船舶信息分析系统风险评价数学模型研究

由于利用原有模型进行船舶信息分析系统的风险评价时,受风险源的冗余特征影响而无法进行系统风险识别,在评价指标层数为3-12层时,存在基本分配信任函数个数过低的问题,因此设计一种新的船舶信息分析系统风险评价数学模型。通过风险识别程序对船舶信息分析系统实施风险识别。接着对船舶信息分析系统进行风险评估,使用的评估方法为概率风险评价方法。根据D-S证据理论,将船舶信息分析系统的评价指标当做系统风险评价证据,引入评审专家逐一评价、分析系统证据,并进行评分,构建船舶信息分析系统风险评价数学模型。为证明设计的模型在评价指标层数为3-12层时的基本分配信任函数个数更多,进行原有模型与该模型的对比实验,实验结果证明该模型实现了基本分配信任函数个数的提升,更适用于该范围内的船舶信息分析系统风险评价。     

船舶状态监控网络的节点信任度模型研究

传统船舶状态网络监控节点受到扰动节点的影响,先验信息节点存在信任差量,导致节点信任度模型输出量精准度降低。为了解决先验信息节点的信任误差问题,提出船舶状态监控网络的节点信任度模型。首先对船舶状态数据进行数据结构的信任模型结构映射,固定模型结构数据量;然后,对状态数据节点关联参量进行信任量的约束定义;接着,通过数据节点的迭代特征,完成对信任模型的节点信任系数更新;最后对更新后,信任模型中的先验信息节点进行输出信任度确定计算,从而达到提升信任度模型输出量精准度的目的。通过与传统信任模型输出量的精准度对比,证明提出设计的模型研究方法,具有提升模型输出量精准度的效果。     

船用物联网节点资源的分配与调度控制

由于船舶航行环境复杂,航行过程中需要采集的资源数量庞大,且采集到的资源受环境影响较强易出现破损,无法保障其控制效果。针对当前船舶航行过程中对海量突发数据资源控制管理效果不佳的问题,分别对船舶网络节点资源的分配过程中产生的能效和资源调度耗时情况进行优化,提出对船用物联网节点资源的分配与调度控制方法进行优化和改善。首先结合RFID系统对船用物联网节点资源采集方法进行完善,解决环境干扰导致的资源受损问题,进一步与利用ALOHA算法对采集到的信息进行特征分配计算,根据分配结果对船用物联网节点资源的分配与调度控制步骤进行优化。最后通过实验证实,船用物联网节点资源的分配与调度控制方法相对传统方法而言有更高的准确性和有效性,充分满足研究要求。     

船舶通信系统中的信道分配算法设计

船舶通信系统的信道分配可有效均衡信道负载、节约通信开销,为此,提出基于新的船舶通信系统信道分配算法。首先建立船舶通信系统的通信能耗模型,然后采用链路节点自适应收发方法均衡控制船舶通信系统信道分配,并采用链路节点自适应收发控制模型控制不同接收阵元,建立节点和资源信息调度之间的联系,达到合理分配船舶通信系统信道,最后对船舶通信系统信道分配算法的性能进行仿真测试。结果表明,本文方法提高了船舶通信系统的吞吐量,使各信道之间的负载更加均衡,能够大幅度降低船舶通信系统通信开销,是一种有效的船舶通信系统信道分配算法。     

基于任务指派与调度的船舶并行协同设计探讨

论述了船舶并行协同设计的内涵,分析了设计过程中的并行进程和协同关系。重点探讨了通过任务指派与调度复合策略的方法,有效的执行和控制设计过程,最终实现船舶并行协同设计。     

船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法研究

现有船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法存在计算量大、预测精准度差的缺陷,为此进行船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法研究。为提升无线传感器网络丢失节点预测精准度,搭建无线传感器网络节点模型,建立网络节点隶属度向量。以此为基础,依据节点运动状态特点,计算丢失节点偏转方向,以得到的丢失节点偏转方向信息为依据,采用A-USVC算法预测丢失节点位置,实现船舶机舱无线传感器网络丢失节点的预测。仿真实验结果显示,与现有船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法相比,提出的船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法极大降低了计算量,提高了预测精准度,充分说明提出的船舶机舱无线传感器网络丢失节点预测方法具备更好的预测效果。     

