物联网环境下舰船通信网络异常数据检测系统设计

在物联网通信环境下,传统的船舶通信网络异常数据检测系统,受到IPv4接口协议的限制,导致采用IPv6高速物联交互协议的流量节点异常机制管控性降低,全局物联网络交互单元出现异常数据节点检测识别漏洞,给网络通信安全带来威胁。因此,提出物联网环境下舰船通信网络异常数据检测系统设计。通过架设基于IPv6协议的交互数据节点支持硬件,实现对底层数据流的硬核支持;在数据交互的链路层添加异常数据甄别检测单元,配合异常节点流量识别算法,实现在链路层上对物联网异常数据的识别拦截,从而完成系统的设计。为保证设计系统的有效性,通过仿真实验对设计系统的检测识别准确性进行对比,通过数据证明提出设计系统优于传统检测系统。     

船舶监控网络入侵检测系统设计

为了提高船舶监控网络的安全性,进行网络入侵的准确检测,提出一种基于数据流的船舶监控网络入侵检测系统设计方法,采用数据流异常特征检测方法进行网络入侵检测算法设计,采用自适应波束形成方法进行船舶监控网络传输数据流的聚焦处理,提取船舶监控网络传输数据流的多源波束特征量,实现异常监控识别,对提取的异常监控信息进行分类处理,实现入侵检测。在嵌入式ARM环境中进行入侵检测系统软件设计。仿真结果表明,采用该系统进行船舶监控网络入侵检测的准确性较高,网络安全性较好。     

船舶无线网络通信路径最优规划方法分析

为了解决传统船舶无线网络通信信息传输速率慢的问题,提出船舶无线网络通信路径最优规划方法。建立EECN和TECN双网结构,获取不同长度的通信链路数据流信息,提出TGP路径算法,根据通信数据流信息计算所有无线通信路径,最后设置评估参数量和对应权重,对各路径进行传输评估,根据评估结果选取最优路径,实现无线网络通信路径最优规划。实验数据表明,与传统规划方式相比,应用设计通信路径最优规划方法,无线网络通信数据接收速率提高19.5%,数据发送速率提高22%,可以明显提高船舶无线网络通信传输效率。     

云计算下船舶网络入侵高精度检测系统设计

为解决传统船舶网络入侵检测系统检测时间过长的问题,提出基于云计算环境的船舶网络入侵高精度检测系统设计。根据云计算优势,建立系统框架结构,部署入侵高精度检测系统硬件,引入CGA优化模块设计入侵检测系统软件,不断扩充规则库,将软件和硬件相结合完成云计算下船舶网络入侵高精度检测系统设计。实验数据表明,在船舶网络应用中,设计入侵高精度检测系统较传统入侵检测系统的检测时间平均减少8 s,适用于实时高精度检测船舶网络的入侵信息数据。     

分布式在线振动监测网络系统的通信接口设计

振动监测网络可实时监测舰船的动态声场信息,为船舶避碰等安全系统提供准确信息。在线监测对多点进行数据采集,传输,处理,并行数据处理的效率影响整个在线振动监测网络性能。总线技术是一种基于串口多点并行的通信技术,支持多种数据协议及通信接口,本文重点设计了基于CAN船舶分布式在线振动网络通信接口,分析了接口性能。     

海浪载荷干扰下船舶发动机故障检测数学模型研究

针对传统船舶发动机故障检测数学模型故障检测速率较低的问题,提出一种海浪载荷干扰下船舶发动机故障检测数学模型,在海浪载荷干扰下对船舶发动机进行振动测量,提取船舶发动机的时域故障特征,通过测量获取船舶发动机转子系统的3阶、2阶、1阶临界转速以及轴向转子的固有频率,对船舶发动机的频域故障特征进行提取,利用获取的时域故障特征数据与频域故障特征数据建立船舶发动机的故障检测数学模型,实现船舶发动机的故障检测。为了验证建立的数学模型的故障检测速率较高,将该模型与基于线性分段方法的船舶发动机故障检测数学模型、基于异常检测算法的船舶发动机故障检测数学模型、基于异常子序列的船舶发动机故障检测数学模型进行对比实验,实验结果证明该模型的故障检测速率最高,说明该模型更适用于船舶发动机的故障检测。     

大数据与B/S技术在船舶自动运维系统中的应用

船舶运维系统本质是一种数据处理系统,对各类监测传感器数据进行采集﹑传输﹑处理及显示。随着船舶结构复杂度及动力系统增强,处理数据种类越来越多,传统的单中心处理方式时效性较低,不能满足数据的爆发式增长。本文在分析了船舶自动运维数据流采集传输方式的基础上,设计了一种分布式处理结构,对采集的数据进行并行化处理,提升了船舶自动运维系统性能,最后利用B/S交互式的数据查询系统进行数据分析。     

