基于电子海图的船舶路径规划模拟器开发

为了提高船员在实际航行中进行规划路径和使用电子海图的能力,利用Visual Studio C#工具,设计和实现了基于电子海图以及C#与SQL Server通讯的船舶路径规划模拟器。文章在对现有船用电子海图二次开发的基础上,引入一种基于电子海图提取海域模型的遗传算法进行路径规划,对国际通用AIS编码,基于GPSNEMA-0183协议,通过模拟AIS和GPS信号,模拟船舶的航行路径和航行过程。该模拟器交互简单、流程清晰、覆盖内容广且可扩展性强,为船员培训提供了演示平台,大大的提高了对船舶路径规划的安全性和准确性。这里以烟台港莱州港区到大连港大港港区的某条航线为例,说明本模拟器的具体使用方法。     

多信息源的航道探测数据建模及信息处理

航道信息采集和数据建模有助于船舶的导航,传统的电子海图在航道建模时采用二维建模方式,在建模和应用性上表现较差,使用者的用户体验也不好。针对这一问题,本文结合信息融合技术和DEM建模技术,针对船舶多信息源的航道探测信息,设计了一种航道探测数据建模与信息处理系统,有助于改善船舶电子海图的模型精度,使船舶工作人员获取三维立体的航道数据。     

电子海图与雷达图像的融合显示

为了让船舶能够导航和避免碰撞事故的发生,电子海图和雷达图像是船舶上进行综合导航时必不可少的一部分。当船舶在海上航行时,它可以把海上所有的安全信息显示在屏幕上。如果只使用其中一种,其性能将受到限制。本文提出一种电子海图和雷达图像融合显示法,即把本船的位置坐标设置为参考点,把正北的方向设置为参考线,对接收到的雷达图像再进行仿射变换,分析出电子海图显示范围,通过调整电子海图的比例尺最终完成电子海图与雷达图像的匹配任务。仿真试验表明,电子海图和雷达图像能够正确匹配和高效融合,能够把雷达扫描到的对象在电子海图的底图上显示出来,非常便于船员了解船舶周围的环境状况,确保船舶航行时的安全。     

智能网络下船舶海上应急物流路径规划方法

为了满足船舶海上应急物资的需求,针对当前船舶海上应急物流路径规划方法存在的不足,设计了基于智能网络下船舶海上应急物流路径规划方法。首先根据船舶海上应急物资需求的特点,建立船舶海上应急物流路径规划的数学模型,然后基于智能网络对船舶海上应急物流路径规划的数学模型进行求解,构建船舶海上应急物流规划路径,最后通过算例对本文的船舶海上应急物流路径规划方法性能进行验证。验证测试结果表明,本文方法在较短时间内可以找到最优的船舶海上应急物流规划路径,是一种能够满足实际需要的船舶海上应急物流路径规划方法。     

基于电子海图栅格化的无人水面艇全局路径规划

为解决无人水面艇自主避碰决策中的全局路径规划问题,提出一种基于电子海图栅格化建立环境模型的遗传算法全局路径快速搜索方法。通过对电子海图数据中的海洋环境信息进行提取,采用栅格法建立路径搜索空间的环境模型,并使用栅格标号对路径个体进行编码,利用一种随机快速搜索产生初始种群的改进遗传算法进行路径搜索,提高无人水面艇全局路径规划的收敛速度和优化效率。试验结果表明,采用改进遗传算法进行基于电子海图栅格化的无人艇全局路径规划具有一定的合理性和有效性。     

海上交通高峰航线船舶疏导路径规划仿真分析

面对海上交通高峰航线船舶疏导路径规划复杂性,研究海上交通高峰航线船舶疏导路径规划仿真分析方法,以确定最佳的船舶疏导路径。构建以航程、安全性、平滑性最小为海上交通高峰航线船舶疏导路径规划目标函数,采用栅格法仿真模拟海上交通高峰航线船舶环境,利用仿真软件实施建模,经改进遗传算法寻找海上交通高峰航线船舶疏导路径规划模型的全局最优解后,采用非性规划求解海上交通高峰航线船舶疏导路径规划模型的局部最优解,确定最佳的船舶疏导路径,实现海上交通高峰航线船舶疏导路径规划仿真。仿真结果表明,该方法针对2种场景下海上交通高峰航线船舶疏导路径具有较好的方向性,所规划最优疏导路径安全性、平滑性、航程均最小,符合海上交通高峰航线船舶疏导路径目标函数。     

