海洋信息感知与综合传输网络

在信息化时代,人类要认识海洋、开发海洋,首先要感知海洋,了解海洋信息、构建海洋网络、建立海洋历史数据库和实时数据库,从中探索诸多海洋规律。特别是海洋战场,更需要全面的海洋信息感知能力和海洋信息综合传输能力。本文主要探讨海洋作战及海军装备对海洋信息感知和传输网络的需求,海洋信息感知对信息化战争的支撑作用和实现途径。     

舰船电子通信网络入侵检测系统

针对传统入侵检测系统的准确率无法满足检测性能要求,提出了舰船电子通信网络入侵检测系统设计。通过设计舰船电子通信网络入侵数据解析模块和检测模块,完成了系统的硬件设计,在选择舰船电子通信网络入侵特征参数的基础上,利用深度解析协议设计了舰船电子通信网络入侵检测算法,完成了软件设计,实现了舰船电子通信网络的入侵检测。测试结果表明,文中入侵检测系统无论在假冒入侵攻击下还是编造入侵攻击下,都具有更高的检测准确率。     

舰船双网络信息和控制一体化系统

提出用国际标准化的信息网络LAN和控制局域网络CAN巧妙地组成双网络，并将信息和控制的所有单元分散与双网络连网的办法，组成一种双重冗余高可靠、实用、低成本的舰船信息和控制一体化的新系统，国际上称为IAS系统。本系统已成功地应用到广东1000吨测量船及上海4500kW拖轮上，是21世纪的一种舰船新设备。     

舰船通信系统5G网络多维度安全状态感知技术

为了解决单一信息源带来的网络安全状态感知误差高的问题,研究舰船通信系统5G网络多维度安全状态感知技术。构建舰船通信系统5G网络多维度安全状态感知框架,通过多源网络安全状态信息采集单元获取5G网络安全状态信息,融合处理单元利用层次量化评估方法对其作标准化等处理后,获得5G网络安全态势样本数据集,将其作为基于Att-GRU的5G网络安全状态感知模型的输入,利用鲸鱼优化算法实现模型参数的寻优,输出为5G网络安全态势预测结果,依据预测结果与实际结果的差值计算5G网络健康度,通过还原单元对预测结果作累减反归处理,获得5G网络安全态势值,并与设置阈值作对比,实现舰船通信系统5G网络的多维度安全状态感知。实验结果表明：该技术可实现5G网络安全状态感知,神经元个数为35、批处理规模为1.2时,5G网络安全状态感知模型性能最优;5G网络安全态势预测的平均适应度与最优适应度相贴近。     

舰船机舱监控网络高维感知数据弱关联挖掘研究

舰船机舱监控网络高维感知数据主要包含正常状态数据与异常状态数据,其中异常状态数据规模较大,增加舰船机舱监控网络高维感知数据弱关联挖掘的难度,导致数据弱关联挖掘效率较低,为此设计一种舰船机舱监控网络高维感知数据弱关联挖掘方法。采集舰船机舱监控网络高维感知数据,计算采集到的数据点与数据点之间的紧密联系度,确定异常数据最合适的异常处理时间,在此基础上,对正常感知数据与异常感知数据特征相关性参数进行统计特征分析,对数据弱关联模糊值评估,完成舰船机舱监控网络高维感知数据弱关联挖掘。实验证明,在正常感知数据与异常感知数据弱关联挖掘上,此次设计的方法都比传统2种方法的挖掘效率高。     

海量舰船网络信息的智能调度算法

舰船网络信息调度是确保通信网络中数据信息传输安全的有效途径之一,对海量的舰船网络信息进行调度是一项较为重要的工作。在具体的调度过程中,要保证背景流量的有效生成,由此可提高调度结果的准确性。由于传统背景流量构造方法不适用于高速网络环境,所以提出一种基于数据流的结构化流量模型,完成背景流量的生成,在此基础上,采用同步点对舰船网络信息调度算法的效率进行优化,该方法以通信网络中的报文顺序作为判定依据,报文的速率不会影响判定结果,能够确保调度的高效性。     

舰船通信网络多节点数据安全态势预测技术研究

传统的预测技术在预测舰船通信网络多节点数据安全态势时,准确率很低。针对这一问题,研究一种新的舰船通信网络多节点数据安全态势预测技术。该技术分为安全态势分析、安全态势感知、安全态势预测、安全态势评估4步,给出了舰船通信网络多节点数据安全态势感知模型和安全态势预测模型,安全态势感知模型由设置层、存储层和感知层组成,通过DS证据理论建立安全态势预测模型。与传统预测技术进行了实验对比,结果表明,给出的预测技术预测准确率高,发展空间大。     

船联网信息感知与交互技术

船联网是指多艘船舶通信设备间组成的通信网络,主要用于船舶间数据和信息的传输,是近年来一种新型的海上通信网络。由于海洋恶劣的通信条件,以及舰载通信设备的性能制约,船联网至今仍然未能得到广泛的应用,且相应的研究成果亦数量较少。本文针对船联网的信息感知与交互技术进行了研究,设计不同船舶间的信息感知与通信框架,并给出不同网络间的选择算法,以解决船联网中不同船舶的通信接口设计问题,以及交互过程中的通信方式选择问题,对今后船联网的发展具有一定的借鉴意义。     

