舰载双冗余以太网系统数据监测技术及实现

现代新型舰载作战系统普遍采用双冗余以太网技术．网络系统正常运行是发挥作战系统效能的基础,而网络数据监测采集则是维护网络正常运行的重要手段。结合舰载作战系统双冗余以太网环境,讨论在VxWorks下利用双Intel系列网卡完成数据监测的方法,并以此实现了网络数据监测采集系统。经测试及实际应用表明,该系统具备良好的性能和可靠的特性。     

基于模糊集理论的多层次船舶安全性评价模型研究

利用模糊集理论对于船舶的安全性进行综合评价研究,通过隶属度函数将船舶安全性分析的多种复杂模型信息定量化研究,采集关于船舶安全性的多种信息进行分析评价。根据采集到的多方面综合信息,通过隶属度函数的确定进行定量分析评价。从评价结果可看出,本文提出的基于模糊理论的多层次船舶安全性评价模型具有实际使用价值和较高的准确性。     

大数据挖掘在船舶通信网络安全预警中的应用

为了缩短船舶海上航行过程中通信网络安全的预警时间,确保船舶航行的安全性,提出大数据挖掘在船舶通信网络安全预警中的应用。利用数据采集工具包中的采集函数,设计船舶通信网络安全数据的采集流程,完成船舶通信网络安全数据的采集;基于船舶通信网络安全预警模型的构建过程分析,完成船舶通信网络安全预警模型的建立;最后通过船舶通信网络安全预警流程设计,实现了基于大数据挖掘的船舶通信网络安全的预警。仿真实验结果表明,基于大数据挖掘的预警方法相比基于态势感知的预警方法,发出预警信息的时间更短,具有较高的预警能力。     

船舶信息传输网络用户访问安全性研究

针对当前船舶网络信息用户访问传输系统中存在的精度低、速度慢,安全性能较差等问题进行深入研究,为保证舰船网络用户通信访问的安全性,提出基于统计学的船舶信息传输网络用户访问安全性算法。通过对船舶用户网络信息访问和传输安全的机密性、完整性、可用性向量进行分析,构建了网络信息传输安全评估体系。由此生成网络信息安全控制模型并对该模型进行安全性评估,以便实现多用户之间的网络信息访问传输资源共享安全控制,最终实现基于统计学的船舶信息传输网络的安全访问算法。最后对上述设计的有效性进行实验,实验结果表明,基于统计学的船舶信息传输网络用户访问安全性研究能够有效提高舰船网络访问控制的安全性,具有精准度高、评估速度快、安全性强等优势,对日常的大型船舶移动网络信息传输安全防护起到指导作用。     

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。     

多层交换技术及其在舰载网络中的应用

多层交换技术将交换技术和路由技术智能地组合在一起，它为各种结构的局域网提供了一个完整的解决方案。将多层交换技术应用于舰载冗余网络，可克服双总线冗余以太网存在的一些缺陷。本文主要对多层交换技术予以讨论，并简要介绍了一种应用多层交换技术构造舰载冗余网络的方法。     

船舶监控网络入侵检测系统设计

为了提高船舶监控网络的安全性,进行网络入侵的准确检测,提出一种基于数据流的船舶监控网络入侵检测系统设计方法,采用数据流异常特征检测方法进行网络入侵检测算法设计,采用自适应波束形成方法进行船舶监控网络传输数据流的聚焦处理,提取船舶监控网络传输数据流的多源波束特征量,实现异常监控识别,对提取的异常监控信息进行分类处理,实现入侵检测。在嵌入式ARM环境中进行入侵检测系统软件设计。仿真结果表明,采用该系统进行船舶监控网络入侵检测的准确性较高,网络安全性较好。     

船舶信息传输网络的安全访问算法研究

为保证舰船通信安全性,提出一种基于统计学的船舶信息传输网络的安全访问算法。建立船舶信息传输网络访问控制矩阵,生成基于安全控制的多角度模型,实现多用户之间的资源共享控制,通过建立船舶信息传输网络并发多媒体负载访问的排队模型,并利用统计学对访问请求允许最大时间的统计概率与船舶信息传输网络中并发多媒体应用数量之间关系进行计算,实现基于统计学的船舶信息传输网络的安全访问算法。实验结果表明,所提算法能够有效提高舰船网络访问控制的安全性。     

