船舶自动识别系统中的无线局域网通信技术研究

现有的船舶自动识别通信系统(AIS)主要用于VTS领域船舶报文的传输,其无线通信网络采用STDMA技术,信道负载率符合通信网络性能要求。随着海上船舶电子设备及业务种类的增加,通信信道负载加重,无线通信网络的吞吐量较易出现堵塞,如何建立合理的通信仿真模型对船舶自动识别系统的网络性能进行仿真是解决问题的关键。本文在研究现有船舶自动识别系统网络架构的基础上,设计一套AIS网络性能仿真系统,并进行仿真测试。     

基于无线局域网的船舶异常数据自动识别系统

船舶异常数据识别系统可以帮助管理人员了解当前船舶安全状态。为提高船舶异常数据识别结果,构建基于无线局域网的船舶异常数据识别系统。首先分析船舶异常数据识别的原理,提出当前船舶异常数据识别系统存在的局限性,然后通过无线局域网收集船舶异常数据,并对船舶异常数据识别进行相应的处理,最后构建船舶异常数据识别模型,并应用于船舶异常数据识别系统中。测试结果表明,本文系统的船舶异常数据识别正确率,误识率、漏识率均远远小于当前其他船舶异常数据识别系统,可以保证船舶的正常工作。     

物联网舰船自动识别通信平台设计

针对传统的舰船自动识别通信平台存在的数据传输效率低的缺点,设计物联网的舰船自动识别通信平台。首先,设计物联网的舰船自动识别通信平台的总体架构,根据总体架构,在计算机等硬件设施的基础上,分别对通信信息接收模块、信道分配模块、信号处理模块、舰船信息数据库模块开展设计,至此完成物联网的舰船自动识别通信平台的设计。与传统的舰船自动识别通信平台作比较实验,结果表明提出的物联网的舰船自动识别通信平台具有更高的数据传输效率。     

基于无线局域网的船舶通信信道负载率调控方法分析

传统船舶通信信道负载率调控方法,可以对通信信道负载率进行调控,但由于调控精度等级低,造成调控不及时的问题影响通信质量。为此提出基于无线局域网的船舶通信信道负载率调控方法。利用无线网络网关协议,接入无线网络环境,通过CLM多部分载频分析,完成无线局域网船舶通信信道模块的构建;依据BFP通信算法,完成信道负载状态字的输出,采用ACD调控模式,实现基于无线局域网的船舶通信信道负载率调控。实验数据表明,该设计调控方法较传统调控方法综合调控能力提升24.78%,其保证通信质量良好运行。     

基于数据挖掘的船舶通信网络失效节点自动识别方法

目前提出的舰船通信网络失效节点自动识别方法耗时时间较长,冗余节点关闭率较低。为了解决上述问题,提出基于数据挖掘的舰船通信网络失效节点自动识别方法。确定目标数据集,得到特征提取最优解集合和整体最优解集合,识别提取异常数据特征,建立异常数据聚类集合,引入数据密度系数计算i节点数据聚类结果优化数值。构建失效节点自动识别函数,得到检索半径的适应目标函数,深入挖掘数据,通过统一化处理实现网络失效节点自动识别。实验结果表明,基于数据挖掘的舰船通信网络失效节点自动识别方法的识别准确率在99%以上,耗时时间低于4 s。     

船舶通信网络安全风险评估云计算平台设计

以解决船舶通信网络安全风险评估问题,保障船舶通信网络安全为目的,设计船舶通信网络安全风险评估的云计算平台。从数据源内采集船舶通信网络相关数据并分别存储在不同类型数据库内,数据挖掘分析层分析所采集数据,构建由物理、软件、网络安全管理组成的船舶通信网络安全风险评估指标体系,利用风险评估模型获取船舶通信网络安全风险评估结果。船舶通信网络组件服务层将评估结果等以组件形式传输至船舶通信网络应用展示层内,向用户提供可视化结果查询等功能。实验结果显示,该平台能够准确评估船舶通信网络安全风险等级,保障船舶通信网络安全。     

