基于PLC模块的船舶监控仿真系统实现

以西门子S7-300系列PLC为核心模块设计船舶监控仿真系统,实现了PLC下位机程序设计,基于Prodave软件包和Profibus总线实现数据通信传输功能,实时采集船舶航行信息、设备运行信息等数据到PC上位机;在船舶综合信息平台网络和数据库系统的基础上,综合运用虚拟现实技术、计算机建模技术、故障诊断技术、信息集成、网络信息技术等技术手段开发了基于PLC模块的船舶监控仿真系统;该系统可以有效地降低船舶工作人员的劳动强度,提高其工作效率,还可以对船舶人员进行基础技能训练、船舶管理训练、故障诊断与排除训练等。     

基于计算机软件技术的AIS与导航雷达信息融合机制研究

海洋经济的发展推动了现代海洋渔业、运输业的发展,随着海上航线的日益繁忙,海上航行安全问题则日益凸显,而单一的航行数据不仅可靠性相对偏低,且需要进行二次处理和系统对比验证,以至于无法满足现阶段船舶航行安全的需要。本文以计算机软件技术为支撑的信息融合机制为研究内容,提出AIS、导航雷达数据融合方案,从而为船舶航行安全提供系统化保障。     

短波数传在航标遥测遥控中的应用研究

海上交通安全保障体系的建设一直是国内外航海界关注的重点。基于信息技术、计算机网络技术和导 航技术的航标信息系统的研究,对实现航标的监控和管理的现代化,确保航标信息的准确性及用户方便快捷获取航标 信息,为船舶安全航行提供更好的服务是非常必要的。本文主要研究利用短波通信实现对航标的遥测遥控。     

S-57电子海图数据读取和自动多模式分层显示

电子海图显示与信息系统(Electronic Chart Display and Information System,简称ECDIS)是以数字形式储存的海图并与多种传感设备、图形显示终端等高度融合的船舶航行综合信息处理系统,而S-57是电子海图国际通用的数据格式。在Linux/Fedora系统下,针对于S-57格式,研究其数据结构模型,从最基本的点、线、面出发,读取海图数据并根据时间和天气数据实现S-57海图数据自动多模式显示,并提出了一种根据物标重要性进行分层显示的方法。     

船舶信息系统的数据分发与存储设计

随着船舶各个分系统之间数据交互要求日益增加、历史数据爆炸性增加,实现数据高效的分发以及海量数据存储日益重要。在分析数据分发服务DDS(Data Distribution Service)规范的基础上,搭建船舶信息数据分发系统,同时提出基于RDB和NoSQL(Not Only SQL)的联合存储方案。实现船舶信息系统的数据高效、实时发布,以及海量历史数据的有效存储、高效查询。通过搭建船舶仿真系统测试船舶信息系统的数据分发系统及其存储方案,实验结果表明将DDS技术和数据联合存储方案应用于船舶信息系统是可行的。     

基于Laplacian算法的水下偏振图像复原

为了解决船舶航行过程中水下图像质量退化的问题,开展了基于偏振成像的图像对比度提高技术和图像增强算法的研究。该技术中提出了基于偏振信息将不同角度的融合图像分解为多尺度的金字塔图像序列,通过高斯卷积和Laplacian Pyramid算法进行图像融合,结合权重融合系数算法实现对偏振图像的细节特征增强处理;并与小波变换图像融合算法进行对比,可以得出该算法明显改善了水下图像的SNR值和SSIM值。实验表明,该水下偏振系统在衰减系数为2.1的海水环境中,水下成像距离达到6 m,能清晰识别水中物体及其特征识别,且系统运行稳定。     

嵌入式单板PC在船舶远程监控系统中的应用

介绍了嵌入式PC的特点及其在船舶远程监控系统中的应用,通过嵌入式PC对C站的控制,利用卫星通信,实现了船务公司对船舶航行信息的远程监控.采用嵌入式设计技术,模块间接口标准,简化了系统设计和开发的复杂性.     