船舶网络安全防护下入侵病毒检测及防御研究

传统的船舶网络安全防护下入侵病毒检测及防御方法性能较差,为此提出船舶网络安全防护下入侵病毒检测及防御方法研究。采用稀疏自编码器对采集的船舶网络信息进行编码,通过神经网络算法对入侵病毒进行检测,以检测到的入侵病毒为依据,采用聚类方法对其特征进行提取,构建入侵病毒防御模型,通过模型实现了船舶网络安全防护下入侵病毒的检测及防御。通过实验可得,提出的船舶网络安全防护下入侵病毒检测及防御方法有效防御率比传统方法高出31.5%,说明提出的船舶网络安全防护下入侵病毒检测及防御方法具备更好的性能。     

灰色模型的船舶物联网异常行为实时检测

当前船舶网络异常行为检测逐渐成为航海领域研究的重点问题之一,为了更好保障船舶航行效果,避免航行过程中信息传输和处理的干扰问题,对灰色模型的船舶物联网异常行为实时检测方法进行优化,基于传统实时检测过程中,数据量较大、处理效果不佳、准确率低等问题,结合灰色模型,对船舶网络信息特征行为进行采集和去噪处理,实现对船舶异常行为信息的有效分类和传输,以提高船舶网络异常行为实时检测的准确性和有效性。最后通过实验证实,灰色模型的船舶物联网异常行为实时检测方法在实际应用过程中,处理效果明显更好,且准确性也得到明显提高,充分满足研究要求。     

船舶无线传感网络安全态势异常检测方法

为了更好保障船舶航行安全,避免船舶航行过程中常见的无线传感网络异常导致的船舶航行过程中信号网络信息处理效果不佳的问题,对船舶无线传感网络安全态势异常检测方法进行研究。通过对无线传感网络安全信息进行采集分类,实现对船舶网络信号特征的实时检测和提取。根据检测结果进行无线传感网络安全异常数据的修正,提高船舶网络运行安全。实验证实,船舶无线传感网络安全态势异常检测方法在实际应用过程中具有更高的准确性,可以更好实现对复杂船舶网络数据异常区域进行快速检测和修正的研究目标,从而更好地提高船舶航行安全效果。     

VTS与AIS联合船舶物联网信息融合关键技术

随着船舶物联网技术的广泛应用,为船舶管控、状态监测、环境探测等提供了新的模式。船舶物联网的基础是AIS和VTS系统,单一系统的采集信息无法全面分析船舶运行状态,同时,多个系统的采集信息存在冗余相关,如何实现信息的有效融合,成为船舶物联网技术发展的关键。本文设计分布式船舶物联网信息融合模型,提出以灰色理论为基础的航迹关联模型和以Kalman滤波算法为基础的航迹融合模型,有效提高AIS和VTS系统间信息融合的效率和准确性,以及系统的可靠性和生存能力。     

工业以太网在船舶电力推进监控系统中的应用

为了优化船舶电力推进监控系统,对工业以太网在船舶电力推进监控系统中的应用展开研究。利用采集船舶电力推进设备信号,设计控制执行程序,完成基于工业以太网的船舶电力推进系统信号处理。在此基础上,连接变频装置,借助监控电路对异步电动机进行实时调试,完成船舶电力推进监控系统的搭建。实验结果表明,与集散型电力推进监控系统相比,基于工业以太网的监控系统可对船舶电力进行及时协调与调度,体现出了工业以太网在船舶电力推进监控系统中的应用价值。     

遗传算法在船舶运行轨迹大数据智能采集中的应用

针对当前舰船航迹数据采集方法信息更新速度慢、采集精确度低,无法满足海上航道信息采集要求的问题,提出了基于遗传算法的船舶运行轨迹大数据智能采集应用方法。分析和挖掘船舶航迹数据,得到船舶总体运行特征,优化航迹压缩算法,通过实时处理冗余信息并进行多层存储,噪声去除、插值和航迹分割大型船舶航迹数据,实现轨迹空间并行聚类,采用遗传算法简化航迹数据,得到多个块区域的点集合数据,并窗口化处理块区域,识别航迹通道边界,完成船舶航迹数据的精确采集。实验结果表明,所提方法的信息更新速度较快,能够有效提高采集精确度,满足船舶航行轨迹采集要求。     

