶避碰中的应用进行了阐述。     

船舶AIS大数据资源管理及分析应用架构设计

为充分探索船舶自动识别系统大数据在统计决策和安全监管方面的应用价值,系统性地提出了船舶AIS大数据资源管理与分析应用架构。首先,根据船舶AIS大数据特点,设计了船舶AIS大数据处理流程和存储策略,为后续高效计算提供支撑;然后,提出并实现了基于船舶AIS大数据的船舶轨迹重建算法、断面船舶流量统计算法、船舶进出港区识别算法、船舶航行状态分析算法四种基础算法;最后,基于上述计算方法,将船舶AIS大数据应用于断面流量统计、船舶规范使用船载AIS设备行为监控以及船舶规范执行进出港报告情况监控等场景,结果表明船舶AIS数据在统计决策和安全监管方面具有一定的应用价值。     

考虑对地航速和航向的船舶典型轨迹提取方法

基于船舶自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)数据的船舶典型轨迹挖掘需要经过两个重要步骤，一是压缩 AIS 数据，二是聚类压缩后的 AIS 数据。传统的DP(DouglasPeucker)压缩算法，只考虑船舶轨迹的压缩形状，忽视了船舶航行中其他重要信息。为解决此问题，把对地航速和航向加入到DP算法的压缩过程中。在AIS轨迹聚类方面，传统谱聚类方法只对船舶轨迹的位置进行相似性度量，没有考虑船舶轨迹的其他维度，针对此问题，提出多属性轨迹相似性度量方法。由于不同的输入参数影响着最终的聚类质量，引入Calinski-Harabasz指标评价谱聚类算法，实现聚类参数的自适应选择。利用山东威海水域的实际AIS数据进行实例研究，并与传统谱聚类算法做比较实验。实验结果表明，利用该方法提取到的典型轨迹符合真实水域的交通情况，相较于传统谱聚类方法具有更高的聚类质量。     

信号检测论在船舶了望中的应用

船舶海上了望的过程就是采集和处理海上信息并判断海上危险的过程,其重点是将威胁船舶安全的有关信息检测和筛选出来。这是一种信号检测的过程。利用实验心理学中的信号检测论揭示了望信息检测中的规律,可为海上了望信息的收集和处理提供理论依据,并确立“疑险从有”的海上信息处理原则。     

基于模糊评价模型的船舶海上航行风险评估研究

为更好地分析船舶海上航行风险指标因素对航行安全的影响，采用模糊综合评估法对船舶航行风险进行评估.从构成船舶海上航行风险指标体系的众多因素入手，在综合考虑外部环境对船舶航行风险影响大小不一的基础上，对风险体系内指标因素之间的关联度进行分析，确认导致船舶海上航行风险的主要影响因素和次要影响因素.分析结果表明，采用基于模糊评价模型的综合评估法，可获得全面和可靠的体系指标因素数据及信息，为海事局监督部门、船公司、船舶制定应急策略和安全航行措施提供理论依据.     

自动船舶识别系统的信息解码技术研究

随着自动船舶识别系统(AIS)的强制配备要求的实施,要想充分应用AIS信息,必须掌握AIS信息解码技术.文中在分析了AIS通信协议的基础上,叙述了AIS信息解码方法,应用基于Visual Basic语言开发了AIS信息解码应用程序,并应用在AIS设备上,验证了该方法的可行性.     

AIS原始数据的数据库存储及统计功能实现

针对现有VTS(Vessl Traffic System)模拟器缺少利用AIS(Automatic Idnentification System)数据进行历史交通流规律的相关统计功能的不足,采用Postgre SQL建立用于存储天津港AIS历史数据的数据库,以电子海图为显示平台,结合Tee Chart图表插件作为辅助显示工具,对AIS原始数据按照通常操作人员的需求进行处理,实时给出天津港港区的历史船舶交通概况。设计出良好的人机交互界面,实现船舶历史轨迹的简单重绘,按照船舶类型、吃水、长度以及任意门线(进出港航道的截面)得出统计结果,可再现天津港的历史交通流规律,且以图表的形式展现统计结果,为研究天津港的交通流模型及VTS操作人员进行决策提供数据支持。     

ARPA雷达与AIS数据融合的必要性和AIS-ARPA系统研究

为了确保海上安全航行,航海人员利用导航设备,获得航行安全相关的数据,对航行局势作出判断,然后运用专业技能操纵船舶,确保船舶与海洋环境的安全。本文首先指出当前现行导航设备在操作上存在的不足,然后提出通过数据融合方法,引入一套新的AIS-ARPA导航系统。经过数据融合、滤波处理后,同时具有ARPA雷达和AIS两种导航设备的性能优越性,导航精度更高,可以减轻操作人员的工作强度,更加准确地对船舶周围局面作出判断。     

大型船舶辅助靠泊仪设计

为了准确控制大型船舶安全靠泊,分析了大型船舶特点及其靠泊过程,建立了大型船舶辅助靠泊仪数学模型,设计了大型船舶靠泊仪及其软件终端显示系统。采用两点定位差分全球定位技术(DGPS)、船舶自动识别技术(AIS)和无线网路通信技术(WiFi)完成靠泊仪的设计和数据的传输,结合大型船舶辅助靠泊仪数学模型,计算船舶靠泊时船首和船尾相对码头的距离、速度、船首向与船舶转向率等船舶移动数据,并将这些数据通过WiFi发送到软件终端,为引航员引导船舶安全靠离港提供参考信息。测试结果表明:大型船舶靠泊仪的水平定位精度可达60cm,速度精度可达到5cm·s-1,数据刷新频率为5次·s-1。