电脑技术的发展对电子海图的影响

随着科学技术的发展,船舶航行导航都由纸制海图人工导航向电子海图显示与信息系统发展。本文描述了电脑技术对电子海图发展的推进作用,并对今后电子海图发展方向的展望。     

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。     

基于国际标准的电子海图显示系统设计

针对开发标准化电子海图显示信息系统所需解决的相关问题进行了研究。论文给出了基于国际标准的电子航海图系统的设计方案,并采用先进的面向对象程序设计技术,实现电子海图显示系统的无缝拼接、自适应显示和信息查询等模块。本系统可以作为标准系统电子航海图系统的地理信息显示平台。     

基于电子海图的集成信息处理系统研究

电子海图显示信息系统是以数字化的海域地理信息数据为基础,在计算机系统的支持下,将海图、航行信息、雷达信息、船舶动态参数等信息集中处理,以图文方式综合表现航海情况的信息处理系统.本文提出了基于电子海图的集成信息处理系统框架,并分析了其中的关键技术.     

S-57电子海图文件基础处理库的设计实现

国际海道测量组织制定的S-57标准是目前电子海图文件的主要国际标准,S-57数据集文件的处理是电子海图显示与信息系统的基础。在分析S-57标准理论数据模型、数据结构和产品规范的基础上,用C++实现了一套S-57数据集文件基础处理程序库,其功能包括目录文件、基础数据文件和改正数据文件的读取、数据改正以及物标信息解析。本库能完整地保持S-57文件的数据信息,较好地保持数据的原始逻辑结构,能提取物标完整的几何信息,获取物标的属性/类目信息。本库与具体的用户数据结构、用户文件格式无关,具备一定的通用性,可用于电子海图应用系统的底层开发。     

基于GPS和电子海图的船舶导航系统设计与实现

介绍了一个基于电子海图和GPS的船舶导航系统的结构、功能、主要技术特点及其实现原理，系统由GPS接收机，导航计算机，信号发射机、信号接收机、监视计算机及通信网络构成，包括海图显示、海图作业，航线设计、航路监视，航行再现以及打印五个功能模块，具有船形大小与实际船舶尺度相对应，船形运行平稳，兼容多种GPS数据格式，海图无缝拼接，一船运动多方监视，自动更换海图等特点，实验表明，该系统能够满足船舶引航的需要，使用它能够提高船舶航行的安全。     

桌面式航行指挥模拟训练系统

针对舰艇初级指挥军官独立值更机会少,处理海上实际情况能力弱的问题,建立桌面式航行指挥模拟训练系统。该系统建立了场景数据库,运用电子海图源数据形成二维、三维及雷达可视化场景,采用OpenGL Shading Language(GLSL)语言绘制雾效和基于OpenSceneGraph(OSG)中LightPoint类绘制船舶航行灯,其重点在于满足舰艇初级指挥军官在狭水道、雾中和夜间航行等薄弱环节训练中的需要,已运用到部队训练中。     

基于Mapinfo电子海图和AIS的船舶导航系统的研究与实现

本文从技术实现角度出发，探讨了基于Mapinfo格式的电子海图以及AIS（Automatic Identification System，船舶自动识别系统）技术和性能指标。在此基础上，设计了基于Mapinfo电子海图和AIS通信的船舶导航系统，并在辅助船舶航行中得以应用。     

基于WEB方式的电子海图技术应用

随着互联网技术不断发展,网络为人们提供了种类繁多的信息服务,在测绘领域和航海领域,需要网上海图信息的客户越来越多.重点阐述了建立基于B/S结构的WEB电子海图平台,为不同终端、不同要求的用户提供可靠的信息服务,从而为电子海图系统在Internet上的发展提供理论与技术基础.     

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.     