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。     

基于大数据的船舶网络数据资源调度模型构建

船舶数据设备种类在不断增加,目前船舶数据调度方法在实际应用存在调度量低且精准度差的情况。因此对基于大数据的船舶网络数据资源调度模型进行构建,通过对模型特点分析后,进行大数据船舶网络数据资源调度模型构建,模型通过对大数据相似度进行计算后对数据中干扰进行过滤,对过滤后数据进行子任务量分配,从而对整体数据定义分类,最终实现分类后的大数据调度。通过仿真实验,对船舶网络大数据资源调度模型与传统船舶网络数据调度方法的数据调度总量以及数据调度精准度进行对比,证明模型构建的有效性。     

基于云计算技术的船舶载荷建模

由于一个船舶载荷与船舶自身因素和外界因素有关,导致船舶载荷建模是一个复杂、动态变化过程,为了准确跟踪船舶载荷变化趋势,提出一种基于云计算技术的船舶载荷建模方法。首先根据云计算技术搭建一个船舶载荷建模的平台,该平台包括多个节点,它们可以并行运行,然后将船舶载荷建模问题分配多个节点上进行处理,每一个节点采用RBF神经网络对船舶载荷进行建模与预测,最后将各个节点的船舶载荷预测结果进行融合,并与其他技术的船舶载荷建模方法进行了验证性测试,结果表明,云计算技术的船舶载荷建模效率得到了明显提升,且船舶载荷建模精度也有了一定的改善,验证了本文船舶载荷建模方法的优势。     

基于工业以太网和PROFIBUS总线的分布式综合控制系统的设计

多台套相关船舶设备复杂作业的综合控制技术是实现船舶自动化的一个重要手段.文中介绍了一种以工业以太网和PROFIBUS总线为通讯平台,以SIEMENS公司S7-300PLC为控制单元的舰船设备综合控制自动化系统.通过对自动化控制领域现状的分析,介绍了基于工业以太网和PROFIBUS总线通讯协议的自动化系统的底层硬件,包括数字量输入输出节点、控制模块、通讯功能等组件的组成方式和系统配置方案;通过规划通讯协议以及采用STEP7编程工具和WinCC组态软件进行标准化编程,实现了系统功能,有效地协调控制了系统内各台套设备的关联工作.该系统采用了工程控制领域中的先进技术,并已在试验室通过各种试验,完善了功能,验证了可靠性.     

远距离海上航行舱内人员实时定位系统研究

传统系统采用PCA降维方法受到噪声影响,造成系统定位不准确,为了解决该问题,提出了基于Isomap算法的实时定位系统研究。根据实时定位系统总体结构,采用型号为CC2431芯片设计移动节点,路由节点可实时接收来自移动节点模块信息,进行灵敏度分析可完成信息传递。接收舱室内各个路由节点信息,通过协调模块验证信息有效性。针对协调模块获取高维数据,采用Isomap算法对数据进行降维处理,依据降维后的数据集,对远距离海上航行舱内人员进行实时定位。通过实验结果可知,该系统最高定位精准度可达到75%,为航行舱内人员安全提供保障。     

基于蚁群算法的舰船网络云资源调度

在应用现有方法时,由于任务执行与任务调度性能存在问题,因此在舰船网络云资源调度方法的设计中应用蚁群算法,提出一种基于蚁群算法的舰船网络云资源调度方法。在基于蚁群算法对舰船网络云资源调度方法进行设计的过程中,首先需要对舰船网络云资源实施初始化处理。每只蚂蚁都携带着基本任务信息,在此基础上对各资源可能被选的概率进行计算。根据蚁群算法对舰船网络云资源调度模型进行构建,模型由云资源代理模块、云资源目录模块、用户模块、用户代理模块构成。通过进行任务执行时间与调度任务总效用的对比实验,证明该方法的任务执行时间更短、调度任务总效用更高,实现了任务执行与任务调度性能的提升。     

船舶并行协同设计动态计划管理系统研究

归纳船舶产品并行协同设计特点,详细论述节点管理,设计解决分布环境下并行协同设计方法的动态计划管理方案。探索建立了并行协同设计项目计划管理系统,介绍了该系统的核心技术、主要功能、框架结构和主要信息流程。     