电子海图中的自动化关键技术研究

电子海图系统作为船舶航运管理的重要工具,其自动化程度的高低对维护航行安全有着重要作用。本文重点结合AIS系统,对电子海图的主要功能和实现方法进行研究,并分析电子海图自动化关键技术,对其主体结构进行研究。然后对电子海图中的数据处理和故障诊断功能进行设计。进一步提高了船舶导航通信的自动化水平,极大提高了船舶的航行安全。     

基于NoSQL数据库的AIS航线设计研究

船舶运输需要充分考虑安全性和经济性,合适的航线能够为船舶安全运输提供有效保证,传统依靠纸质海图和电子海图的航线设计存在实时性不强、精度不够等问题。本文提出一种基于NoSQL数据库和AIS数据的航线自动设计方法,对其中的关键技术进行了研究,包括航线自动规划技术路线、NoSQL数据预处理以及航线自动规划方法。在航线自动规划方法中,设计了基于AIS的航线自动规划流程,使用DBSCAN算法对航迹数据进行了聚类分析。本文的研究成果可以为船舶航线自动规划提供有效辅助。     

一种提高电子海图上船舶航迹显示速度的方法

在电子海图上叠加显示船舶运动轨迹对船舶航迹分析和海上事故回放具有重要意义.船舶AIS(Automatic Identification System)报文提供了一种新的船舶动态和船舶运动轨迹获取方式.由于有关船舶动态的AIS报文发送频度较高,致使船舶运动轨迹点较为密集,这种情况将会导致电子海图系统在显示较长时间段船舶运动轨迹时,速度下降,从而降低了系统的用户友好性.利用垂距法对船舶动态数据按照电子海图显示比例尺进行分层.当电子海图显示比例尺较小时,仅显示船舶运动轨迹轮廓,而当显示比例尺逐渐增大时,显示海图显示地理范围内更详细的船舶运动轨迹信息.实验表明该方法能有效地提高船舶运动轨迹的显示速度.     

深度学习算法在船舶电子海图识别中的应用

在海上勘探及航运领域,图像识别的应用范围及场景越来越多,如何提高识别的精确及效率一直是图像识别技术的关键。同时,电子海图的结构及网络深度更高,传统图像识别算法已经越来越不能满足电子海图识别系统的性能要求。本文在研究海上电子海图识别结构及存在问题基础上,提出一种基于深度学习的图像识别模型,建立电子海图识别的多层次网络结构,最后对算法进行仿真。结果表明算法有效提高了图像识别的精度及效率。     

基于计算机的海上避碰模拟系统开发

海上船舶碰撞事故威胁着海上航运的安全,造成大量经济损失的同时还会危及船员的生命安全。为了提高海上航运经济性和安全性,研究船舶的海上避碰技术有重要意义。本文主要结合计算机技术和多雷达数据融合技术,研究了一种基于计算机的海上避碰模拟系统,利用该船舶避碰模拟系统,可以实现对海域内航行船舶的碰撞几率预测,并对航行线路进行合理的规划,从而提高船舶航行的安全性。     

电子海图信息系统(ECDIS)在船舶航行中的应用

为进一步丰富电子海图信息系统的功能,更好地发挥电子海图信息系统在海上航行中的作用,本文主要介绍ECDIS与雷达、AIS、VTS的兼容作用,进行数据融合,优势互补,为船舶导航提供可靠的信息。通过兼容作用确保船舶安全航行、船舶避碰和岸基服务具有十分重要的意义。     