基于Unity3D的船舶航迹三维显示系统

传统的船舶航迹三维显示系统存在数据处理速率低、三维显示精准度低的缺陷,为此提出基于Unity3D的船舶航迹三维显示系统。系统的核心部分是软件部分,所以主要对系统软件进行设计。根据系统的目的提出航迹三维显示系统的总体架构,将获取的船舶航迹参数进行处理得到ADS数据,然后对其进行颜色处理,并将处理后的数据存储为KML文件。采用Unity3D游戏引擎对三维显示背景进行搭建,通过数据信息子系统的建立与三维显示背景的搭建,实现船舶航迹三维显示系统的运行。实验结果显示,设计的船舶航迹三维显示系统的数据处理速率与显示精准度均比传统系统高出30%及20%,说明设计的船舶航迹三维显示系统具备极高的有效性。     

船舶智能化网络资源中数据封包传送数学建模分析

传统的数据封包传送数学模型在传送船舶智能化网络数据资源时,传播速率很慢,平均延迟高,吞吐性能差。为解决上述问题,设计一种新的数据封包传送数学模型,利用BM匹配算法匹配船舶网络数据资源格式,根据船舶智能化网络的IP地址、网络端口号、网络资源传输协议、网络通信数据以及其他网络资源信息数据建立封包传送数学模型。为验证模型效果,与传统模型进行实验对比,结果表明,设计的数学模型能够有效提高传播速率,降低平均延迟,加强吞吐性能。     

基于以太网的船舶监控系统终端智能开发

传统船舶监控系统存在程序响应速率过慢等现象,为解决上述问题,设计基于以太网的新型船舶系统智能监控终端。利用ZigBee以太协议框架,规划智能终端电源模块的供电形式,完成新型监控终端的硬件运行环境搭建。在此基础上,借助终端监控协议,对船舶服务器与监控客户端进行交互处理,并在满足数据处理要求的前提下,完成监控终端数据库结构,实现新型监控终端的软件运行环境搭建。软、硬件结构相结合,完成基于以太网的船舶监控系统终端智能开发。对比实验结果表明,与传统系统终端相比,应用基于以太网的新型船舶系统智能监控终端后,低频、高频状态下的程序响应速率均得到一定程度的提升。     

多模式船舶物流信息自动化监控系统

因为存在大面积的网络区域影响,传统船舶物流信息监控系统存在数据延迟问题,很容易影响物流监控效果,造成数据滞后。为了解决这一问题,设计基于当前无线网络技术,制备新型多模式船舶物流信息自动化监控系统。搭建物流终端信息收发器作为物流信息监控底端硬件设备,及时采集物流信息,基于无线网络传输协议,制备CDMA数据核心网络传输模块,连通物流数据终端收发器和当前局域网络,构件不同局域网络之间的入网协议,利用监控信息随机代码确保局域网络载波同步,降低数据传输阻隔,实现多模式船舶物流信息自动化监测。实验数据证明,应用该监控系统,船舶物流信息读入速率提高了20%,读出速率提高了17%,有效降低数据传输延迟。     

大雾天气海上船舶交通异常挖掘识别方法

传统船舶交通异常识别方法在大雾天气环境下,存在挖掘算法对船舶轨迹异常状态辨识度降低的问题。通过分析发现,原因在于传统方法中没有引入大雾天气对船舶轨迹检测信号的扰动变量,导致轨迹检测数据与挖掘算法之间出现数据断链,降低了数据挖掘的识别效果。因此,提出大雾天气海上船舶交通异常挖掘识别方法分析。首先通过LSTM算法,将大雾天气扰动特征代入挖掘神经网络,获得带有大雾扰动特征神经网络;接着,根据大雾扰动特征建立混合高斯船舶轨迹模型,为交通异常识别提供基础数据;然后,通过Spark分布式挖掘算法,完成对船舶交通异常数据的挖掘识别。通过仿真实验,对传统挖掘识别方法与提出方法效果进行多组数据对比,证明提出挖掘识别方法的有效性。     