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：该方法可精准感附近信息,在简单与复杂航迹环境下均能够实现智能避障;本船与附近船舶距离高于安全距离,船航向角变化曲线平稳、无抖动情况,确保船舶航行安全。     

舰船通信网络模糊信息多目标元素优化跟踪系统

为了解决传统多目标元素跟踪系统中,由于受到通信信号的干扰导致的跟踪误差大的问题,从硬件和软件2个方面,设计舰船通信网络模糊信息多目标元素优化跟踪系统。在硬件方面主要改装跟踪器和控制器,在硬件设备支持的基础上,通过设计系统的软件功能。首先搭建多目标元素的运动模型,在舰船通信网络中收集模糊信息,并以此作为判断多目标实时状态的基础。最后通过多个跟踪点数据的关联,实现多目标元素优化跟踪与维持。通过与传统系统的测试对比得出结论,设计的多目标元素优化跟踪系统的平均跟踪误差降低了52%,且在通信网络干扰的情况下可以保证跟踪精度的稳定,具有较高的鲁棒性。     

舰船电子通信网络群体节点位置自动预测方法

一旦电子通信网络群体节点位置预测不准确,就会直接影响网络覆盖率,导致通信中断,间接干扰战略部署。为此,研究一种舰船电子通信网络群体节点位置自动预测方法。该方法先确定电子通信网络群体节点初始布局情况,并以此构建节点分布模型,后在分布模型基础上,利用蒙特卡罗法实现节点位置自动预测。最后为证明方法性能,与神经网络自组织映射控制方法、模糊控制方法和灰度相空间重构方法进行对比。结果表明,与3种传统预测方法相比,利用本方法定位出来的节点位置方案进行覆盖模拟,覆盖总面积更大、重复覆盖面积更小、漏洞面积更小,由此说明本文方法预测性能更好,预测结果更为合理。     

舰船网络加密信息资源传输优化研究

为了解决传统传输优化方法处理传输任务时的网络连接数量较多,导致CPU占用率过高的问题,研究一种舰船网络加密信息资源传输优化方法。设定加密信息密码内部轮的数量,使用特殊数学属性的查找表进行非线性变换,完成传输加密结构的设定。分析舰船任务请求中间数据的方式,内置一个PAS模块,构成一种中间数据传输优化卡,调用双口RAM IP Core并建立动态查找表,标记舰船加密信息资源,联合非净荷传输数据整合为FC协议帧格式,完成对舰船网络加密信息资源传输优化的研究。实验结果表明,与传统加密资源传输优化方法相比,舰船网络加密信息资源传输优化方法处理任务时的网络连接数量少,CPU占用率低。     

舰船电子信息系统防入侵系统研究

当前信息网络安全问题日益凸显,不断提高舰船电子信息安全成为研究重点问题。依据系统总体结构,设计系统硬件,通过设置防火墙具体位置,选用PCI总线与DSP进行高效传输。在噪声窄带阻抗匹配滤波的2个统计量支持下,采用主动信息定位技术设计系统工作流程,实现舰船电子信息系统防入侵系统研究。通过系统测试结果可知,该系统在多层安全防护体系下安全防护性能较好,为保障用户信息安全奠定基础。     

舰船通信网络入侵风险等级分类系统设计

针对原有入侵风险等级分类系统对入侵信息等级划分具有误差性的问题,设计舰船通信网络入侵风险等级分类系统。此次系统设计的硬件部分沿用原有系统的硬件部分,仅增加网络信号处理设备,提升通信网络对入侵信息的处理能力。采用上述硬件结合网络数据分类结果与K均值算法,获取网络中的异常信号信息。应用风险严重等级的置信度函数计算信息的风险等级,按照风险等级分类结果完成对信息的分类工作。至此,舰船通信网络入侵风险等级分类系统设计完成。构建系统性能测试环节,与原有系统相比,此系统的信息风险等级结果与样本设定一致。综上所述,此系统的风险等级分类效果较好,与原有系统相比更具优越性。     

基于改进的ELMAN网络的舰船航态建模与预测

讨论了具有自适应功能的基于改进Elman网络的动态系统辨识建模与预测方法，并依据特定海情下实测的舰船航态数据，利用该法训练舰船航态的预测模型。该法对具有时变特性的非线性系统的建模与预测有一定的自适应能力。仿真结果表明，按该法进行建模与预测，具有动态性好、逼近速度快，精度高等特点，并且自适应性与抗噪性有较大改善，说明改进的Elman网络是一种新颖、可靠的负荷预测方法。     

传感器节点信息融合舰船通信网络路由研究

传统舰船通信网络路由算法存在数据传输成功率低的情况,因此设计一种传感器节点信息融合的舰船通信网络路由算法。采用拓扑意识方法,制定路由协议,根据路由协议制定一种具有方向性的传输机制。在此基础上,从路由发现、路由维护、路由应答、异常处理和路由传输距离5个步骤完成舰船通信网络路由算法的设计。实验对比结果表明,此次设计的传感器节点信息融合的舰船通信网络路由算法比传统算法传输成功率高,具有一定实际应用意义。