应用北斗卫星导航系统的船舶AIS数据采集

为克服自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)在船舶动态监控中存在盲区这一缺陷,研究如何通过北斗卫星导航系统转发AIS数据,以使得监控区域覆盖陆上AIS基站的盲区以及实现装载北斗卫星导航系统船舶周围指定船舶的监控.将本船AIS接收的周围船舶AIS信息添加优先权位后存入相应数据库中;采用数据选择、过滤、压缩等技术处理数据,通过北斗卫星导航系统将处理过的数据发送到岸上基站.通过北斗卫星导航系统转发AIS信息,能有效监控AIS盲区内没装北斗卫星导航系统的船舶,有效增大船舶动态监控的范围.     

基于AIS数据的智能船舶动态视频监控系统设计

针对港口船舶动态视频监控系统应用中视频监控系统人工操作的不便性,开发智能船舶动态视频监控系统.根据船舶自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)获取的港内船舶动态数据,设计自动监控决策控制模块,建立待监控船舶的被监控优先因子算法,通过驱动多智能球摄像机阵列对待监控船舶队列进行智能排序定位,实现对航行船舶的自动化智能视频跟踪.     

基于AIS的港口智能船舶动态视频监控系统研究

港口船舶动态视频监控是港口交通安全管理的重要内容。文章论述了港口智能船舶动态视频监控系统的设计要点,研究通过AIS系统获取船舶动态数据并驱动智能球摄像机进行智能定位,实现航行船舶的自动化智能视频跟踪。文章提出了基于AIS的港口智能船舶动态视频监控系统的主要结构,介绍了软硬件组成及工作原理．重点阐述了自动监控决策控制模块的算法及在系统中的作用。     

基于AIS数据和LSTM网络的船舶航行动态预测

为进一步提高船舶航行动态预测的精度,提出将长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络应用到船舶航行动态预测。将船舶自动识别系统(automatic identification system,AIS)数据转化为航行动态时间序列数据用于LSTM网络的训练和测试。将预测结果与传统的航迹推算法、BP(back propagation)神经网络法等的预测结果进行对比,结果证明:基于LSTM网络的船舶航行动态预测模型具有精度高、鲁棒性强、通用性好等特点。预测结果可以为船舶交通管理中心(vessel traffic services,VTS)的监管提供参考,在预警船舶碰撞、搁浅等事故方面具有较高的实际应用价值。     

基于AIS数据的船舶排放估测模型与实船验证

为提升船舶能耗和排放估测的准确性和灵活性,提出面向船舶自动识别系统(automatic identification system, AIS)大数据的完全自下而上的船舶能耗和排放估测新方法。该方法视船舶为一种基于船舶航迹的线排放源,在构建船舶网格化轨迹模型的基础上,考虑每个网格航段的持续时间和发动机负载,实现船舶能耗和排放的精细化建模,统一船舶排放总量和空间分布计算。实船应用表明,该方法可提供更加准确的船舶能耗估计,并可灵活计算各种航行状态、船队规模和时空尺度的能耗和排放清单。     

基于AIS数据的预抵船舶联系信息查询系统

为获取指定时间内到达指定区域或港口的船舶联系信息,开发基于自动识别系统（Automatic Identification System, AIS)数据的预抵船舶联系信息查询系统.该系统运用直接匹配、别名匹配和模板匹配等,结合预先建立的地理层次树,筛选出指定时间段内到达指定区域或港口的船舶;根据AIS数据与船舶资料数据库的关联,建立预抵船舶联系信息查询系统.实验表明,该系统可为船舶服务公司提供方便的查询途径,提高工作效率.     

基于AIS信息的船舶进出港航速控制模型

为提升近港航道效率及船舶安全,从船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)集合的大量的海上交通特征信息中获取能够反映船舶进出港规律的、有效的、潜在的信息,建立船舶进出港航速控制模型.根据海上交通工程理论和数据挖掘技术,将实时采集的港口水域的AIS信息存放在数据库中,再通过ETL(Extract Transform Load)进行处理.该数据库具备统计分析船舶进出港各阶段航速分布的功能.以厦门嵩屿港集装箱码头为例,构建相应的数据库,对12万吨级集装箱船舶进出港的航速进行统计,获得此类船舶在进出港过程中的航速分布规律,并根据航速的概率分布特点给出建议航速,为船舶自动进出港、引航员引导船舶及港口主管部门更好地监管通航环境提供理论依据.     

基于AIS数据的船舶运动模式识别与应用

船舶运动模式的提取是轨迹数据分析的重要任务,它可以为船舶异常行为的检测提供参考依据,同时也可以作为航路规划和定线制设计的技术指标.针对现存的聚类算法大多为了追求效率而忽略了运动轨迹特征的问题,对聚类算法中的轨迹结构距离进行改进,将其作为轨迹相似度的评价标准.采用无监督DBSCAN聚类算法实现船舶运动模式的提取.利用琼州海峡船舶自动识别系统（Automatic Identification System, AIS）数据,对该水域的船舶运动模式进行提取,获得行驶于该水域的船舶运动轨迹分布以及各类轨迹中转向区域的分布,其中船舶运动轨迹包括从琼州海峡东峡口向西航行的船舶轨迹,从琼州海峡西峡口向东航行的船舶轨迹,从秀英港前往海安港的船舶轨迹,从海安港前往秀英港的船舶轨迹和从琼州海峡东峡口前往海口港的船舶轨迹.将最终的聚类结果应用于电子海图显示与信息系统（Electronic Chart Display and Information System, ECDIS）上,实现了对船舶的动态监控仿真.     