船舶用无线传感网络的通信节点优化与控制选取技术

随着当前船舶自动化、高速化的发展趋势,船舶通信设备功能也日趋复杂,对无线网传感通信控制技术要求也逐渐增高。无线传感通信网络控制技术的运行效果直接影响船舶航行安全,由于船舶航行过程中数据种类复杂多样,传统船舶网络通信控制技术难以及时对船舶网络信息节点进行优化。因此,对当前常用的船舶无线传感网络通信控制技术进行分析,结合环型拓扑结构的以太网的交换机模型对通信节点优化控制方法进行创新,从而改善传统方法中存在的数据传输误差等问题。为了验证方法的使用效果,对数据传输的精准度和时延情况进行检测,检测结果表明,结合环型拓扑结构的交换式以太网的交换机模型对通信节点优化控制方法可有效减少信息传输延时和误差问题,具有较高的可行性。     

基于计算机网络的船舶视频图像模糊细节增强算法

为了提高船舶视频图像的质量,针对图像模糊问题,设计了基于计算机网络的船舶视频图像模糊细节增强算法。首先分析引起船舶视频图像模糊的因素,并提出采用无线传感器网络对船舶视频图像进行采集和传输,然后对船舶视频图像进行增强处理,丰富船舶视频图像细节信息,改善船舶视频图像视觉效果,最后实现了船舶视频图像模糊细节增强实验,结果表明,本文算法对船舶视频图像进行增强处理后,图像更加自然,并采用定量分析指标对船舶视频图像质量进行评价,获得比其他算法更优的船舶视频图像模糊细节增强效果。     

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CS31总线的双冗余船舶电力推进控制系统设计

文章采用ABB的AC500系列PLC进行了基于CS31总线的双冗余船舶推进控制系统设计,介绍了控制器、通讯总线、电源和部分重要接口的硬件冗余实现方案,陈述了双冗余船舶电力推进控制系统的推进和舵桨控制接口,阐述了电力推进控制系统的功能。文章设计方案实现了推进控制系统的热冗余,即某一器件故障时能不停机自动切换至备用的器件工作,明显提高了船舶的安全性和可靠性,对电力推进船舶的智能化和无人化发展具有重要的意义。     

基于区块链技术的船舶信息安全预测

研究基于区块链技术的船舶信息安全预测方法,提升船舶信息传输的安全性。利用模型链整合区块链技术与信息安全预测算法,实现船舶信息的安全传输。模型链选取Boosting算法作为信息安全预测算法,预测船舶信息传输节点的决策权。确定具有决策权的船舶信息传输节点后,区块链技术采用改进的共识机制,利用区块链加密服务提供商为船舶信息传输提供密码服务。区块链加密服务提供商选取SM2签名算法作为区块链加密服务的数字签名方案,保证船舶信息传输安全。实验结果表明,船舶通信系统节点数量为80个时,区块链技术的共识效率提升比高达22%,可以实现船舶信息的安全传输。     

基于PLC和工控机的船舶电力系统故障诊断装置设计

为保证船舶的安全航行,故提高船舶电力系统的安全性和可靠性十分重要。文中设计了一套基于施耐德M340 PLC、XBTG7340触摸屏和工控机的电力系统故障诊断装置。该套故障诊断装置主要由施耐德M340 PLC、电力系统参数测量装置、XBTG7340触摸屏、工控机、NI数据采集仪、以太网等器件所组成,本诊断装置通过施耐德M340PLC、电力参数测量仪PM800、7个与互感器相连的模拟仪表和NI数据采集仪对船舶电力系统的参数进行相应的采集,将采集到的数据信息通过Modbus现场总线、工业以太网进行数据共享,实现对船舶电力系统装置的监视与检测,并将实时数据导入工控机matlab中进行故障程度与故障类别的判断。