施工船舶虚拟警戒标系统的设计与实现

针对施工船舶的安全作业需求,保障施工船舶的安全作业水域不受他船非法入侵,确保施工安全,设计并构建一套施工船舶虚拟警戒标系统。采用嵌入式计算、无线通信、船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)等技术对施工船舶虚拟警戒标系统进行关键性设计,在对其系统功能进行验证之后,在长江武汉段选取“吉洲”号船舶进行实船测试。测试结果表明:该虚拟警戒标系统能够实现船舶施工水域的划定、播发和显示等功能,并能对施工船舶进行远程跟踪和管理。研究成果对保障水上施工作业安全、减少和预防水上交通事故、保持港口与航道正常运行有较强的现实意义,对航运安全保障技术的发展有一定贡献。     

基于LoRa的封闭水域船舶自动识别系统设计

考虑封闭水域船舶的运动特征和水上交通监管要求,运用广域物联网技术设计新型船舶识别系统,提出基于封闭水域船舶通航密度和船舶航速的数据管理方法,通过分析通信信道传输能力制定数据传输协议与频率。采用基于长距离无线广域网(LoRaWAN)协议的网关布局方法,并根据系统的网络规模和网关传输能力建立数据上下行机制。仿真与实验表明,该系统布设方便,数据传输可靠,能够满足封闭水域船舶自动识别的需求,可广泛应用于封闭水域的船舶辅助导航与安全监管。     

一种面向科研实验的无人艇

为对无人艇的相关技术进行实船验证研究,在分析科研试验对无人艇系统需求的基础上,设计和实现一种基于以太网的分布式无人艇系统。该系统利用微控制器实现对传感器数据和设备数据的分布式处理,并通过以太网交换机组建数据交换局域网;利用开源通信协议和开源库对系统软件进行开发;详细介绍无人艇系统的具体设计和实现过程。系统测试和实船试验结果表明,所设计和实现的无人艇系统工作稳定,能较好地完成指定任务。     

内河典型水域船舶领域特征

为获取内河典型水域的船舶领域特征,利用船舶历史轨迹数据建立统计模型。通过网格化目标船周围水域,计算每一时刻下目标船周围距其最近的他船所占的网格,叠加每时刻下他船的网格分布,得到单船的网格密度图,对同一长度类型的船舶的网格密度图进行叠加,得到特定类型船舶的网格密度图。观测该网格密度图和分析该网格密度数据,得到特定类型船舶领域的形状和大小。分析结果表明:在内河典型水域,船舶领域的形状和尺度均与传统的基于理论分析的领域形状和尺度及海上自由航行水域船舶领域的形状和尺度有较大的区别。内河水域船舶的领域形状受船舶行为影响明显,呈非对称椭圆状,且椭圆长轴与船首向平行。船舶领域长度为船长的2.5~3.5倍,船宽的16~21倍;船舶领域宽度为船长的1.5~2.0倍,船宽的9~12倍。     

面向光污染的智能航标增强系统设计与实现

为避免城市光污染对航标发挥夜间指示航道和引导船舶航行作用的影响,通过分析光污染水域航标的实际需求,采用嵌入式控制和无线通信技术,设计并实现一种面向光污染的智能航标增强系统.智能航标增强系统分为系统终端和云管理平台2部分,可根据航标所在水域的光污染情况,分级调节和控制系统的增强照明灯光强度,以增强通航水域航标的显色显形能...     

船舶大气污染物岸基嗅探式自动监测系统设计与验证

为实现船舶大气污染物排放量的远程测量,初步筛选出高排放船舶,提高船舶排放监管的针对性和效率,设计一种基于嗅探式传感器的岸基监测设备和配套的软件平台系统。系统通过采集船舶大气污染物浓度数据、船舶自动识别系统(Automatic Indentification System,AIS)数据和气象数据等实时信息,基于船舶尾气排放量在线估算方法、船舶尾气排放扩散数值模拟、观测数据的模式识别算法等,实现船舶尾气排放特征的在线识别和疑似高排放船舶的粗筛。对比在相同环境条件下CALPUFF模型计算得到的气体污染物模拟理论浓度,验证岸基嗅探式自动监测系统的监测可行性和准确性。     

船舶碰撞事故反演有限元仿真

目前海事事故调查主要通过询问事故当事船舶上的船员及搜集船舶航海图书资料等手段进行定性分析,不仅调查难度大,而且会造成当事双方产生纠纷。因此,客观地还原船舶碰撞过程对海事事故调查及纠纷处理而言尤其重要。以一起船舶碰撞事故为例,采用有限元仿真方法动态还原船舶瞬时碰撞姿态,将碰撞区域结构损伤的数值仿真结果与海事实际勘验结果相对比。结果表明:数值仿真结果与实际勘验结果的吻合度较高,能为碰撞事故调查起到指导作用。     

基于Voronoi图的内河船舶锚位面积计算方法研究

为了快速计算和分析锚泊船舶占用水域面情况,提出一种基于Voronoi图的内河船舶锚位面积计算方法.首先采用滑动窗口算法,识别预处理后的船舶轨迹数据得到具有锚泊状态船舶;其次结合K-means聚类算法对锚泊船舶轨迹数据聚类,得到聚类中心作为船舶锚泊位置;基于某一时刻船舶锚位记录数据构建对应锚泊船位点集,划分形成Voron...     

船闸管理系统中的多模式信息集成方法

船闸调度管理水平的提升需要对船舶进行精细化管理,依赖于各种信息采集技术.文中分析了杭州三堡船闸的运行现状和调度过程,介绍了当前主流的内河船舶数据采集技术,对其技术特点进行了详细的比较.分析了三堡船闸调度管理系统的信息采集技术,提出了一种基于多模式信息集成的船闸调度管理系统框架,并给出了改进建议.