基于物联网的海上智能通信电网技术

在现代海上电力系统中,智能化通信电网技术已经成为未来船舶电力供电系统的发展方向,从而使供电网络与各个船舶电力系统底层节点建立起自动化连接。而物联网系统中的无线传感网络技术,能很好地解决物与物之间的数据采集及通信问题,适应海上智能电网中通信问题。本文在研究无线传感网络及海上智能电网模型的基础上,提出一种基于海上智能通信的物联网体系结构,最后给出整个系统的网络结构模型设计并进行了系统仿真。     

无线Ad hoc船舶通信系统设计与实现

为实现海上VHF频段远距离、低成本且稳定的语音和数据传输,将Ad hoc网络应用于海上通信,提出了一种在海上建立Ad hoc网络的技术方案.该方案采用高性能的C8051f单片机作为控制核心,结合语音编解码、VHF射频等模块构成系统硬件平台,基于DSR路由协议,实现了VHF海上移动频段语音和数据传输.通过实验测试,验证了在VHF频段上实现海上船舶多跳自组网通信的可行性.     

舰船无线网络异常数据智能捕捉及预警方法

由于网络攻击导致舰船无线网络可能出现运行异常,为了实现网络异常状态的准确检测,提出异常数据智能捕捉及预警方法。根据舰船无线网络的结构和工作原理,构建相应的网络模型。在该模型下以估算流量的方式,实现异常数据的智能捕捉。以数据捕捉结果为基础,处理捕捉数据并提取其特征,结合数据异常量和异常特征表现的严重程度,实现舰船无线网络预警。实验结果表明,设计方法的异常数据捕捉完整度高达99.9%,且平均误警率仅为1.9%,因此具有较高的应用价值。     

船舶无线网络通信过程差错数据智能检测方法

现有的异常数据检测方法无法适应船舶无线网络通信环境,存在漏检率高的问题,为此提出通信网络差错数据智能检测方法。根据舰船无线网络通信的特点,选取通信数据差错特征。利用数据采集设备,获取船舶无线网络通信过程数据。通过计算数据集的离散度与设置置信区间2个步骤,实现对通信过程差错数据的识别。以识别结果为基础,分别从数据长度、格式和内容3个角度,实现对通信差错数据的智能检测。为了验证设计的智能检测方法的检错能力设计性能对比实验,结果表明,与传统差错数据检测方法相比,设计的智能检测方法的漏检率降低了30.1%,且通过该方法的检测与控制提高了无线网络通信的稳定性。     

海上与岸基数据通信中的可熔断网络技术研究

无线网络及通信技术不断发展,使得海上与岸基数据通信方式发生了很大的改变,满足了海上与岸基间快速增长的数据需求。可熔断网络技术利用协同通信的原理,利用中继节点协助信息的交换和传输,提高了通信系统的中断性能。本文研究多源中继可熔断网络模型,在此基础上,提出基于可熔断网络的海上与岸基数据通信系统。     

工业无线网络标准WIA-PA协议在船舶通信系统的应用

无线网络是舰船通信系统进行数据传输的重要媒介,近年来,随着海上航运业的不断发展,船舶的数量不断增加,相对应的海上航线也更加复杂,船舶在正常营运过程中每天都会产生大量的数据信息,给传统的舰船通信系统带来了压力。本文针对这一问题,引入一种工业无线网络WIA-PA技术,并基于工业无线网络WIAPA对船舶的通信系统进行软件和硬件方面的优化。后期的测试效果证明,基于工业无线网络WIA-PA的船舶通信系统具有较好的性能。     

基于无线网络的海上多信道通信技术

针对传统多信道通信技术在通信时对信道干扰的控制效果不佳,导致实际通信时产生的时延过大的问题,设计一种无线网络的海上多信道通信技术。首先计算无线电波绕射损耗,按照损耗数值划分信道链路,计算划分的信道链路路径的增益,按照计算出的增益对链路进行规划,形成多信道通信链路形式,对信道链路进行感知采样,建立通信链路节点干扰函数关系式,取此函数关系式取小值,来消除节点产生的通信干扰,最终实现海上多信道通信。实验结果表明,与传统通信技术相比,无线网络的海上多信道通信技术得到的时延最小,改善了传统通信技术的不足,更适合实际运用。     

