基于AIS数据的船舶航行安全评价模型构建

针对现有船舶海上航行安全度求解复杂、参考因素权重确定困难等方面的不足，研究影响评价模型准确性的数据来源、模型构建方法等问题，提出一种基于关系型数据库的船舶重要指标筛选方法和数据库构建及检索设计方案。构建基于模糊数学方法、层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)和专家评价法的船舶碰撞危险度(Collision Risk Index, CRI)求解模型，并根据实船自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)数据对船舶航行安全评价数学模型和构建的数据库进行验证。结果表明，基于AIS数据的船舶航行安全评价数据库具有较好的可靠性和易用性。船舶航行安全评价模型计算结果可信，符合专家经验及《国际海上避碰规则》要求，可为船舶海上航行安全评价提供技术和理论支持。     

海事船动态监控管理设计与研究

本文主要是针对海事船舶系统的设计和实现,借助数据库存储与管理船舶信息,详细地探讨了船舶系统的设计与实现的整个过程。对数据收发模块依旧存在一定的突出问题,例如管理范围受到了AIS基站覆盖范围的约束、基站设备维修费用很高、难以保证做到直接双向的沟通、港内船舶AIS终端安装不是特别的规范等现象。本项目旨在构建一套功能相对比较齐全的海事船舶系统,促进船舶能够安全航行,具有一定的现实意义。     

改进灰色模型的船舶航行轨迹自动预测研究

为实现更加精准、自动化的船舶航行轨迹预测,利用改进灰色模型,提出一种基于改进灰色模型的船舶航行轨迹自动预测方法。在船舶航行中的AIS数据中对船舶航行轨迹数据进行提取,其中AIS数据具体包括船舶航程数据、船舶动态数据以及船舶动态数据。通过数据估计算法插补缺失数据,分为2个步骤,第1步是对插补数据进行识别,第2步是对其进行插补。通过改进灰色模型对船舶航行轨迹进行自动预测,主要使用基于缓冲算子改进的灰色模型构建船舶航行轨迹自动预测模型。选取某船舶服务项目中包含的船舶AIS数据作为实验数据,对设计方法进行实例测试。测试结果表明,设计方法的数据提取质量较高、预测模型的误差较小,具有广阔的市场应用前景。     

利用AIS数据挖掘生成船舶航迹点方法研究

由于船舶航行受海上环境的影响而产生航迹误差,为了准确控制船舶航行轨迹,提出利用AIS数据挖掘生成船舶航迹点方法研究。根据AIS数据挖掘算法,提取船舶航行轨迹点数据特征,利用船舶航行轨迹点数据库中航行线路设置信息与目标对象运动信息之间的相似性,挖掘出船舶航迹动力定位数据,将AIS数据挖掘算法映射到船舶海上航行领域中,提取出AIS船舶位置采集点,通过设定阈值得到船舶航行转向点,将所有转向点连接成线,初步生成船舶航行轨迹点,利用船舶轨迹点生成流程,实现船舶航行轨迹点的生成。实验结果表明,基于AIS数据挖掘的船舶轨迹点生成方法在精度和时间上,都可以准确控制船舶航行轨迹。     

基于LabWindows/CVI的数据采集系统软件设计

基于LabWindows/CVI软件开发平台,设计了ARINC429数据采集系统。该设计采用线程安全队列开辟的缓冲实现线程间的数据传输安全,利用动态链接库解决USB数据采集卡与应用程序之间的通信,利用数据库技术完成数据的存储和回溯。     

基于船舶航行的海洋环境信息数据库设计

安全的船舶航行需要详细的海洋信息资料,但是由于信息多样化,数据来源不一,造成数据的存储格式也不尽相同,难以共享。本文经过数据采集、处理,利用Qt与Oracle相结合的方式建立海洋环境信息数据系统。采用电子海图基础显示平台作为基础界面,Oracle作为后台数据库,数据信息显示作为上层客户端,通过对数据库整体设计、数据表结构设计和界面可视化设计,使该数据库系统能够高效快捷为用户提供丰富的数据查询分析及数据修改功能,方便船舶航行。     

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。     

信息共享与服务系统的研究开发

近年来,随着IMO(International Mariti me Organization)对船舶配备AIS(Automatic Indentification System)设备强制性要求的实施,世界沿海国家AIS基站建设迅速发展,AIS的应用日益普及。利用AIS资源,建立广泛共享、实时服务的船舶助航信息服务新体系将有助于船舶的航行安全。研发AIS基站网络系统收发接口、AIS服务器及数据库、AIS信息WEBGIS(Web Geographic Information System)平台,实现以符合国际I HO-S57标准电子海图数据为基础,叠加实时的AIS信息,运行于互联网上的AIS信息WEBGIS平台。用户通过有线或无线的方式登陆互联网,在通用的网络浏览器上,可以方便、及时地浏览、查询和获取AIS及船舶助航信息。同时管理部门可用该平台通过AIS基站播发AIS安全信息及航标动态信息。     