推荐算法的船舶电子海图数据相似性检索方法

以提升船舶导航路线制定质量为目的,提出推荐算法的船舶电子海图数据相似性检索方法,提高电子海图数据相似性检索质量。通过加权核范数算法填充船舶电子海图数据稀疏评分矩阵,通过协同过滤推荐算法计算检索目标与电子海图数据间的评分相似性以及类别相似性;根据评分相似性与类别相似性,得到基于评分相似性与类别相似性的电子海图数据推荐预测评分,以动态加权方式得到电子海图数据相似性检索结果。实验证明：该方法可有效完成船舶电子海图数据相似性检索;不同电子海图数据评分矩阵稀疏度时,该方法电子海图数据相似性检索的归一化折损累积增益均较高,即检索精度较高。     

电子海图的配备要求与现状

结合SOLAS公约对电子海图的要求,对电子海图显示与信息系统进行确切定义,分析了目前船舶配备的各类电子海图系统的不同地位,提出我国海事部门、水道测量部门、航运企业、培训机构应对电子海图配备及早采取措施。     

网络环境下船舶运行状态数据的实时监控

随着科技的不断进步,船舶正朝着自动化和专业化不断发展,但也正因如此,海难事故和海盗劫船事件频繁发生。因此,及时建立一个有效的航海交通实时监视监控系统引起越来越多航运人员的关注。当下我国航运技术的飞速发展,通信功能导航系统逐渐得到应用。因此提出了基于GPRS系统的船舶实时监控系统设计。利用GPRS永远在线的特点把船舶航运状态数据快速传输到网络电子海图平台,方便进行实时检测。对该系统进行时效性仿真模拟,仿真结果证明,该系统可以有效的对海上交通进行实时监控,及时反馈海上交通信息。对遭受到海难事故的船只进行迅速的响应救援,大幅度降低了海难事故的发生,维护了人们的生命财产安全。     

S-57标准电子海图及其在航海中的应用

随着电子海图系统在船舶上的逐步普及，越来越多的人开始关注并加入到电子海图相关标准及系统的研究中来，文章从电子海图数据采用标准、数据信息显示系统两大方面对电子海图进行了介绍，分析了电子海图的现状及发展趋势，论证了电子海图在保障船舶航行安全方面的重要作用。     

现有船安装ECDIS的问题探析

电子海图信息与显示系统(简称ECDIS)是一种革命性的新式船舶设备,彻底改变了船舶的导航方式,逐步会取代传统的纸质海图。现有船安装ECDIS是一项复杂的系统工程,将从多个方面对船舶驾驶和管理产生影响。按照加装ECDIS的必需环节,从施工时机、产品选择、安装方案、数据供应、船舶管理等5个方面,探讨现有船安装ECDIS可能遇到的问题,并提出应对措施和建议,以期为航运企业的船舶管理人员提供参考。     

电子海图信息系统（ECDIS）的发展及应用

船舶交通管理系统（VTS,Vessel Traffic Service）是在当代科学技术充分发展进步的背景下产生的,旨在将先进的计算机技术、通信技术等应用于船舶交通管理中。其主要功能是改善海上交通环境,从而保障船舶航行的安全、提高航运效率、保护海洋环境。在船舶交通管理系统中,信息至关重要,文章针对VTS中涉及电子海图信息系统（ECD IS）的相关技术及其应用进行了探讨。     

面向航海CAI教学的网络电子海图平台建设研究

电子海图显示与信息系统的出现，改变了船舶驾驶人员传统的海上作业（如航线设计作业等）的方式，为使船舶驾驶人员掌握并适应这一新的航海设备，满足电子海图显示与信息系统的需要，建设一套交互式网络电子海图教学平台是必要的。通过分析CAI教学的基本原理与模式，结合我国航海教学的实际情况，提出了面向航海CAI教学的网络电子海图平台建设思路。     

基于电子海图的远程巡航鱼雷路径规划技术研究

通过研究矢量电子海图数据结构,提取远程巡航鱼雷执行任务关心的海洋环境信息,裁剪无关数据。将矢量数据渲染成为远程巡航鱼雷自主决策系统能够识别的信息格式。本文研究了基于电子海图的航路规划技术,实现远程巡航鱼雷在无人干预条件下按照预先任务自动规划航线,从而提高远程巡航鱼雷的自主决策能力和执行复杂任务及协同工作的能力。