基于云存储的船舶通信数据存储平台设计与应用

随着海洋各类电子信息广泛应用,传统的基于单中心的通信数据存储平台性能已经越来越不能满足数据类型及数据量的极速增长。基于云平台的存储系统可以通过分布式的物理资源对数据进行统一存储,不仅提高了存储数据效率,并且通过云存储中心可以对各种类型的存储数据进行检索,可实现不同物理地址数据的共享。本文针对不同区域的船舶AIS系统,在研究AIS数据信息特征的基础上,设计基于云存储的信息共享平台,最后进行仿真。     

船舶自动识别系统

船舶自动识别系统AIS（Automatic Identification System）是一种船舶导航设备，用于自动连续发出本船静态、动态和航次信息，安全短消息，同时也自动接收周围船舶发出的这些信息，并与海岸基站进行信息交互，达到船舶避碰、领航调度和航运管理等航行辅助决策的目的，提高船舶自动识别系统，对避免船舶碰撞事故发生，提高船舶安全航行有重大意义。本文介绍AIS的背景，发展以及应用等。     

船舶自动识别系统

船舶自动识别系统（ＡＩＳ）是一种新型的助航设备。在国际海事组织航行安全分委会讨论义题之前,船舶之间相互识别、相互跟踪的技术已经存在。一个完善的ＡＩＳ不仅要满足船上值班人员避碰的需要,还要满足岸上ＶＴＳ工作站监视港口、警戒海岸的目的。ＡＩＳ的最终目的是提高航运的安全。介绍国际组织在ＡＩＳ发展过程中的所作的努力,并探讨ＡＩＳ的发展现状和应用前景。     

通用自动识别系统的SOTDMA通信模型初探

以未来船舶通信导航系统中(AIS)采用的SOTDMA数字通信技术为基础，介绍了SOTDMA时隙预约算法和帧结构图谱，简化了SOTDMA数据链系统协议，提出了PC机运行环境下的时隙预约仿真模型。     

基于无线网络的舰船智慧导航系统

以实现安全精确舰船导航为目的,设计无线网络的舰船智慧导航系统。卫星和GPS接收器获取舰船位置等信息,并使用纸质海图导入功能获取电子海图,将电子海图和舰船位置信息发送到电子海图管理模块、查询统计模块和航行管理模块内,利用舰船导航模块实现舰船导航,使用电子海图管理模块和查询统计模块实现舰船运动轨迹显示、海图导出以及舰船当前位置显示等功能,采用坐标转换和墨卡托投影转换算法实现舰船导航。实验结果表明,该系统具备较好的信息接收功能,且其无线网络传输能力较好,在导航舰船时直角空间坐标转换差值较小,导航功能强。     

基于数据挖掘的船舶航迹自动识别系统

以充分掌握船舶航行动态为目的,设计基于数据挖掘的船舶航迹自动识别系统。该系统使用跟踪监控单元内的海事雷达和船载单片机监控终端获取船舶航行数据后,利用无线通信单元内的无线传感器、网络协调器等设备将船舶航行数据发送至数据存储与集成单元;利用该单元对船舶航行数据进行打包分发、在线压缩和存储等处理。航迹识别单元从数据存储与集成单元内调取压缩存储的船舶航行数据,并对其进行区域航迹提取、坐标转换和时间校准后,再利用基于数据挖掘的轨迹融合方法完成其航迹识别,然后将识别结果发送至展示单元呈现给用户。实验结果表明：该系统在应用过程中其运行稳定性接近99.5%,并且具备良好的通信传输能力;也可在船舶航迹复杂交错和存在其他船舶干扰情况下有效识别目标船舶航迹,应用效果显著。     

