多船舶同时航行中的调度数学模型设计与实现

在多船舶同时行进航道水上交通网络中,船舶拥堵容易导致水上安全事故,需要进行水上航道船舶航行调度。本文针对当前调度模型的吞吐量低,时滞较大的问题,提出一种基于船舶航行流量分簇预测的多船舶同时行进中的调度数学模型。构建多船舶同时行进的通行流量的信息感知模型,采用RFID标签识别技术进行船舶航行流量的数学统计,构建船舶进出港的交通态势预测多元状态方程,以历史测量信息作为先验统计量对方程进行优化求解,实现船舶航行流量分簇预测,以此为信息统计量进行交通调度。仿真结果表明,采用该模型进行多船舶同时行进调度,能提高单位时间内的航道通行量,且对航道船舶流量的预测精度较高,调度的时间开销较小。     

船舶避碰系统中的RFID物联网感知层查询树算法研究

船舶避碰系统是保障其安全航行的重要保障,基于RFID的射频识别技术是避碰系统主流技术,利用读写器读取对方船只标签信息,从而得到相邻船只的位置、体积、重量等信息,进一步计算合理的避碰策略。通过查询树算法循环读取相邻船舶标签,存在着时隙浪费问题,影响标签读取精度及实效性。本文研究了基于物联网RFID避碰算法结构,针对传统查询树算法缺点,改进标签获取后的数据检测流程,减少了查询算法的交互命令数,提高算法实效性。     

基于无线网络的船舶航道水深测量研究

基于无线网络的船舶航道水深测量方法提升水深测量效果,为确保船舶航行安全提供参考。以超声波测距传感器为无线水深测量节点,采集船舶航道水深数据,利用相关函数法预处理超声波信号,提升水深数据采集精度;汇聚网关利用基于网络编码的数据传输方法,转发采集的水深数据至中央处理器;通过中央处理器分析处理接收的数据,并存储至对应的数据库内;用户利用客户端调取数据库内的数据,实时查看船舶航道水深测量结果。实验证明：该方法可有效采集船舶航道水深数据,精准测量船舶航道水深;不同冗余系数下,该方法数据传输的能耗较低,具备较优的数据传输效果。     

基于IWRAP模型的长江口南槽航道整治工程通航安全风险分析

为了保障长江口南槽航道整治工程施工期间的通航安全,降低对施工水域通航环境和船舶航行安全的不利影响,对长江口南槽航道整治工程进行通航安全风险分析.采用IWRAP模型计算船舶发生对遇碰撞、交叉碰撞、追越碰撞的概率,并对工程施工期间的通航安全风险进行评估.计算结果表明,在航道船舶流量较大、施工船舶穿越航道频次较多时,航道(工...     

基于虚拟现实技术的船舶航行环境仿真系统

在影响船舶航行安全的诸多因素中,水文环境是重要因素之一,无论是航行在海域还是内河航道中的船舶,都会受到水文的影响.风浪与海流是影响船舶在海域中安全航行的主要因素,而在内河航道中,航行环境主要受到不良的通航水流条件及航道条件影响,正常水位时,船舶的航行不会受到影响,而枯水期和洪水期时,航行事故会显著增多.为使驾驶员能够识...     

基于网络感知信息的船舶航迹规划智能避障方法

为实现智能避障,确保船舶航行安全,设计基于网络感知信息的船舶航迹规划智能避障方法.高效感知船舶本身及附近环境信息,精准获取船舶本身及附近船舶位置信息.依据位置信息构建船舶航迹规划中碰撞危险度模型,判断本船是否存在碰撞危险.若存在碰撞危险,则采用模糊神经网络智能控制船舶航行方向完成智能避障.试验结果表明:该方法可精准感附...     

山区航道定位数据特性分析及航迹融合纠偏*

实现船舶精确定位及航行状态远程实时监控,不仅对船舶的安全生产和任务执行情况做到实时跟踪、监管,还可通过航行轨迹回放协助事故追责及为船舶本身提供安全导航与避碰服务。通过采集大量山区航道中船舶接收北斗、GPS定位信息,分析数据特征,提取了速度、航向特征;综合两种定位方法的优点,提出了一套完整的信息融合方案,实现北斗、GPS定位信息的航迹融合纠偏。为内河山区航道船舶安全航行和监管通过了可靠的定位数据源。     

