张炜[1]2008年在《海事综合信息平台的功能设计及研究》文中认为近几年，随着海上交通设施不断完善，各种用于避碰、扫描、巡逻、监控功能的信息系统已经开始得到广泛应用，使得海上交通更安全，更好管理。但是，由于这些设施的建设时间各不相同，设计思路各有千秋，致使各种设备相互之间存在功能重叠，数据利用率低，不兼容等现象。设备虽多，却各自发挥作用，不能及时有效地把它们的功能综合起来，不利于管理人员对比利用，同时增加了船舶及管理机构的系统负担。为了满足如今社会和经济发展对海上交通的需求，需要改变以往“盲目建设，不重效率”的局面，加强船舶交通管理系统的管理，不断提高其服务能力和管理水平。在此基础上，海事综合信息平台的概念被提出。本文首先阐述了研究和建设海事综合信息平台的实际意义和作用，提出了研究的必要性，主要研究成果如下：1．通过调查目前国内船舶交通管理的现状，本文对海事综合信息平台可以实现的功能进行了设计，构建了海事综合信息平台的总体框架，并将平台的功能与现有VTS进行了比较，证实了实现海事综合信息平台的重要性以及应用现有设备改造的可行性；2．本文对实现海事综合信息平台的过程中所涉及的关键技术进行了列举，并对各系统之间数据交换的问题提出了相应的解决方案；3．本文对相邻VTS互联的问题提出了新的解决方法，即应用AIS系统实现相邻VTS互联，并对这种方案的实现原理进行了阐述，对所应用的数据格式进行了研究；4．本文通过对船舶交通事故中人为因素的分析得出了基于海事综合信息平台实现船舶交通管理智能化的重要性，并针对误报警的现象提出智能的“分级报警”的概念，提高系统的决策水平，最大限度地减少人为错误。本文应用数学方法对“分级报警”的分级标准进行了研究。
刘畅[2]2002年在《船舶自动识别系统及其在VTS中应用的关键技术研究》文中提出目前，国际上为船舶自动识别系统的实现提出了两种工作方式：甚高频(VHF)／数字选择呼叫(DSC)方式和广播方式。本文主要研究应用前景更为广泛的采用基于自组织时分多址(SOTDMA)技术的广播式船舶自动识别系统。采用广播方式的船舶自动识别系统的实施最关键的问题就是自组织时分多址(SOTDMA)技术的实现。自组织时分多址技术(SOTDMA)是90年代在时分多址技术(TDMA)基础之上发展起来的一种新型网络通信技术，能够自动解决船舶自动识别系统的通信冲突问题。 本文首先简要介绍了船载自动识别系统的发展概况及其系统结构和功能；对AIS传输的航行信息进行了讨论，分析了系统最大传播距离和岸台天线最大高度的计算方法；在此基础之上，分析了自组织时分多址(SOTDMA)原理，建立基于SOTDMA技术的通信网络模型，并定义了相关参数，进行理论分析和仿真试验测试，得出船舶自动识别系统(AIS)采用SOTDMA技术进行通信的信道特性；对船载自动识别系统信息传输的格式及内容进行了初步探讨分析；最后对船舶自动识别系统(AIS)在航海领域的应用前景进行展望。 本文通过理论分析与实验仿真，得出以下结论： (1) 基于SOTDMA技术的广播式AIS具有抗干扰性强、传输速率高、系统容量大、信息更新时间短等优点，适合于海上移动通信环境对船舶通信性能的要求，为将来的海上航行安全以及VTS对水域内船舶交通的管理带来方便； (2) 对AIS传输的航行信息格式及其内容、系统的同步、传播时延和保护时间等问题进行研究讨论，并分析由传播时延保护时间限定的系统最大传播距离和岸台天线最大高度的计算方法，这些方法可在构建AIS船——岸系统的方案确定和工程设计中应用。 (3) 通过仿真实验对SOTDMA协议中“自组织”进行时隙分配的演示，以及仿真系统后台运行的结果表明，AIS中采用SOTDMA通信协议进行通信，在船舶容量没有过载的情况下，信道阻塞率较低，发信成功率较高，具有良好的通信系统性能；即使在船舶容量过载的情况，系统仍然能够满足通信系统的最低要求。 （4）根据仿真实验的结果，本文提出了在船舶交通密度较大的 VTS水域，VTS中心对管辖区域的AIS船舶进行管理应采取的措施，对将来的海上航行管理以及船舶之间的避碰起到重要作用。