无线网络船舶远程快速通信系统

远程通信系统是船舶航行任务接收的重要支持,远程通信质量直接影响船舶航行执行任务,为此在无线网络的支持下,从硬件和软件2个方面,优化设计船舶远程快速通信系统。调整无线网络的拓扑结构,改装船舶通信数据无线收发器和数据处理器,通过电容耦合提高硬件系统的抗干扰性能。在硬件设备的支持下,设置无线网络通信协议,通过通信数据与可用空间的比较,选择合适的通信信道。最终在通信拥塞控制下,实现系统的远程快速通信功能。综合无干扰和有干扰2种环境中的系统测试数据统计结果,得出结论：与传统通信系统相比,设计系统的通信数据丢失量更少、受干扰程度更小,且在通信时延缩短了约2 200 ms,由此证明优化设计的远程通信系统在稳定性和通信速度方面更加具有优势。     

无线网络的船舶物流信息优化系统设计

为了解决当前船舶物流信息优化系统工作效率低,无法满足实际应用要求的难题,以提高船舶物流信息优化结果为目标,提出了基于无线网络的船舶物流信息优化系统。首先分析船舶物流信息优化系统的研究进展,找到各种系统的局限性,然后描述船舶物流信息优化系统的硬件组成,通过无线网络实现系统各个模块之间的通信和协调,并分析船舶物流信息优化系统的软件技术,对关键技术进行详细设计,最后与其他船舶物流信息优化系统进行对比测试,结果表明,基于无线网络的船舶物流信息优化效果要明显优于对比系统,克服对比系统存在的弊端,提高了船舶物流信息传输的成功率,具有更高的实际应用价值。     

舰船自动识别系统中的网络安全技术研究

随着我国海上及内河航运业的发展,各港口的集装箱运输量急剧增加,海上运输船只的体积与数量也随之增加,如何保障船舶的运行安全及效率是现代航运业的重要研究领域之一。同时,随着电子信息技术的发展,船舶自动识别系统(AIS)成为大型运输船舶必要电子装备,保障了各船舶之间的信息有效识别。本文研究现有的船舶自动识别系统,重点分析AIS电文信息解析及AIS信息处理系统,提出基于AIS系统的网络安全传输技术。     

海上局域网络信息干扰自动消除系统

现有海上局域网络信息干扰自动消除系统存在数据处理压力大、系统运行能耗高的缺陷,为此提出海上局域网络信息干扰自动消除系统设计研究。海上局域网络信息干扰自动消除系统硬件为局域网络信息传感器、干扰信息检测器与干扰信息自动消除装置单元,系统软件为局域网络信息读取与显示、干扰信息检测与干扰信息消除模块。通过系统硬件与软件的设计,实现海上局域网络信息干扰自动消除系统的设计。通过实验结果表明,与现有海上局域网络信息干扰自动消除系统相比较,设计的海上局域网络信息干扰自动消除系统降低了数据处理压力,系统运行能耗最低可达17.4 J,充分说明设计的海上局域网络信息干扰自动消除系统具备更好的消除性能。     

无人船无线传感网络远程遥控系统

传统无人船舶远程遥控系统,能够完成船舶的远程遥控工作,但存在遥控精度低,受环境影响因素大等问题,为此设计基于无线传感网络的无人船舶远程遥控系统。使用Zigbee无线高频通信频段,构建无线传感网络拓扑结构;根据无人遥控系统中节点数据指令,进行遥控命令数据解析,采用多种RREQ命令帧,实现无人船舶的安全准确控制,完成无人船舶远程遥控系统设计。实验数据表明,该无人船舶远程遥控系统比传统遥控系统航行精度提升57.83%,同时具有较强的抗环境干扰能力。     

基于无线传感器网络的船舶动力定位系统的研究

随着海洋开发领域的扩大,对船舶航行及停泊位置精确要求越来越严,动力定位系统成为大型船舶必不可少的设备之一。船舶动力定位系统通过传感器采集自身的动力状态及周围环境数据,再通过数据融合确定所需的推进力。针对采集数据分布广、类型多样的特性,利用无线传感网络分布式结构具有较好的处理性能。本文研究大型船舶动力定位系统数学模型,在此基础上设计基于无线传感网络的数据融合处理系统,最后进行仿真。