基于Spark的船舶航行轨迹聚类方法

依托船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)数据,利用云计算并结合聚类算法,对船舶历史数据进行轨迹聚类分析,构建船舶航行正常轨迹模型,为实时检测船舶异常轨迹奠定基础,进而为提高水上交通监管智能化水平提供新方法。针对目前轨迹聚类算法效率低等问题,基于Spark内存计算技术及数据分区思想,提出一种改进的并行子轨迹聚类算法SPDBSCANST(Parallel DBSCAN of Sub Trajectory Based on Spark)。以长江航道武汉段船舶航行数据为例进行试验验证,并通过可视化方式呈现。结果表明,改进后的算法的聚类效率和效果都有明显提升。     

AIS专业培训势在必行

全球船载自动识别系统(AIS)将给船舶航行安全带来重大的变革.国际海事组织IMOMSC73会议通过AIS强制性安装议案,要求2002年7月1日前建造的从事国际航运的各类船舶必须于2003年7月1日到2008年7月1日前配备AIS设备,而AIS是集船舶碰撞、船舶自助识别、船舶跟踪、船位报告、航行数据记录等为一体的综合系统.船员对该项技术的熟练程度,必将影响到船舶航行安全及AIS功能的正常发挥,而只有通过必要的相关培训才能达到相应的效果.     

构建内河AIS桥涵标的设想

随着AIS船载终端的普及,AIS技术得到应用越来越广范的应用,它为船舶航行安全起到了重要作用。利用AIS技术,构建内河的AIS桥涵标,可以是实物桥涵标的重要补充,它可以保证船舶在雨天、雾天等能见度很低的情况下航行时,通过AIS终端及时发现前方桥墩,避免碰撞,并通过电子屏幕上的显示,及时了解桥孔净高等通航数据,这将对内河船舶航行安全有着重要的现实意义。     

浅析AIS在船舶航行及避碰中的应用

AIS是海上航行安全信息交互通信系统的重要组成部分,也是船舶避碰助航仪器之一。这个系统通过船船或船岸之间在VHF信道上自动交流航行信息,旨在加强海上人命安全、提高航行效率和保护海洋环境。本文主要介绍我在实际工作过程中使用的AIS设备"FA-150"型号来分析AIS在船舶航行及避碰中的应用,通过与雷达探测目标信息对比说明AIS的优势和局限性。结合实际工作体会,总结AIS在船舶航行及避碰中的应用。     

基于多线程的AIS信息处理与存储

PC机能够从AIS设备接收信息进行处理与存储。AIS信息是以NMEA语句的形式出现的,主要有13种,符合IEC61162-1和ITU1371-1协议。分析信息的构成和解析信息得到数据的方法,并使用Delphi多线程的技术完成对AIS信息的解析,数据存储于SQL Server2000数据库中,满足了长期数据存储的需要。     

复杂环境中高可用船舶AIS大数据信息处理方法

提升复杂通航环境下船舶航行安全性,提出复杂环境中高可用船舶AIS大数据信息处理方法。选取分布式架构作为船舶AIS大数据的信息处理架构,采集船舶AIS数据,对数据实施报文解析处理,利用云计算节点将完成AIS大数据传送至Oracle数据库。Oracle数据库采用同步复制技术,利用Markov链建立可用性评估模型,依据可用性评估结果确定分布式数据库的最佳接管方案,提升AIS大数据的可用性。选取Dbscan算法完成数据聚类,数据聚类结果为舰船目标识别等应用提供数据基础。实验结果表明,该方法可以有效处理船舶AIS大数据,数据聚类的类内相似度高于0.93,信息处理可用性高。     

基于AIS的船舶航行搁浅风险预警建模研究

为保障船舶航行安全,基于船舶AIS数据进行挖掘和统计分析,考虑船舶吃水及水位变化对航行搁浅风险的影响,建立了船舶航行搁浅风险预警模型,以为船舶动态监控及行为预警等研究提供参考依据,为有关部门决策管理提供支持。     

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。     

一种基于AIS数据的船舶航线自动规划方法

为采用航线自动规划技术设计出最优船舶航行路径,提出一种基于船舶自动识别系统(Automatic Identifi-cation System,AIS)数据和航行区域栅格化地图建立环境模型,结合蚁群算法求解最优航线的航线自动规划方法.对航行区域地图进行栅格化处理,利用海量AIS数据定义可通航栅格和障碍物栅格,结合邻接矩阵...     

AIS航标业务功能标准符合度检测系统研究

目前,AIS航标已成为港口航道基础设施之一,对船舶安全航行具有重要的意义,AIS航标设备业务性能完好性和可靠性直接影响船舶航行安全。本文在阐述AIS航标基本结构组成和业务功能基础上,针对AIS航标设备业务指标和性能指标要求,设计了业务功能标准符合度检测方案和检测流程,设计开发了AIS航标业务性能检测系统,并对业务功能标准符合度检测效果进行了系统展示和分析。结果表明,无论从可用性、操作性和检测效率上该平台都具有突出优势。     

船舶自动识别系统数据分布式存储方法

目前船舶存储自动识别系统(AIS)数据主要用关系数据库.随着时间的推移,积累的AIS数据量逐渐增大,面临的问题是如何高效率地存储和查询长期的AIS数据.现利用键值对构建AIS数据存储结构模型,通过建立分布式数据库来存储长期的AIS数据.实验结果表明:构建的分布式数据库模型可以存储海量AIS信息,基于键值对的数据存储结构提高了AIS信息查询速度,为船舶轨迹的长期查询提供了一种有效的方法.     

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。