张建[3]2004年在《宁波港船舶自动识别系统构建方案的研究》文中研究表明船舶自动识别系统(AIS)作为向船舶和船舶交通管理中心提供目标信息的一种工具,它是在提高船舶航行安全的迫切需求下,在通信技术和计算机技术飞速发展的基础上发展起来的。AIS岸台网络系统是一个基于计算机网络的综合信息系统,它的实施将对船舶避碰、对船舶交通管理系统、航道航标的设置维护、对航行警告航行通告、对船舶管理以及物流产生很大的影响。宁波港是我国著名的深水良港,是世界级的亿吨大港,为创建大港口、完成大跨越,必须共同协作,将资源进一步整合,建立宁波港船舶自动识别系统。宁波市交通科技发展计划中也提出逐步建成宁波海区船舶自动识别系统,完善目前的港口管理系统,提高港口营运效率,增强综合竞争力。 本文对港口AIS基站设置个数的确定、AIS基站选址的原则和方法、AIS基站设备选用及AIS岸台网络系统的构建方案进行了研究。 本文根据宁波港的自然条件和港口地位,通过分析AIS基站的作用范围、宁波港的覆盖范围以及宁波港船舶的通航密度之间的关系,确定宁波港建立AIS基站的个数应为3个。在AIS基站选址方法中,运用因素评分法,比较各候选地点的各因素,得到一个较为切实可行的方案,创建了一个既简单又方便的AIS基站选址模式。宁波港船舶自动识别系统可选择峙头雷达站、虾峙雷达站和宁波VTS中心这三处地点作为AIS基站,太平山灯塔可作为进一步扩展AIS基站网络的基站选择之一。 在AIS岸台网络建设方面,并提出了宁波港AIS网络建设的近期、中期和远期建设方案,即:VTS增强型构建方案(近期建设方案),网络型构建方案(中期建设方案),信息化型构建方案(远期建设方案)。这三种方案相辅相成,为正在起步的宁波港AIS网络建设提供依据和借鉴,并为国内其他港口AIS网络建设提供参考。 宁波港船舶自动识别系统的建立有助于港口安全:有助于提高港口营运效率,增强竞争力;为港口内部信息化平台提供了实时而可靠的数据库资源。还可使海事管理部门通过采用系统内部的精确信息,向航运部门提供船队管理服务,把与海事相关的许多应用系统整合起来,成为一个自动参与的海事服务系统。
卜勇[4]2004年在《AIS应用于VTS的性能研究》文中研究说明传统的雷达(无线电测向测距)曾是海上监控系统(VTS)的一个里程碑。随着世界船舶数量的增加以及船舶向大型化和高速化方向发展,世界重要水道显得越来越拥挤,海上交通事故频繁发生,给航行安全和海洋环境造成了巨大的威胁。为了加强海上交通管制、海洋污染监视和保证船舶航行安全,船舶间以及船岸间的信息交换与日俱增,船舶的识别也备受重视。但由于传统雷达工作原理上的局限性,决定了它所能提供的只能是非常小量的甚至经常是不准的信息。显然,传统的雷达已难以适应当代航海的需求。 于是,AIS便依托当今的通信技术和计算机技术应运而生,并且自1992年开始正式国际研讨至今,在短短的10余年里,得到了飞速的发展。AIS的发展也必将给VTS的发展以至变革带来深远的影响。 本论文就在对AIS及VTS的国际发展动态进行了广泛而深入的调研的基础上,依据IMO、IEC及ITU等国际组织所建立的AIS相关的国际标准,并基于AIS及VTS的技术原理,探讨了AIS在VTS中的应用,并就AIS应用于VTS的主要性能进行了深入的研究。主要研究内容可以概括为以下两个方面: 1) AIS应用于VTS的吞吐性能研究 2) AIS应用于VTS的监测容量及监测半径
陈风东[5]2000年在《VTS中船舶识别系统方案研究》文中进行了进一步梳理船舶交通管理系统(VTS)在保障航行安全等方面发挥着巨大的作用，新技术的发展给VTS系统的构成和功能带来了新的变化。对港口船舶有效的识别是VTS系统进行交通管理和服务的基础。本文在收集和分析资料的基础上，首先讨论了目前交管系统中船舶对船舶的识别与跟踪技术，之后重点对船舶自动识别系统(AIS)的标准以及实现方案进行了研究。
