LSTM网络在船舶航行轨迹预测中的应用

针对传统船舶航行轨迹预测算法,计算得到的轨迹预测量的回归适应性差,导致预测结果与实际轨迹之间的误差较大,严重影响船舶航线调度与航行安全的问题,提出LSTM网络在船舶航行轨迹预测中的应用。利用LSTM网络模型的梯度传递特性,建立航行轨迹进行LSTM网络模型,优化轨迹预测学习器预测学习量,采用高斯回归算法,增强预测量的自适应性,减小预测误差,整合网络预测数据,完成轨迹预测输出计算。实验数据表明,提出的预测方法的预测结果与实际轨迹之间的误差较小,能够有效提升轨迹预测精准度。     

卡尔曼滤波算法在船舶航行轨迹异常行为检测中的应用

现代船舶的信息化、自动化程度不断提高,自动识别系统(AIS)、电子海图综合系统(ECDIS)和船舶总线通信系统等先进技术在船舶上的应用越来越广泛。随着内河航运和远洋海运的发展,海事交通管理部门对船舶航行轨迹异常行为的检测显得尤为重要。本文主要针对船舶在区域内的航行轨迹异常行为检测问题,结合卡尔曼滤波算法,设计一种船舶异常航线检测系统,并对该检测系统的性能进行仿真分析。     

数字媒体技术在船舶航行轨迹虚拟中的应用研究

为紧密监控船舶在航行轨迹中所处的实时位置,提出基于数字媒体技术的船舶航行轨迹虚拟控制方法。通过确定基本导航系数的方式,计算惯性转角动量的实际数值,完成船舶航行轨迹的建模处理。在此基础上,连接既定型号的虚拟控制主机,按照航行轨迹的导入要求,确定轨迹转动的必备角度条件,实现数字媒体技术在船舶航行轨迹虚拟中的应用研究。对比实验结果表明,与OpenGL手段相比,应用新型虚拟控制方法后,航行轨迹的内部、外部偏向角均出现明显降低的变化趋势,船舶在航行轨迹中所处位置不明确的问题得到有效解决。     

船舶航行轨迹分析与应用系统

船舶航行轨迹的数据分析有助于改善海上航运的交通管理水平,尤其是港口等海上航线密集的区域,从而提高海上交通的安全性与航行效率。通常,船舶航迹数据的采集都是通过AIS系统和雷达共同完成,这种方式存在一定的误差,本文介绍一种基于图像处理技术的航迹分析系统,该系统利用计算机视觉技术和图像处理技术,可以高效、快速的对海量船舶航行轨迹数据进行提取和分析,本文重点介绍航迹分析过程的处理平台、信号处理方法以及图像信号的多特征融合等内容。     

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。     

容错控制在船舶航行中的应用

在船舶的航行控制系统中,各种复杂通信导航设备变得更加复杂,其稳定性和安全性成为人们研究的重点。而常规的容错控制已被广泛应用在复杂的工控领域,在船舶控制系统中,主要的控制对象即螺旋桨的矢量控制,基于此控制技术的容错系统也应运而生。本文主要介绍船舶螺旋桨的调距控制系统,并针对常见的故障开展容错控制与冗余设计的相关研究。在对船舶运动的建模设计中,应用容错控制算法,并建立仿真环境,验证其控制效果和性能。     

AIS在船舶安全航行中的应用

分析船舶自动识别系统(AIS)组成、功能特点及其在船舶航行安全方面的应用,针对AIS系统在船位精度、航向显示、航速显示等方面的不足,探讨在实际使用过程中,如何合理运用AIS、VTS、ARPA等助航设备,确保船舶海上航行安全。     

船舶航行轨迹预测的数学模型设计

为保证船舶航行的高效和准确,对船舶航行轨迹预测方法进行优化。结合惯性定位原理建立相应的船舶航行轨迹坐标系,规范船舶航行轨迹坐标数值,根据坐标数值进行最优航行路径的选择,并在复杂船舶航行环境下进行最优路线的干扰去除处理,以便及时对轨迹偏移现象进行有效纠偏。最后通过实验证实,船舶航行轨迹预测的数学模型具有更高的准确性和有效性,充分满足研究要求。     

嵌入式船舶导航系统航行轨迹智能控制方法

传统船舶航行轨迹智能控制方法存在控制精准度低的缺点,为此提出嵌入式船舶导航系统航行轨迹智能控制方法。采用双坐标系对船舶航行轨迹模型进行建立,以建立的船舶航行轨迹模型为依据,利用传感器对船舶航行轨迹数据进行采集与处理,通过采集的数据计算船舶航行轨迹偏差,采用船舶航行轨迹控制算法对航行轨迹偏差进行调整,实现了嵌入式船舶导航系统航行轨迹的控制。通过实验可得,提出的嵌入式导航系统航行轨迹智能控制方法控制精准度比传统方法高28%,说明提出的嵌入式导航系统航行轨迹智能控制方法具备极高的有效性。     