面向船舶动态监控的全球3D场景管理关键技术

为克服目前船舶动态监控系统的不足,提高监控平台的直观性,提出使用3D可视化技术实现船舶在3D海域空间的直观管理.根据电子海图数据自动建立3D海域地理环境;利用基于Osg Earth的全球场景管理平台无缝融合陆上地貌与3D海域地理环境;利用金字塔技术有效组织影像数据,构建全球3D船舶动态监控系统.通过实验定量和定性分析了该方法的有效性,为面向船舶动态监控的全球3D场景管理提供了新的思路.     

船舶自动识别系统在舟山VTS系统中的应用

随着AIS的出现,船舶交管系统将从传统的航标系统变为大型的综合船舶管理系统。文章论述了AIS在舟山VTS系统中的应用现状和取得的效果,以及发展前景。     

基于AIS船站的舟山港海事信息监测系统

针对舟山港务管理局对港内船舶识别与动态跟踪的需求,在分析研究船舶自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)的通信技术、总体结构的可行性、覆盖范围和所能容纳的最大船舶数量的基础上,设计并组建以船舶自动识别系统船站作为岸基站的海事信息监测系统.实际试运行表明,该系统的功能和性能满足实用要求,具有良好经济性,并可推广至类似的应用场合.     

多算法结合的船舶交通流框架提取

为提高船舶进出交通流密集区域的安全性、解决数据挖掘不充分的问题,基于AIS数据,将多种算法相结合,提出一种多元化的船舶交通流框架提取方法。利用Douglas-Peucker压缩算法和航迹交会算法分别提取交通流中的船舶转向点和航迹交会点。利用密度聚类算法对包括船位点在内的3种特征点进行数据挖掘,提取出更有代表性的特征点。将3种特征点进行加权融合,得到新的多元特征点,以点的大小表示其重要程度,最终生成某水域的船舶交通流框架。实验结果表明,通过以上方法能够获得老铁山水道附近水域船舶交通流框架。该框架融合了多种航迹特征点,能够显示附近水域的重要航迹分布,充分体现船舶交通流的总体态势和密集区域;该框架从统计学角度凝结了该水域船舶行驶的习惯航线,这些航线具有较好的适航度,既可用于航路规划,还能为海事部门选取推荐航道提供参考。     

基于改进的无尺度网络的高斯动态粒子群优化算法在舰船电网故障重构中的应用

针对当前优化算法在处理大规模舰船电网重构问题时易陷于局部极值的缺点,提出一种基于改进的无尺度网络的高斯动态粒子群优化(Gaussian Dynamic Particle Swarm Optimization,GDPSO)算法.该算法融合无尺度网络理论与种群拓扑结构,采用改进的无尺度网络BA模型随机地逐渐增加种群拓扑规模,增加种群多样性,提高种群跳出局部极值的能力.以某20节点和扩充为60节点的舰船电网为例进行故障后重构测试.结果表明,该算法对多维度舰船电网重构有效.     

船舶进离港行为捕获算法设计与实现

针对在设计船舶进离港行为捕获算法时存在港口范围难定义、AIS数据的经纬度误差造成船舶频繁进出港区边界等问题,将全球AIS数据与港口数据相结合,设计船舶进离港行为捕获算法。根据船舶速度、位置、运动特性等信息,实现对船舶进离港、停泊等行为的判断。利用纬度分桶法、网格法和Kd树法实现基于船舶位置的港口匹配。实际数据测试表明,网格法的港口匹配时效性最好,每秒可处理约16万条AIS数据。随机选取30艘船对算法进行验证,结果表明船舶轨迹与捕获到的船舶进离港事件相符。     

AIS时代VTS面临的新课题

从船舶交通管理系统(Vessel Traffic Service,VTS)和船舶自动识别系统(Automatic Identifi-cation System,AIS)的组成、作用、特点以及国内外的相关法规等方面,阐述AIS与VTS的关系,提出采取正确输入船名,船舶呼号,海上移动识别码(Maritime Mobile Service Indentify,MMSI),IMO号码,船舶类型和航行状态,目的港,预计抵达的日期、时间,船舶长度、宽度和吃水,保持AIS设备正常工作,正确使用短消息等措施和方法,解决VTS正常监视安装AIS设备的船舶所遇到的问题,使AIS设备成为一种增强对现场监督管理工作的预防性、针对性、有效性和威慑力的有力补充,从而为船舶提供更科学的信息服务,更大程度地提高VTS的效率和管理能力,使航运更安全、海洋更清洁.     

Computer-aided system for hazard zone identification in ship power plants

The most dangerous places in ships are their power plants. Particularly, they are very unsafe for operators carrying out various necessary operation and maintenance activities. For this reason, ship machinery should be designed to ensure the maximum safety for its operators. It is a very difficult task. Therefore, it could not be solved by means of conventional design methods, which are used for design of uncomplicated technical equipment. One of the possible ways of solving this problem is to provide appropriate tools, which allow us to take the operator's safety into account during a design process, especially at its early stages. A computer-aided system supporting design of safe ship power plants could be such a tool. This paper deals with developing process of a prototype of the computer-aided system for hazard zone identification in ship power plants.