广州港内伶仃岛附近水域船舶航行探讨

广州港内伶仃岛附近水域,船舶流量大、航道转向角度大、各种小型船舶横越航道频繁,船舶碰撞事故多发,特别是大量小型驳船和挖沙船未能严格遵守相关海事法律、法规,对该航段附近水域的船舶航行安全带来威胁,本文从引航员的角度分析其中原因并阐述了船舶航行要点。     

RFID技术在船舶物资储运识别中的应用

船舶在进行物资储运过程中,受物资类别与数量较大影响,对物资定位以及详细信息管理难度较大,为此研究RFID技术在船舶物资储运识别中的应用方法。该方法建立基于RFID技术的船舶物资储运识别技术框架,在该技术框架内,将RFID电子标签粘贴到船舶和物资上,利用RFID阅读器收集船舶物资RFID标签信号强度,再使用矢量形式描述待识别船舶物资信号强度与读写器采集到的船舶物资RFID标签信号强度,通过选择参考标签,计算参考标签与待识别船舶物资RFID标签欧几里德距离方式,获得待识别船舶物资位置,并通过二次加权方式对该位置进行修正,识别出船舶物资在储运过程中的位置。实验表明,该方法可有效识别船舶物资在储运过程中的位置,并对其位置误差进行有效修正,具备较好的应用效果。     

船舶航行轨迹的实时检测与校正数学模型研究

为解决因船体碰撞而造成的航行轨迹偏离问题,提出船舶航行轨迹的实时检测与校正数学模型。通过分析内河航道特征的方式,处理各航迹间的分区关系,完成船舶航行轨迹的实时检测关系定义。在此基础上,提取必要的航行轨迹节点,按照微簇特征向量的确定原理,计算校正时间复杂度的实际数值,完成船舶航行轨迹的实时检测与校正数学模型研究。对比实验结果表明,与Spark检测手段相比,应用新型数学校正模型后,轨迹点的定航偏向系数降低至1.36,避免了因船体碰撞而造成的船舶航行轨迹偏离行为。     

川鼻航道及附近水域碰撞事故及船舶交通流分析

川鼻航道及附近水域是沙角处辖区乃至广州局辖区碰撞事故最多的水域,广州沙角海事处辖区2004年至2009年共发生列入统计范围的事故34宗,占广州海事局辖区事故总量的36%,其中列入统计范围的碰撞事故18宗,在18宗列入统计范围的碰撞事故中,8宗发生在川鼻航道及附近水域,占44%。笔者是曾在广州沙角海事处从事海事监管工作并参与川鼻航道及附近船舶流和航行规律研究的一线执法人员,文中围绕川鼻航道及附近水域的特点和近几年来该水域发生的船舶碰撞事故及船舶交通流等相关情况进行分析,得出结论并提出相关建议,旨在探索监管规律,改变该水域事故多发的的局面。     

3D可视化设计在船舶航行状态监控系统中的应用

为打造具备全面、可视化显示能力的船舶航行状态监控系统,设计基于3D可视化的船舶航行状态监控系统。首先采集航行环境信息,计算船舶碰撞风险度,使用基于3D可视化设计的航行状态显示模型,将航行状态信息,全方位显示于3D可视化显示模块的界面之中,并对计算的风险度信息进行突出标识,实现船舶航行状态的远程、三维、可视化监控。经测试可知,此系统可以全面显示船舶的三维航行环境信息,且碰撞风险信息清晰突出,优化了船舶航行状态监控的全面性与可视化性能。     

基于物联网技术的船舶危险货物监测系统

研究物联网技术的船舶危险货物监测系统,实时、全面监测船舶危险货物,保障船舶危险货物运输安全性。该系统通过终端层内的RFID、多种传感器等设备,采集危险货物的固定信息以及状态信息,并通过构建RFID处理模型融合采集的信息,保证采集信息完整性;通过网络层将融合后的危险货物相关信息传送至监控层数据库中存储,同时监控层采用深度学习网络检测危险货物的实时状态,并通过监控中心和智能终端展示监测结果。测试结果显示：该系统能够获取危险货物的状态变化信息;保证阅读器在货物监测时均匀分布,避免RFID发生采集碰撞,全面读取货物信息;能可靠检测货物状态,判断货物是否发生泄漏或者损害。     

