基于傅里叶分析的舰船航行安全监控系统

针对当前舰船航行安全监控系统在运行时,监控测量精度较低,导致系统测量的周期性脉冲信号较为分散的问题,设计基于傅里叶分析的舰船航行安全监控系统。硬件部分设计舰船航行安全监控控制器,实现监控控制模块功能,设计安全监控信号输出接口,分析船用发动机各种状态参数。软件部分设计采用高精度傅里叶分析法,接收监控测频数据,制定串口通信程序数据分析过程。设计监控信号接口输出代码,通过监控信号接口输出分析结果,完成舰船航行安全监控系统设计。测试结果表明,基于傅里叶分析的舰船航行安全监控系统监控测量的周期性脉冲信号较为集中,能够有效提高监控测量精度。     

基于云推理的舰船安全状态评估模型

为了提高舰船通信和航行的安全性能,提出基于云推理的舰船安全状态评估模型,采用均衡博弈方法构建舰船安全状态评估的约束参量模型,结合自适应转发控制协议进行舰船安全状态评估的目标函数构建,采用云推理算法进行安全状态评估目标函数的优化求解,设计服务接口模式进行舰船航行状态的调度和安全评估,采用Lyapunove指数预测算法实现舰船安全状态有效预测和评估。仿真结果表明,采用该方法进行舰船安全状态评估的准确度较高,对舰船航行和调度的有效性较好,确保了舰船运行状态安全。     

基于大数据分析的船舶航行安全自动评估系统设计

为了提高船舶航行的安全性,构建船舶航行安全自动评估系统,提出基于大数据分析的船舶航行安全自动评估系统设计方法。采用航向陀螺仪、三轴磁力计等敏感传感器进行船舶航行姿态参数采集,根据采集的船舶航行姿态数据进行大数据特征重组,建立船舶航行姿态参量大数据库,设计数据访问调度和参数融合算法,进行船舶航行安全大数据信息调度和特征分析,进而实现船舶航行安全自动评估。在嵌入式ARM环境下进行系统的软件开发,实现系统优化设计。仿真结果表明,采用该系统进行船舶航行安全自动评估的准确性较好,船舶航行安全信息大数据访问调度的实时性较高。     

水下航行器运行系统的SysML模型设计

为在嵌入式水下航行器运行系统中,快速提取舰船通信关系维护所需的传输数据信息,增强通信信息传输稳定性,设计水下航行器运行系统的SysML模型。借鉴民机研制经验,以导航传感器作为核心应用设备,构建必要的导航数学模型,分析水下航行器运行系统的组成特性。定义船舶航行数据,通过构建语义映射关系,确定SysML理念相关的信息扩展能力,实现水下航行器运行系统SysML模型的顺利应用。实验结果表明,水下航行器运行系统SysML模型的舰船通信数据提取速率较快,能够有效增强通信信息传输稳定性。     

基于区块链的舰船航行大数据共享安全认证研究

传统大数据共享安全认证方法经常出现错误问题,影响舰船航行大数据共享效率。为此,提出基于区块链的舰船航行大数据共享安全认证研究。根据舰船航行大数据的种类,计算出舰船航行大数据共享的总直接信任度,利用区块链技术对舰船航行大数据预处理,得到舰船航行大数据块标签,利用区块链技术确定每一个大数据子块的哈希值,判断舰船航行大数据共享的完整性,实现舰船航行大数据共享的安全认证。实验结果表明,所提方法在舰船航行大数据共享的安全认证中具有更高的可靠性和鲁棒性,从而提高了舰船航行大数据共享效率。     

基于差分进化算法的船舶电网系统状态评估研究

船舶电网系统状态对于船舶安全航行产生直接影响,为此研究基于进化差分算法的船舶电网系统状态评估方法,保障舰船安全航行。采用文献法与专家咨询法构建初始舰船电网系统状态评估指标体系,利用进化差分算法在初始评估指标体系内筛选指标,构建最终用于评估舰船电网系统状态的指标体系。采用模糊综合评估方法,确定评估结果划分等级,计算评估指标权重值,构建综合评估矩阵,通过评估矩阵与权重值实现舰船电网系统状态模糊综合评估,获取评估结果。测试结果显示,该方法所构建评估指标体系的整体Cronbachs’α系数值在0.85以上,显著高于标准值,且所得评估结果与舰船电网系统当前状态一致,说明了评估结果的准确性。     

基于大数据分析的舰船航行轨迹预判研究

现有舰船航行轨迹预判方法存在轨迹预判模式不完善的问题,导致航行轨迹点覆盖程度较低,设计一种基于大数据分析的舰船航行轨迹预判方法。获取舰船航行数据,定义并插补舰船航行基准数据,利用密度聚类算法挖掘航迹图谱,计算航线轨迹点距离,设定航行异常阈值,基于大数据分析设置轨迹预判模式,实现轨迹预判方法设计。实验结果表明,此次设计的轨迹预判方法,其航行轨迹点覆盖程度均值比其他2种现有轨迹预判方法分别高13.621%,12.138%,证明融合了大数据分析的轨迹预判方法更加有效。     

风浪中保证舰船航行安全的水文气象预报自动化系统

简要阐述了大风浪中舰船航行安全与水文气象自动化系统建设的关系，指出，在研讨大风浪中舰船航行安全时，必须注重水文气象自动化系统的建设，即研制船基方式的水文气象预报自动化系统。该系统对于防止大风浪中舰船航行事故具有重要意义；介绍了船基方式水文气象预报自动化系统的总体设计方案，主要分系统的基本内容、功能和特点，系统所解决的主要技术问题。     

基于大数据与人工智能的舰船避碰路径优化调度算法

舰船航行路径中存在许多障碍物,当前舰船避碰路径优化调度算法存在障碍物识别正确率低、规划路径长,不仅无法获得最优的舰船航行路径,而且不能保证舰船航行的安全,为了获得最优的舰船航行路径,设计了基于大数据与人工智能的舰船避碰路径优化调度算法。首先分析当前舰船避碰路径优化调度算法的工作原理,找到弊端,然后引入大数据分析方法建立舰船避碰路径优化的数学模型,实现障碍物识别,并采用人工智能技术——遗传算法找到最优的舰船避碰路径,最后进行舰船避碰路径优化调度算法性能的仿真测试,结果表明,本文方法可以更快找到最优的舰船避碰路径,舰船避碰路径更短,不仅减少了舰船航行的时间和成本,而且可以准确识别各种舰船障碍物,具有显著的优越性。     

分布式海上舰船远程监控系统算法研究

海上舰船机舱监控系统通过对机舱内运行的动力系统监控,实时获取运行的参数及状态,通过对数据及图像的分析处理来发现或预知问题以便及时修理。所以一个精确﹑实时性好的舰船监控系统是保障其航行安全必不可少的设备之一。相比较于传统的单中心平台舰船监控系统,分布式网络监控平台具有更高的时效性。本文在研究现有舰船机舱监控系统的基础上,对系统中的数据库建立﹑大数据融合以及图像信号处理以及实时性通信等关键问题进行优化,并给出系统的整体实现方案。