盲源分离技术在AIS中的应用

AIS自动识别系统是国际船舶组织统一使用的一种海上船舶运输系统。船上的AIS设备定时地报告该船的位置、航向以及其他相关的安全信息等,其他船只和岸上的基站同时可以收到这些汇报信息。它通过船舶之间以及船舶和岸台之间交换航行信息,进一步加强航行安全。AIS采用SOTDMA技术来调配发送信息的时隙,但是信息冲突是不可避免的。引入盲源分离技术,一旦信息发生冲突,可以将信息分离出来,防止了信息的丢失,从而提高了信号的监测概率。     

基于安全域的复杂网络信息系统设计

设计了基于安全域的复杂网络信息系统，利用防火墙技术、防病毒技术、入侵检测技术以及加密技术构建统一的安全防御体系，实现复杂网络信息的安全性。在系统中设计了网络访问控制的相关技术，采用零信任思想对复杂网络信息系统实施更加系统化、细粒度的访问控制。最后利用数据融合组合算法模型将多种算法运用到复杂网络信息安全检测的大数据融合中，实现网络信息的安全检测。实验结果表明，本文研究的系统在对复杂网络信息系统进行性能测试时，网络传输所需时间最少为0.22 s;在进行网络信息安全检测的可信度测试时，可信度最高为96%。     

船舶无线传感器网络中物联网技术的应用

依托于物联网技术,计算机技术和互联网可实现有效融合,并广泛应用于众多领域。海上船舶信息无线传感器网络成功应用了物联网技术,不仅可以为船舶航行提供正确的导航定位,而且可以为船舶提供有效的海洋气象预报。基于此,从物联网技术对船舶无线传感器的现实意义入手,探讨了无线传感器在船舶上的发展现状,指出了具体的应用技术,旨在为相关研究提供参考。     

电子海图系统研究与设计

电子海图系统(Electronic Chart System,简称ECS)能够综合处理海上地理信息、本船航行状态信息、目标船动态信息和航行环境信息;可以接入GPS、舰船自动识别系统(AIS)、罗盘和测深仪等传感器;具有完善的海图显示、航线设计、船舶导航、避碰辅助和航行管理功能。     

基于S-Transformer的多模态船舶轨迹预测

船舶轨迹预测是实现船舶智能航行的前提与基础. 目前, 针对船舶轨迹预测的研究大多仅依赖于船舶自动识别系统(AIS)历史数据, 而未利用到船舶上其他传感器信息. 于是本文提出了一种多模态轨迹预测模型——S-Transformer. 在该网络中, 电子海图中的海水/陆地被分割作为辅助训练目标与真实舟山港AIS数据加以综合从而对模型进行训练, 并对船舶未来航行轨迹进行预测; 其中, 本文还引入segment recurrence来捕获AIS数据的长期依赖关系. 实验结果表明, S-Transformer在不同的船舶行驶情况中都有优秀的预测结果, 并优于相关预测任务的单模态基准模型.     

无线网络系统的舰船相对组合导航定位

针对现有单舰船组合导航定位技术存在的不足,如过度依赖GPS、差的可靠性和容错性以及缺乏网络系统概念等,将无线网络系统概念引入到舰船组合导航中,从而基于海上智能交通系统（MITS）提出一种新颖的网络舰船相对组合导航定位方法。该方法不再将海上舰船视为MITS中的孤立节点,因此目标舰船可使用来自网络内其它舰船节点的导航估计并采用最优分布式加权融合来改善自身的组合导航定位估计性能。与现有的单舰船组合导航方法相比,新方法具有更好的导航估训‘精度、更好的稳定性和容错性。     

Collection and Application of Ship Energy Consumption Data Based on Image Recognition Technology