船舶导航网络路由算法的实现

为了解决传统船舶导航网络路由算法数据丢包率高、执行时间长的难题,提出船舶导航网络路由算法研究。根据对现有算法存在难题的分析,搭建船舶导航网络路由算法架构,以此为基础,将获取的海上船舶密度作为权重值,构造带有权重值的有向图,并对最优转发路径进行选择。以得到的结果为基础,采用局部最优方法对最优转发路径计算区域进行优化。以优化结果为依据,对网络路由节点分配模型进行构建,实现了船舶导航网络路由算法的设计。通过实验得到,与传统船舶导航网络路由算法相比较,提出的船舶导航网络路由算法极大的降低了数据丢包率,缩短了执行时间,充分说明提出的船舶导航网络路由算法具备更好的性能。     

基于云计算的未来海洋信息系统分析

现代船舶在执行各种任务时多用到海洋地理位置信息,地理位置信息的来源多种多样,如遥感卫星信息数据、雷达探测系统的地理信息数据及红外探测系统的信息数据。海洋信息数据量庞大,如何能对信息进行快速的查询及分析是未来船舶任务执行能否成功的关键,传统基于单中心的数据查询法已经越来越不能满足要求。本文在研究现有云计算及模型的基础上,提出一种并行化的未来海洋信息数据处理索引查询方法,最后给出算法的详细实现。     

WEB前端开发技术在船舶通信数据可视化中的应用

针对传统的船舶通信数据可视化方法存在数据过滤性能较差的问题,提出设计一种基于WEB前端开发技术的船舶通信数据可视化方法。时域信息作为船舶通信数据的一个重要属性,包括持续通信时间与系统时间,它们的属性分别为跨度与刻度,采用不同的方式对二者进行处理。获取船舶通信数据中节点间的通信流具体数量与通信总数量,利用获取数据对节点聚类进行计算,根据聚类指数计算船舶通信节点作用力。利用Web前端开发技术对船舶通信数据棒状图的图标进行绘制,最终实现船舶通信数据可视化。为了证明该方法的数据过滤性能较好,将原有方法与基于Web前端开发技术的船舶通信数据可视化方法进行对比实验,实验结果证明该方法的数据过滤性能优于传统方法。     

云平台中的并行船舶综合电网调度系统研究

海上电网供电系统对船舶持续稳定的电压供给是保证其海上航行的关键。随着海上船舶数量及体积的增加,海上船舰电网调度系统所需处理的信息随之增大,并且已经越来越不能满足对舰船供电负荷计算实时性的要求。基于现代信息处理的云平台能够利用分布式计算架构,将各船舶的供电负荷计算分配到各节点进行并行计算,能够有效解决原调度系统计算中心的性能瓶颈。本文在此基础上,提出一种云平台中的并行船舶电网调度算法,并给出了算法的实现方法。     

机器视觉视角下船舶无线通信系统定位技术

针对传统基于视觉显著性和卷积神经网络定位技术、基于深度学习的输送带标记定位技术受到噪声信号影响,而导致定位精准度低的问题,提出机器视觉视角下船舶无线通信系统定位技术。根据机器视觉视角定位原理,计算实际延时,获取总节点数量。分析在真实环境下存在的干扰情况,构建信号损耗模型,计算从节点处接收端采集信号强度。分析图像噪声特性,处理带标记输送带图像,使用卡尔曼滤波去噪方式剔除噪声数据,完成无线通信系统定位。由实验结果可知,该系统定位精准度最高为98%,能够对船舶无线通信系统精准定位。     

船舶监测网络异常节点定位技术研究

网络节点在整个船舶监测网络中占有重要地位,异常节点可以破坏船舶监测网络的正常通信,影响船舶航行轨迹,埋下安全隐患。目前网络异常节点类型愈加复杂多样,传统的Amorphous技术已经难以准确定位,在覆盖率分析和精准度上经常出现很大的误差。本文提出一种新的船舶监测网络异常节点定位技术—APIT技术,定位过程分为接收节点信息、执行APIT测试、计算重叠区域和计算质心4步。由实验结果可知,较传统技术而言,APIT技术能够检测到更多类型的异常节点,精确性更好,为船舶安全航行提供有力的技术支撑。     

支持协同设计的船舶设计过程模型研究

船舶设计过程模型是在网络环境下开展船舶并行和协同设计系统的基础.本文根据船舶设计的特点,提出了将船舶设计过程按照项目、设计任务和设计活动三个层次进行分解的方法,并给出了船舶设计过程模型形式化定义.该模型明确了设计任务间的并行、顺序和协同关系,可以直接按设计任务构成活动网络图进行规划、分析、管理等工作,使设计过程具有良好的可变更性和可控性.