人工智能技术的船舶航行轨迹控制算法

为加强船行主机对于行进轨迹的精准控制能力,实现对船舶航向的有效性规划,提出基于人工智能技术的船舶航行轨迹控制算法。联合TLC设计思想,计算伪逆系数的具体数值结果,完成基于人工智能技术的船舶航迹节点安排。在此基础上,研究微分代数谱理论,通过航向控制器的促进作用的,求解非线性控制参量条件,完成人工智能技术船舶航行轨迹控制算法的设计。对比实验结果表明,与线性化控制手段相比,新型轨迹控制算法的TDR系数值能够达到87%,能够在有效规划船舶航行方向的同时,实现船行主机对于行进轨迹精准控制能力的提升。     

人工智能在船舶航行数学建模中的应用

为保障船舶在海上安全航行,提出人工智能在船舶航行数学建模中的应用。使用Maklink图论方法描述海上作业点分布,建立作业点Maklink连接图,生成船舶在作业水域内可航行网络图。建立船舶在海上作业区域航线规划数学模型,并设置约束条件;利用Dijkstra算法求解船舶在海上作业危险区域航线规划模型,得到船舶航行初始航线;利用人工智能算法内的蚁群优化算法对船舶航行初始航线实时优化处理,得到船舶航行最终航线,为船舶穿越海上作业区域实时导航。实验结果表明,该方法可有效生成船舶在作业水域航行网络图,得到初始航线并对初始航线优化处理,应用效果较佳。     

基于混沌分析的船舶航行轨迹数据挖掘

对于船舶航行轨迹数据挖掘问题,对比方法在受到异常信号干扰时,由于自身轨迹数据还原能力不足,导致该方法存在可靠性的问题。为了解决这一问题,提出基于混沌分析的船舶航行轨迹数据挖掘。针对原始轨迹数据中存在的缺失值问题,采用线性拟合填补数据,获得完整的轨迹数据,根据数据挖掘需求,设定挖掘目标,将数据分类处理,经过多次迭代输出目标数据,采用混沌分析技术重构目标数据,得到目标数据,完成数据挖掘。实验结果表明,设计的基于混沌分析的数据挖掘方法数据连续完整,数据处理效率高达127.63 MB/s,该方法的可靠性得到提升。     

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。     

多模态人机交互系统在船舶航行中的应用

为拓展设计船舶航行中多模态人机交互模式,促进船舶航行所用导航系统的智能化发展,研究多模态人机交互系统在船舶航行中的应用,设计一种船舶航行使用的多模态人机交互系统。船员可在船舶航行时,以语音交互、手势交互这种多模态交互模式,完成指令输入,无需人工手动操舵。实验测试结果验证,多模态人机交互模式使用后,船舶航行时,控制指令通过语音与手势便可有效传达,船舶航行控制可靠,且无须手动控制舵机,可实现船舶航行智能化交互控制。     

手持GPS在船舶航行性能测定中的应用

GPS(Global Position System)全球定位系统是美国从20世纪70年代开始研制，并于1994年全面建成。其工作定位原理是：在过地心的6个轨道面上均匀分布24颗卫星，这些卫星全天候、实时的向地面发送卫星定位信息。用户接收机根据接收的定位信息，实时计算求出接收机的三维位置及运动速度、方向和时间等信息，从而达到全球性、全天候、连续的精密三维定位与导航目的。 船舶性能的准确测定是保证船舶安全航行的重要条件，它能使船员尽快了解船舶性能，从而应用熟练的技术……     

海洋环境预测数据在船舶航行控制中的应用

在以往的船舶航行控制中,计算船舶在不规则波中的幅值响应函数时未考虑环境因素,使船舶在不规则波中耐波性较差。为此,提出海洋环境预测数据在船舶航行控制中的应用。改进海洋环境预测数据关系模式,以时间和维度为条件查询所需数据,以数据为依据,计算船舶航行运动参数,将各项参数作为控制输入序列,通过离散控制达到控制船舶航行的目的。实验结果表明,与其他技术的控制方法相比,应用海洋环境预测数据的航行控制方法耐波性的各项指标均在衡准范围内,说明该控制方法的耐波形更好。     

航海模拟器在减少船舶航行人为失误中的应用

从行为学的角度对人为失误的发生进行初步分析,寻求减少人为失误发生的途径。利用航海模拟器对航运从业人员进行BRM(驾驶台资源管理)培训是减少船员人为失误的主要途径之一。     

黄金分割法在船舶航行控制中的应用研究

将舵角变化很小的船舶航行系统看成是一阶Nomoto线性模型,在此基础上通过最小方差控制理论得到了黄金分割自适应控制系数;然后利用雅各布理论说明对于时变离散线性二阶闭环系统,黄金分割法在船舶控制中的鲁棒性;最后通过仿真实验以及PID控制来说明本文所采用的黄金分割法的有效性。本算法能够降低环境参数对船舶航行的干扰,保证船舶的安全行驶。