无线异构网络互连仿真研究

针对海军通信中存在的无线网络专网专用问题,提出了一种具有较强扩展性的无线异构网络互连互通解决方案,通过子网间路由协议的设计极好地解决了异构网络之间的跨子网通信问题,并通过仿真实验评价了跨子网通信能力以及网络通信性能,进一步验证方案的可行性。     

智能海上交通管理系统设计与研究

交通管理系统是对船舶海上航行过程中进行定位识别、实时监控、避险操作的重要工具,随着物联网、无线网络、通信信息技术在交通管理系统中的应用,能够对原有的交通管理系统进行优化升级,全面打造出智能化的交通管理系统。本文提出智能海上交通管理系统设计总体架构和功能需求,并从开放环境和软件开发层面入手,论述了智能海上交通管理系统设计的实现路径。通过性能测试结果表明,本文设计的系统能够达到百分百的信息调度准确率,具备推广应用价值。     

基于数据驱动的舰船通信网络异常行为检测方法

为了提高对舰船通信网络异常识别能力,提出基于数据驱动的舰船通信网络异常行为检测方法。采用最短路径和最大覆盖范围寻优方法构建舰船通信网络的节点覆盖模型,通过最小间隔均衡技术对舰船通信网络的信道均衡控制,提取舰船通信网络的信道传输信息特征。对舰船通信网络的行为特征参数分析,结合谱分量融合和融合聚类处理方法,实现对舰船网络异常行为的数据驱动控制。根据数据驱动的图模型参数识别和异常谱特征聚类分析,实现对舰船通信网络异常行为检测。测试结果表明,该方法能够进行舰船通信网络异常行为检测处理,提高信道均衡性能     

智能电网在舰船电力系统中应用发展

随着商用智能电网的研究和开发,针对商用智能电网的概念、特点和技术组成,结合舰船电力系统的特殊性和舰船综合电力系统系统技术概念的提出,阐述了舰船综合电力系统发展对智能电网的应用需求;提出了舰船智能电网自愈、互动、优质电能、电磁兼容和抗攻击性等基本特征和发展重点,以及与之相关的信息、通信、传感和量测、智能设备、自动控制和决策支持等关键技术。     

海上通信网络流量恶意攻击检测系统设计

传统海上通信网络恶意攻击检测系统,存在恶意流量甄别精度差、伪装恶意流量识别度低的问题。为了有效解决上述问题,提升海上通信网络安全系数,提出海上通信网络流量恶意攻击检测系统设计。针对当下网络攻击流量特点,建立网络恶意流量节点模拟器,通过硬件对节点交互建立起过滤体系,缩小恶意流量攻击节点分布范围。通过对恶意流量节点的隶属度特征运算,打破恶意流量对特征的修改伪装,提升算法对恶意攻击流量节点的甄别效果。采用节点中心控制算法,精准锁定恶意攻击流量节点中心,完成对恶意攻击流量行为的识别。仿真实验数据表明:提出设计的海上通信网络流量恶意攻击检测系统,在相同的时间里,能够对6大类30组攻击流量做出精准识别,检出率高达98.7%,完全符合海航通信网络的应用要求。     

一种海上异构传感器网络的自适应控制方法

海上无线通信系统由多个异构网络组成,如卫星通信、短波通信、微波通信及无线传感网络等,这些通信系统载波频段、调制调解及编码方式各不相同,如何对通信资源进行统一管理并确保通信质量(Qos)是现代海上通信管理系统研究的重要方向之一。本文根据海上通信系统的业务特点,对异构网络进行划分,提出了一种海上异构传感网络自适应控制方法,将业务类型与Qos进行动态映射,充分保证了海上通信资源的利用率,最后进行仿真实验。     

基于最优化流控模型的船舶通信链路拥塞控制方法

传统船舶通信链路控制方法无法更好地对链路拥塞节点进行最优分配,导致通信链路层拥塞问题频出。结合最优化流控模型的特点,提出基于最优化流控模型的船舶通信链路拥塞控制方法研究。基于最优化流控模型,对拥塞链路层进行基于最优化流控模型的TPC对偶模型的建立,获得链路层拥塞节点参量;根据获得参量,引入优化后的链路拥塞疏导控制算法,对拥塞节点进行疏导控制计算,从而实现对链路层节点的最优化控制。通过实验方式对提出设计进行拥塞控制效果的对比测试,通过对比数据证明提出设计具有链路节点控制准确、稳定性好、适用性强的特点。     