基于SVM的水下机器人舰位推算导航误差模型

本文为了提高UUV水下航行过程中舰位推算的导航精度,建立了基于支持向量机的导航误差模型.文章选取UUV的航向、相对大地的前向速度及左向速度、纵倾和横倾、导航推算时刻距离初始时刻的时间等六个与UUV导航误差密切相关的参数作为模型的输入,以舰位推算出的经度误差和纬度误差为模型输出,结果是验证该模型的有效性.结论是使导航的相对误差能够从48.69‰下降到1.49‰,得出误差模型可以较好地修正舰位推算中的经纬度误差.     

UCON在电子商务系统访问控制中的应用

访问控制技术是电子商务系统(ECS)安全的关键技术,但传统的访问控制技术在面对开放环境下的电子商务系统安全时具有明显的局限性。使用控制技术(UCON)是一种现代访问控制技术,具有访问过程的连续性控制和属性的易变性控制等新特点,具有解决电子商务系统安全的良好优势。文章选取了三个ECS中典型的访问控制应用情境,然后基于UCON模型实现了较好的应用。     

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。     

船舶抗沉辅助决策系统的研究与设计

抗沉辅助决策系统是船舶常规和紧急状态下进行损管行动的关键性依据。目前抗沉计算分析系统,可对船舶基础状态、浮稳性等信息进行管理,并进行仿真和辅助决策,但大多存在算法效率低,决策生成速度和精度不足、人机交互接口脱离实际等问题。本文从船舶抗沉操作的实际执行过程出发,制定抗沉算法,根据实时装载和破损情况,对液舱采用注入水或排水的损管操作,生成调整措施,使船舶恢复良好的浮态与稳性。系统基于面向对象过程控制平台设计和实现,仿真结果验证了系统的有效性和高效性。     

综合船桥信息系统设计研究

针对船舶自动航行系统现有技术的不足之处,设计了符合船舶自动航行技术发展方向的综合船桥信息处理系统。制作了以ARM芯片为核心的通信网关,实现了信息系统的一体化网络连接;研究了分布式数据库技术,并且运用Oracle数据库的Advanced Replication功能实现信息系统的双机热备;采用信息融合技术可解决系统的信息过载问题,并提高信息精度和可靠性,给出了基于联邦滤波器的导航信息融合模型。相关的测试与实验证明该系统具备实用价值。     

高速船垂向运动控制方法研究

高速船在波浪中高速航行时,由海浪引起的船舶垂向运动,包含纵摇和垂荡,可能会使船上的乘客晕船。此外,如果船舶的垂向运动达到某种程度还会对船舶的安全性构成极大的威胁,如砰击、甲板淹湿。利用控制水翼（T型水翼和艉压浪板）实现姿态控制可有效减少船舶垂向运动。为了研究在顶浪情况下,安装T型水翼和艉压浪板后的船舶垂向运动,利用MATLAB/SIMULINK建立船舶垂向运动行仿真模型并进行仿真,采用遗传算法为姿态控制系统设计控制器,并对控制效果进行分析。仿真表明,控制器具有良好的控制效果,可减小船舶的垂荡和纵摇。     

多特征区域的细粒度船舶图像目标识别方法

为解决单一特征细粒度船舶图像识别率低的问题,提出一种循环注意卷积神经网络（recurrent attention convolutional neural network,RA-CNN）与多特征区域融合的船舶目标识别方法。该方法通过在VGG-19网络中引入尺度依赖池化（scale-dependent pooling,SDP）算法解决小目标过度池化的问题,提升了小型船舶的识别性能;注意建议网络（attention proposal network,APN）加入联合聚类（joint clustering）算法,生成多个独立的特征区域,使整个模型充分利用全局信息,提高了船舶识别精度;同时设计特征区域优化方法降低多个特征区域的重叠率,解决了过拟合问题;通过定义新的损失函数来交叉训练VGG-19和APN,加快了收敛速度。利用公开的光电船舶数据集对该方法进行测试实验,识别准确率最高可达90.2%,无论是识别率还是模型的鲁棒性较单特征都有了很大的提升。     

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。