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。     

基于分布式架构的船舶备件调用智能推送软件研究

针对传统船舶备件调用推送软件出现的推送延时现象,提出基于分布式架构的船舶备件调用智能推送软件研究。利用J2EE技术,构建了备件信息筛选模块;结合CORBA技术,设计了调用特征推送模块;利用NET技术,建立了跨平台的智能通知模块;利用推送逻辑,将上述3个模块串联,实现船舶备件调用的智能推送。仿真实验结果表明,智能推送软件较传统推送软件的备件调用信息推送延时降低145 s,具备有效性。     

基于Wifi的船舶状态数据采集系统设计

受采集结构和网络配线的局限,传统船舶状态数据采集系统的数据采集延迟性较高。为了解决这一问题,基于WiFi传输技术,设计船舶状态数据分布式采集系统。制备船舶状态数据采集器,作为采集系统终端二阶控制终端,利用内置传感器,实时采集当前船舶状态数据,通过3类不同传输端口,进行数据传导,利用无线网络相关技术,基于802.15无线标准传输协议,制备的一体化无线传输模块,连接采集器和局域网,作为传输通路,设计局域网入网协议,通过对无线数据信号的傅里叶变换,确定并保证数据信号伪随机码和当前局域网的载波同步,将无线网络传输的数据连入局域网,传输到控制区,实现数据采集。实验数据表明,应用设计系统后,船舶状态数据读取和输出延迟分别缩减了31%和27%,可以证明,该系统具有缩减船舶数据采集延迟的效果。     

船舶压力值的在线检测系统设计与实现

传统船舶压力值在线检测系统检测过程中误差率很大,影响工作人员建立有效的调度方案。为了解决这一问题,设计了一种新的船舶压力值在线检测系统,系统硬件包括数据采集模块、数据处理模块、数据通信模块和在线检测模块,选用STM32控制器作为核心控制器,完成系统的信息交互。在IAR EW环境下,编写了软件程序,主要编写程序有船舶压力值数据采集程序、存储程序和传输程序。为验证设计系统实际效果,与传统检测系统进行实验对比,结果表明,设计的检测系统检测的压力值结果误差率远远小于传统系统检测的压力值结果。     

船舶机舱监测的智能报警系统

传统的船舶机舱监测报警系统对于危险信号的响应时间过长。针对这一问题,设计了一种新的船舶机舱监测系统报警系统,通过工控机、数据集中器、上位机和传感器构成硬件结构,利用RS-485总线连接各个硬件模块,在数据集中器、上位机进行冗余设计。软件由信息采集、报警信号上下限设定、信息匹配、发送报警信号4步组成。为检测系统工作效果,与传统报警系统进行实验对比。结果表明,设计的智能报警系统能够迅速响应危险信号,及时反馈报警信息,降低船舶航行事故发生率。     

智能网络型船舶机舱监测报警系统设计

为解决传统单元组合式机舱监测报警系统中存在的运行稳定性低、时效性差等问题,结合PLC嵌入技术对船舶机舱监测报警系统进行了优化设计。利用PLC技术对智能网络船舶机舱监控数据进行有效的采集和压缩处理,对船舶机舱监测预警系统结构模块和功能进行规划,并建立了机舱监测报警数据传输控制单元,对优化后的预警系统结构运行流畅进行创新设计,保障智能网络型船舶机舱监测报警系统快速安全的运行。通过仿真对比检测证实,智能网络型船舶机舱监测报警系统可有效解决传统单元组合式船舶机舱监测预警系统中存在的行稳定性低、时效性差等问题,充分满足监测报警系统设计要求。     

智能润滑技术在船舶智能化发展中的应用

船舶智能化已成为船舶行业未来发展的必然趋势。针对传统船舶润滑系统的使用和维护现状,提出智能润滑技术,并以智能润滑技术为基础设计出智能润滑装置。通过"在线监测、智能净化、故障预警"的智能润滑技术替代"离线检测、定期换油、事后维修"的传统润滑模式,实现船舶润滑系统的智能管理,全天候保证润滑系统的高质量油品品质,降低设备故障率,从而保障船机安全性,提高船舶润滑系统的可靠性和智能化程度。     

基于无线传感器网络的船舶信息采集系统设计

传统船舶信息采集系统通过不定点定位以及有限数据网络进行船舶信息采集,但由于采集传输介质限制存在信息采集数据丢包率较高的问题,为此提出基于无线传感器网络的船舶信息采集系统设计。依托SHT11传感模块,对无线传感器网络节点进行设计,设计Node433TM协议栈体系结构完成信息数据采集;基于C/S模式以及Socket远程程序,将采集信息通过远程传递的方式提供到用户客户端平台上,实现提出的系统设计。试验数据表明,提出的船舶信息采集系统设计比传统信息采集系统丢包率降低4倍。