船舶航行信息分层采集优化算法

针对传统采集优化算法在不同采集周期内得到的簇首节点分布不均匀,导致各个节点之间在采集信息、融合数据以及传输信息时会产生相互干扰的问题,研究一种船舶航行信息分层采集优化算法。首先使用决策树计算船舶航行信息增益值,对船舶航信信息进行分层,计算不同信息层次中特征的互信息量,得到航行信息数据离散特征,采用凸优化策略不断改进得到的离散特征,选择一项离散特征作为二值化层次阈值的采集值,将二值化层次阈值采集值分布在采集区域中,计算出采集区域内最优簇首数,完成船舶航行信息分层采集算法的优化。实验结果表明,与传统采集优化算法相比,船舶航行信息分层采集优化算法得到的簇首节点分布均匀,不会产生节点采集干扰的现象。     

基于数据驱动的船舶航线实时优化

为了给不同海况下的船舶安全航行提供保障,设计基于数据驱动的船舶航线实时优化方法。利用数据驱动方法采集船舶历史航线、海域风速、风向、波高等海况数据,选取K-means聚类算法聚类海况数据,构建海况知识库。依据海况知识库内的船舶航线信息与航线转向点信息,划分船舶航线为不同航段。依据船舶航线的航段划分结果,以航行总时间最短以及总油耗最低为目标函数,设置船舶航速约束与转向点位置约束作为约束条件,构建航线实时优化模型。选取蚁群算法求解所构建的优化模型,输出航线实时优化结果。结果表明,该方法可以实时优化航线,降低船舶的航行时间与主机油耗,适用于不同海况的船舶航行。     

主动式RFID技术的船舶航行环境信息实时采集方法

实时采集船舶航行环境信息,不仅能提高航行安全性,还能提升航行效率,为此,研究采用主动式RFID技术的船舶航行环境信息实时采集方法。在主动式RFID标签内存储航道附近的航道与水文等航行环境信息,并安装至船舶航行的航道附近;通过触发器发射信息采集指令的低频触发信号,当主动式RFID标签进入低频触发信号范围内时,主动式RFID标签利用自身电源生成电流,并由天线发射航道与水文等环境信息的电磁波信号至RFID读写器;利用RFID读写器解码接收的电磁波信号,得到航道与水文等信息,完成船舶航行环境信息实时采集;通过概率功率控制的防碰撞算法,降低主动式RFID标签碰撞发生概率,提高信息实时采集精度。实验证明,该方法设计的触发器具备较优的信号触发性能,可有效实时采集船舶航行环境信息,且信息实时采集精度较高。     

利用卡尔曼滤波预测船舶航行轨迹异常行为

随着计算机控制技术的飞速发展,在船舶的航行预测和控制领域,人们相继开发出了各种智能化的预测算法,从而保证了船舶航行的安全。在船舶的行为预测和控制中,需要大量的传感器对船舶的姿态信息、设备状态信息和通信导航设备信号进行采集,因此本文着重研究了信号的滤波算法。本文提出了基于卡尔曼滤波算法的船舶航迹跟踪技术,并针对船舶的航行特点,建立了适当的运动模型和状态方程,最后通过仿真实验,对扩展卡尔曼算法的目标跟踪性能进行验证。     

物联网感知层查询树算法在舰船避碰系统中的应用

为解决传统船舶航行避碰效果不佳的问题,对物联网感知层查询树算法在舰船避碰系统中的应用情况进行分析。通过对舰船避碰系统结构框架进行分析,采集船舶航行参数及船舶最佳航行路线。基于参数采集结果,进一步对舰船避碰系统中的物联网感知层查询树算法性能进行优化,实现对舰船避碰系统的有效控制,保证船舶航行安全。最后通过实验证实,物联网感知层查询树算法在舰船避碰系统中的应用,对船舶航行具有更加精确有效的控制效果,充分满足研究要求。     

基于数据挖掘的船舶航线自动控制技术

构建船舶航行运动学模型,分析船舶航海过程中的关键参数以及控制参量,通过数据挖掘采集船舶航线自动控制参量和关键数据,采用自适应信息融合方法融合关键数据中的特征.获取特征性路径条件后,采用大数据蚁群优化算法,优化特征性路径条件和自动控制参量,实现船舶航线自动优化控制.结果表明,该技术具备可靠的船舶航线挖掘性能,可获取最佳的...     

Situation and prospects of shipboard integrated power system reconfiguration technology北大核心CSCD

当前,船舶综合电力系统(IPS)正朝着复杂化、模块化、自动化方向发展,研究快速、稳定、能够应对各种突发状况的船舶综合电力系统重构技术对保障船舶安全和可靠航行具有重要意义。首先,综述当前国内外在船舶综合电力系统重构技术方面的研究进展,讨论集中式重构和分布式重构的特点,并对数学优化算法、启发式算法、人工智能算法等进行归纳总结;然后,分析面对多重并发故障时重构技术所面临的困难与挑战,提出需重点关注混杂系统建模和分层分布式重构框架的建立;最后,从重构模型建立、算法优化、分布式架构等方面对未来船舶综合电力系统重构的发展提出设想和建议。     

船舶装备在线采购异常信息智能检测系统

针对传统船舶装备在线采购异常信息检测系统,信息检测速率低的问题,设计分布式船舶装备在线异常信息智能检测系统。设计出入局信息采集设备,对采购信息进行分光收集,建立信息应用层,将采集信息进行IP协议还原和TCP协议还原,形成数据流存储于协议层内,建立规则树,将规则异常数据与数据流进行匹配,实现船舶装备在线采购异常信息检测。实验数据表明,相比较传统检测系统,设计的分布式异常信息检测系统检测速率提高近17%,具有更高的信息智能检测效率。     

无线传感器网络的航行环境信息采集系统

针对当航行环境信息采集精度低,采集时间长等缺陷,设计了基于无线传感器网络的航行环境信息采集系统。首先对航行环境信息采集系统的工作原理进行分析,并采用无线传感器网络对航行环境信息进行采集。然后对航行环境信息进行融合,减少传感器节点之间的航行环境信息冗余,加快航行环境信息传输速度。最后对航行环境信息采集系统的性能进行测试。结果表明,本文系统能够对航行环境信息进行高精度的采集,而且航行环境信息采集速度快,较好解决了当前航行环境信息采集过程中存在的不足,具有广泛的应用前景。     

AR技术下船舶导航系统交互界面设计

为充分利用AR技术优势设计船舶导航系统交互界面,合理展示船舶航行环境以及航行路线,确保船舶航行安全,提出AR技术下船舶导航系统交互界面设计方法。合理设计船舶导航系统交互界面架构,有效采集与预处理船舶航行环境信息,利用AR技术构建船舶航行环境三维虚拟模型,经法线贴图,凸显模型表面的细小轮廓特征后,使用改进插值算法完成模型渲染,增强模型高光效果,提升船舶航行环境以及航行路线可视化效果。实验结果表明,应用该方法能够设计出效果较好的船舶导航系统交互界面,导航效果理想,可确保船舶安全稳定航行。