郑文钰[6]2011年在《基于机器视觉的VTS系统船舶识别算法的研究》文中研究指明随着航运事业的飞速发展,船舶交通管理系统(Vessel Traffic Services, VTS)在我国各港口获得了广泛的应用。于此同时,人们在长期研究船舶航行安全保障技术中越来越深刻地认识到船舶间、船岸间相互交换信息及船舶识别的重要性,尽管VTS具有雷达、AIS、VHF等通信监控手段,但是还有很多不足,诸如船舶类型的识别、雷达盲区等问题仍待解决。目前,机器视觉已经被广泛的用在各种对准确度和可靠性要求很高的识别工作中。因此,如果在VTS中使用机器视觉技术实现船舶的识别,将可以解决很多当前的问题。它的优势是其拥有成熟的概念和完整的解决方案,并且具有精度较高,处理时间短的特点。对于船舶识别来说,机器视觉系统与其他监控技术比较,它也有一定的优势。在港口区域,机器视觉系统可以检测和分类船舶,可以帮助提高VTS系统的效率；在雷达盲区,对水上交通进行监控,能提高安全性,主动识别船舶,弥补其他监控手段的不足。本文核心的目标是实现对图像中船舶的识别。我们的主要工作有：在获得视频图像后,首先对图像进行灰度化处理以及图像预处理,其中使用了中值滤波平滑图像的方法,其目的是增强图像的有用信息以及去除图像中的噪声。然后开始定位图像中船舶的位置,并且将船舶区域从图像中分割出来,由于背景相对固定,在去除背景后,就可以将船舶区域突显出来,再对图像进行二值化处理,就能很容易分割出船舶区域。之后是对图像中的船舶进行特征提取,是利用边缘检测技术和数学形态学的腐蚀和膨胀运算实现的。最后对船舶进行识别,本文提出了一个融合了模板匹配技术和神经网络模型的识别算法,先将提取的船舶特征与船舶模型库中各类船舶模型进行匹配,筛选出相似度较高的船舶模型,再利用BP神经网络作最终的识别。
胡业勇[7]2001年在《VTS中船舶识别与跟踪新方法的研究》文中指出本研究将在AIS系统方案的基础上，研究GPS/VTS组合应用系统的方案和实现。对于雷达目标的航迹，选择雷达作为位置传感器，对于AIS目标，选择GPS(全球定位系统)接收机作为位置传感器，由于测量雷达航迹和AIS航迹的传感器是不同的，两种传感器误差是相互独立的，这样在海图上显示目标的时候出现对于同一目标出现不同的航迹，本研究的重点包括两个方面： (1)研究VTS系统中AIS数据和雷达数据的融合： 首先讨论目标航迹的Kalman滤波，在目标航迹Kalman滤波的基础上对雷达目标和AIS目标的航迹进行数据融合的研究；同时本研究将对AIS的位置传感器分差分GPS和非差分GPS两种情况进行分析和处理。 (2)介绍一个基于VTS/GPS组合应用的构成和实现： 重点介绍系统的软件和GPS自动监测系统硬件的实现，软件将以自行开发的软件为基础，探讨计算机网络技术在现代VTS中的应用实例，GPS自动监测系统硬件将重点探讨时分的原理和利用GPS的秒脉冲进行同步的技术和硬件的实现。 本文的研究的意义有以下三个方面： (1)研究AIS目标与雷达目标的数据融合可以部分的解决雷达目标跟踪的错漏跟踪和目标交换问题。 (2)如果AIS的位置传感器采用的是差分GPS，则可以显著提高雷达跟踪目标的精度，如果采用非差分GPS，也可以相当程度的提高雷达跟踪目标的精度。 (3)同时GPS/VTS组合应用的实现在许多港口和油田等企业都很有实用价值，在这种系统中使用GPS自动监测系统可以识别本单位的船舶和某些特定的船舶，在水上交通系统的管制和监视中起到明显的作用，同时客户/服务器引入解决了VTS系统中信息共享和信息冗余的问题。
白亮[8]2006年在《有关VTS信息交换的研究》文中研究表明随着信息技术的飞速发展和水上交通量的不断增大,我国VTS(Vessel Traffic Service)系统各自独立工作的现状显现出各种各样的局限性。因此,利用信息网络化技术实现VTS系统之间以及与其他相关系统的信息交换已成为VTS领域当前的热门课题之一,这是一项很有应用价值和实际意义的工作。 本文研究了VTS互联中信息交换的技术标准,对来自雷达与AIS信息的融合处理方法以及相邻VTS交叠区中运动目标的连续跟踪技术等展开讨论。具体研究成果如下: 1.讨论VTS的信息种类和特点及信息交换的类型,研究我国的VTS信息交换的标准数据格式并和国外的数据格式相比较,提出改进意见; 2.提出用模糊关联算法来实现目标跟踪数据的相关判断,并讨论该方法的改进方案; 3.分析了雷达和AIS获取目标信息的特点,定义VTS信息交换的数据发送区域,并建立了数学模型; 4.提出对于进入数据发送区域的船舶信息的发送要求和具体方案,从而完成对目标的持续跟踪; 5.利用计算机的网络通信模拟两VTS之间的信息传输,并用软件实现VTS交换信息的自动发送。