嵌入式技术船舶实时监控系统

船舶实时监控系统可以对船舶航行路径、航行状态以及周围海洋信息的实时监测分析,提高船舶安全航行能力,为此提出嵌入式技术的船舶实时监控系统设计方法。首先构建船舶实时监控系统的总体结构模型,监控系统由信号采集模块、信号处理模块、核心控制模块和输出模块组成,然后采用低功耗的嵌入式用ARM Cortex-M0为处理内核,监控系统通过RS232进行Linux终端控制,实现船舶监控系统的自动增益控制和远程控制,各种控制信号由CPLD产生,在输出终端输出8路D/A转换信号,实现船舶实时监控信息输出,最后系统测试结果表明,该系统进可以实现舶实时监控,具有较好的信号采集和数据分析能力,监控系统输出稳定性较好,且能实现监控异常报警。     

基于机器视觉技术的船桥防碰撞自动控制系统

为避免船桥发生碰撞事故,设计基于机器视觉技术的船桥防碰撞自动控制系统。利用双目视觉传感器采集船舶航行环境图像,由A/D转换芯片预处理环境图像,再利用双目视觉测距技术结合预处理的环境图像计算船舶与桥墩间的距离;通过全球定位系统采集船舶位置信息,利用改进差分进化PID控制方法得到舵角自动控制结果,再利用异步收发传输器根据控制结果生成自动控制指令,作用于船舵,完成船桥防碰撞自动控制。实验证明：该系统可有效采集船舶航行环境图像,计算船舶三维坐标;在不同航行环境时,该系统均可完成船桥防碰撞自动控制,且自动控制的稳定性较优。     

运用AIS航标的综合水文气象系统

文章通过探讨建立AIS航标综合水文气象系统,即利用传感设备采集航标附近区域的水文、气象等信息,通过AIS航标向过往船舶播发的同时并由邻近AIS基站实时回传数据,便于相关部门实时掌握、监测航道水文气象状况,以达到有效监管和向社会公众提供及时、准确、实用的水文气象等助航信息服务的目的。     

基于雾计算的航道流场实时态势感知

参照雾计算的基本原理,通过对传统航标进行技术改造,应用物联网、雾计算技术,能够使其成为提供新型服务的海上通信基础设施之一。基于雾计算的航道流场实时态势感知,通过雾计算接入网(Fog Radio Access Networks,F-RAN),整合新型航标、物联网设备、附近水域的航行船舶等集群节点的可用计算资源,对分布式传感器的大量数据进行实时计算,生成航道附近水域流场的通用态势图,特别是可能出现流切变、横流较大等重要航段的流场数据,实时发布给附近水域航行的船舶,以提前做好预判并采取适当的操纵应对措施,保障航道内的航行安全,提高船舶航行安全系数。     

一种应用于海上交通安全的智能船舶系统

全球船舶数量不断增长,出现了许多大型化和高速化的新型船舶,面对有限的航道资源,船舶的航行安全变得至关重要。因此为保障船舶在航行时的安全,人们建立高度智能化的船舶信息交换系统和自动识别避碰系统(AIS)。本文旨在改善AIS系统的功能,设计智能化的AIS系统,并基于模糊评价体系,对船舶的航行安全状况进行实时地监控,通过高斯滤波算法对控制信号数据进行处理,加强该智能系统在复杂环境下的自适应能力。     

控制河段船舶违规航行检测方法

长江上游控制河段狭窄、弯曲,为确保航道畅通和行轮安全,行轮必须根据信号台的通行指挥信号,单向、有序通过。一旦行轮未遵守通行指挥信号违规航行,极易发生船舶碰撞甚至搁浅等海事事故。基于AIS、视频监控和通行指挥信号提出一种控制河段船舶违规航行的检测方法,通过消除船舶倒影和拖尾水纹等噪声干扰,对船舶目标进行检测,通过多个摄像头轮流采集图像,实现多视场下跟踪船舶航迹;最后结合控制河段的通行规则,对违规航行行为进行判别。结果表明,该方法可对控制河段中违规航行船舶进行准确判别。     

内河弯曲航道船舶碰撞事故原因及对策

为有效减少弯曲航道船舶碰撞事故的发生,总结弯曲航道的特性,结合典型案例分析得出弯曲航道船舶碰撞事故的原因。针对事故原因提出减少弯曲航道船舶碰撞事故的对策:船舶在弯曲航道能见度较低时航行,驾驶员应加强瞭望,谨慎驾驶,正确使用灯光和声号;船舶之间要保持联系;根据水流合理设计航路;加强船员的安全意识,严格遵守船舶交通法规;提高船员的驾驶技术和心理素质;及时播报弯曲航道水流、能见度等信息。