Navigation challenge corresponding development strategies to overcome the collection and application of the shipbuilding industry due to the control of various data-based energy efficiency measures. Ship performance data collection and navigation of ships navigate this energy efficiency strategy, an integral part of the management plan. The provisions of various navigation strategies in CNNs (Convolutional Neural Network) are believed to play an important role in ship performance in modern integrated bridge systems. Therefore, it realizes a large amount of onboard data to process the process. In general, navigation systems can provide guidance for the transmission in exercise, and provide effective guidance for the navigation information and direction of the ship. It can provide effective information and convenience for the exercise of the ship during the voyage of the ship. This paper mainly studies the methods and ways to provide some solutions through big data. The author suggests using the data flow chart recorded for the ship engine. This can easily monitor the main performance and some data of the ship during navigation, thus improving the guiding effect of navigation. Database image recognition is to monitor possible accidents through sensors, and classify and compress the monitored data. The classified ship dataset is then compressed to reduce the number of parameters passed to the coastal data center. A compressed dataset of ship performance and navigation information is expanded to its original size in the first step of the process. The two steps of data compression and expansion are done with another CNN technology (i.e., deep learning) of the autoencoder. The new dataset contains estimated ship performance parameters and navigation information, even if the compressed dataset has been expanded to its original size. Therefore, comparisons between actual and presumed datasets are made to change.     

导助航信息的三维可视化系统研究

导助航信息的三维可视化为船员提供清晰、直观的画面,方便船员准确地判断和掌握船舶所处的空间位置、水文环境、行进方向等重要信息。分析了整个三维可视化系统的体系结构;对导助航信息三维可视化的关键技术进行了研究,通过斜墨卡托投影实现地理坐标系到世界坐标系的坐标转换;提出一种方法计算航标位置、偏转角度用以指示锚地位置、船舶停靠方式;通过几何对象可视化进行导助航信息的动态展示。实验结果表明,该系统能够很好地解决船舶雾天通航因能见度低所造成的滞航问题,引导船舶航行和定位。     

一种INS-GPS-DVL容错组合导航系统

针对某船载导航系统精度和容错性能不能满足应用要求的问题,提出了一种基于信息融合技术的容错组合导航系统方案。研究了该组合导航系统的滤波算法,通过半物理仿真实验研究了该导航系统的性能。结果表明：所设计的组合导航系统可提供高精度的导航信息,提高导航系统综合性能。     

浅谈计算机技术在我国船舶行业的发展及应用

随着计算机技术的高度发展和船舶自动化水平的不断提高,船舶自动化技术不断向全船综合自动化阶段发展,各类导航、监控、管理系统都被运用于船舶中。本文就此重点阐述了计算机的起源及发展,以及在船舶管理中起到的重要作用。     

TDOA-DR组合车辆导航定位系统研究

针对自主导航小车在区域行驶中的定位问题,研究了TDOA-DR组合导航定位算法。通过对基于到达时间差(TDOA)的双曲线导航原理的分析,采用了基于超声波传感器的多基站双曲线定位系统。并在此基础上,对TDOA-DR组合导航系统的结构和算法进行研究和仿真分析。仿真结果表明:TDOA-DR组合导航系统能够在区域内提供厘米级精度的连续车辆位置信息,满足区域高精度定位的需求。     

多导航传感器的数据融合处理方法研究

在舰船导航过程中为克服单一模型的卡尔曼滤波器对真实系统状态参数发生变化时造成滤波误差过大甚至发散的现象,将多模自适应控制用于导航数据融合处理方法中,设计了组合导航系统的多模型自适应卡尔曼滤波器,通过数字仿真将单一模型的INS/GPS/Doppler组合导航系统与多模自适应控制的组合导航系统的性能进行了比较,表明了多模自适应控制在组合导航系统中可以改善系统的瞬态响应和覆盖大范围的参数不确定性,提高了组合系统的导航精度.     

磁通门与GPS组合导航在水下航行器的应用

为了实现水下航行器的精确导航,利用磁通门罗盘和GPS组成了组合导航定位系统,介绍了组合导航定位系统的工作原理.为了克服环境干扰对GPS信号接收的影响以及GPS的定位偏差对导航系统的影响,采用了卡尔曼滤波技术进行了航位推算并对GPS的定位偏差进行了校正,最终的仿真结果表明该组合导航定位系统的定位精度较GPS的定位精度有了较大的提高,能够满足水下航行器导航定位的要求.