代彦波[9]2006年在《船舶自动识别系统及其关键技术研究》文中认为随着全球航运业的蓬勃发展，航海技术的提高也越来越受到重视。二十世纪，船舶通信主要运用VHF通信技术，雷达等具有识别船舶的功能，但是由于现代航运安全要求的提高，雷达显现出其局限性。随着数字通信技术、计算机技术以及网络信息技术的飞速发展，AIS的技术基础日趋成熟，在航运界对助航设备的要求越来越高的情况下，船舶自动识别系统应运而生。AIS是在上个世纪90年代从北美和西欧的一些国家开始兴起和开发的，在AIS的应用中这些国家也是一直走在前列的，技术规范不断更新。中国航运界对AIS也时分关注，研究工作不断深入，并且开展了多次实验。 本文首先对AIS的发展现状和研究该课题对海上交通安全管理的意义进行了介绍，说明了研究AIS的目的，对AIS系统的构成、主要功能及工作原理进行了较为详细的论述。第3章对AIS系统的关键技术自组织时分多址(SOTDMA)及其工作流程进行了较为深入的研究。对系统的软件设计用实验的方法进行了研究，设计达到了预期目的，基本取得成功，表明了SOTDMA技术可在AIS系统中发挥重大的运用，实现其数字移动通信系统的功能。本文还对AIS系统在VTS(船舶交通服务)系统中的应用，极大增强VTS的功能进行了分析，由于AIS的应用还大大提高了建设VTS系统的性价比。 本文对推进AIS在船舶避碰和船舶交通服务领域的应用具有一定的理论价值和实际意义。
甘星[10]2003年在《AIS与雷达信息融合在VTS中应用的研究》文中研究指明雷达作为船舶交通管理系统(VTS)中的基本监测手段，其目标跟踪性能制约着系统的整体功能。船舶自动识别系统(AIS)的出现将引起VTS技术的重大改革，AIS信息与雷达信息的融合，使目标信息更完善、更可靠，将有助于建立智能化的宽水域的交通管理系统和船舶安全航行信息系统。因此，本文主要围绕AIS与雷达信息的融合问题进行了探讨和研究。 本文首先讨论了信息融合技术的基本原理和技术特点，在分析VTS技术现状的基础上，提出了本文的研究课题和研究方法。第二，本文对AIS作了全面、系统的分析，针对现状不足之处，提出了基于现代网络技术，利用AIS与ARPA，AIS与VTS的融合扩大目标监测范围，获得更完善、更可靠目标信息的设想。第三，本文围绕AIS与雷达信息融合中的关键技术环节展开了研究，提出了航迹滤波、航迹相关和融合滤波的实现算法，并用仿真实验进行性能验证，得出了有实际参考意义的实验数据，最后对本课题需要进一步研究的技术前景进行了展望。
参考文献：
[1]. 海事综合信息平台的功能设计及研究[D]. 张炜. 大连海事大学. 2008
[2]. 船舶自动识别系统及其在VTS中应用的关键技术研究[D]. 刘畅. 大连海事大学. 2002
[3]. 宁波港船舶自动识别系统构建方案的研究[D]. 张建. 上海海事大学. 2004
[4]. AIS应用于VTS的性能研究[D]. 卜勇. 上海海事大学. 2004
[5]. VTS中船舶识别系统方案研究[D]. 陈风东. 大连海事大学. 2000
[6]. 基于机器视觉的VTS系统船舶识别算法的研究[D]. 郑文钰. 大连海事大学. 2011
[7]. VTS中船舶识别与跟踪新方法的研究[D]. 胡业勇. 大连海事大学. 2001
[8]. 有关VTS信息交换的研究[D]. 白亮. 大连海事大学. 2006
[9]. 船舶自动识别系统及其关键技术研究[D]. 代彦波. 哈尔滨工程大学. 2006
[10]. AIS与雷达信息融合在VTS中应用的研究[D]. 甘星. 大连海事大学. 2003
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