多目标遗传算法在船舶网络资源调度中的应用

海上无线网络作为船舶导航、通信的媒介,其信道质量和信号传输效率有着重要意义,由于海上无线通信网络无法建立基站且船舶不断的移动位置,因此,提高船舶无线网络资源的利用率,合理的调配无线网络资源是一项热点研究。本文介绍一种基于多目标遗传算法的船舶网络资源调配方法,分别从算法原理、资源调度流程以及仿真测试等方面进行介绍。     

基于物联网的船舶通信信道负载率调控

船舶物联网是船舶自动化控制系统的重要组成部分,Mesh无线网络在物联网中承担着数据传输的任务。本文对船舶通信信道负载率调控方案进行研究,数据在Mesh无线网络传输时,有静态信道分配、动态信道分配和混合信道分配3种方案,混合信道分配更加适用于船舶物联网数据传输,提出了船舶物联网通信信道负载率估计方法,设计了DACA-LB信道负载率调控算法,分析了算法实现流程,并从数据传输时延和吞吐量比较了DACA-LB算法和ORPTD算法的优劣,结果发现DACA-LB算法更优。     

基于无线OFDM的宽带自组网技术及在远程保障中的应用

无线OFDM宽带自组网通信设备利用正交频分复用技术,无须基站的自组网通信技术,解决了传统频分复用频谱利用率低的问题,实现宽带的无线自组网通信,解决远程应急保障系统建设中对近、远海受损舰船进行远程支援的宽带通信问题。     

海上应急物资配送路径规划模型的构建

为了提高海上应急物资配送和调度能力,提出基于蚁群智能优化的海上应急物资配送路径全局规划算法。根据海上应急物资配送物资规划路径进行运动学模型构造,构建海上应急物资配送路径规划的控制约束参量,以海上应急物资配送的中转节点作为聚类中心,采用蚁群优化算法进行海上应急物资配送路径的自适应寻优,以蚁群个体信息素作为导引参量,构建海上通信网络下的海上应急物资配送路径规划模型,采用蚁群算法进行海上应急物资配送路径规划过程中的寻优迭代,根据自适应寻优控制结果,实现海上应急物资配送路径规划优化。仿真结果表明,采用该方法进行海上应急物资配送路径规划的自适应性较好,规划调度能力,提高了应急物资的配送效率。     

海上无线通信系统的干扰抑制算法

随着网络通信系统传输模式的升级,双全工数据传输模式已成为当下通信数据传输标准。受到数据传输模式由半全工到双全工改变的影响,数据干扰波形态与特征随之发生改变,原始干扰波对应的时间量在双全工模式下,数据干扰系数增大,造成传统抑制算法对干扰噪声的抑制范围相对缩小,无法达到预期的抑制效果。因此,提出海上无线通信系统的干扰抑制算法。采用多区域分算整合的方式,用不同算法针对性解决一个问题中不同区域的问题。首先,对双全工模式下的数据干扰量进行建模,获得当前系统网络中的干扰量分布情况;采用双全工信道干扰估计算法,对干扰量进行范围估计,为抑制计算确定抑制范围;采用动态频谱波抑制算法,对信道干扰噪声进行抑制计算,平衡信道载波量,稳定数据传输状态。通过仿真数据对比测试,证明提出算法的可行性。     

利用决策树实现海上无线通信中的数据分类

船舶各智能电子设备不断增多,基于无线数据通信的各类业务得到了大范围应用,信号传输的好坏直接关系到各业务的质量。同时,不同的业务对通信网络的要求不同,海上无线通信资源有限,如何对业务数据进行分类并合理分配通信资源是实现海上各类电子业务正常运转的关键。决策树是一种基于预测模型的数据分类方法,能快速实现属性及对象映射关系。本文在研究现有的决策树模型的基础上,按照海上数据特点利用决策树实现了通信资源的数据分类。