MITS中智能数据处理与应用关键技术研究

针对航运智能运输系统(MITS)的特点,结合陆上ITS应用的成功案例,设计了航运智能运输仿真系统(MITSS)基本架构;利用数据挖掘、小波多尺度分解与重构、神经网络、Kalman滤波以及遗传算法等技术,研究了航运智能运输系统中数据预处理、数据融合及预测技术。研究表明:该技术可提高航运的管理和安全水平、减少阻塞、增加交通的机动性、减少船舶运输对环境的影响、提高航道通行能力和交通效率的目的,为进一步的系统开发提供技术支持。

我国海洋运载装备产业发展研究

我国海洋运载装备产业发展迅速,已形成先进的总装建造和系统集成配套能力,实现了由技术引进向自主创新的根本性转变;但长远发展面临的瓶颈问题未能缓解,“两头在外”的产业发展风险依然存在。着眼我国海洋运载装备产业“安全、绿色、智能、高效”的转型升级需求,本文梳理了国际海洋运载装备产业的发展经验,分析了我国海洋运载装备产业现状并总结了设备、部件、技术、服务等方面的发展挑战;论证提出了以绿色、智能转型为主线,实现装备高端化、产业规模与效益协同高质量发展,建设海洋运载装备现代化产业体系的阶段性重点任务,阐述了绿色智能高端装备核心技术研发、高技术船舶先进关键技术研发、产业链和供应链的安全韧性、产业高质量发展基础能力等主攻发展方向。进一步从保障科技创新投入、强化自主品牌发展、促进新兴技术融入海洋装备产业等方面提出了产业发展建议,以期为船舶工业转型升级研究提供参考。

船舶航行诱导系统的概念方案设计探讨

针对“船舶航行诱导”的定义尚未确定,船舶交通流诱导缺乏理论支撑的现状,借鉴道路交通中车辆诱导系统的定义和功能,提出船舶航行诱导系统的概念,并对其架构进行初步设计。对船舶与车辆的尺度和操纵性等参数进行比较,并对船舶交通流与车辆交通流进行定量和定性分析;借鉴道路车辆交通诱导的理念和性质,归纳船舶航行诱导的定义,在此基础上初步设计船舶航行诱导系统的架构。该研究有助于丰富水上智能交通领域的理论基础,为船舶航行诱导系统研究提供参考。

基于桥梁通航风险的海巡艇配备研究

提出一种基于风险可接受准则的桥梁工程建设的海巡艇配备方法。首先应用专家调查法建立无量纲化的桥梁通航风险评价体系,利用模糊推理方法评价桥梁工程通航风险,并应用风险可接受准则建立桥梁工程建设的海巡艇配备方法,并以8座典型桥梁风险及其海巡艇配备进行验证。所建立的风险评估模型能够很好地反映桥梁建设风险,配备的海巡艇能够保障桥梁营运期过往船舶的通航安全。

地理信息系统在海运智能交通中的应用

智能交通系统 (ITS)是当前交通领域研究的热点 ,更是未来交通发展的方向。本文提出了海运智能交通系统的概念 ,分析了系统功能和构成。从海运交通的特点出发 ,以ECDIS为基础 ,对智能交通系统的重要组成部分———海运交通地理信息系统的处理模型、关键技术和发展方向进行了分析探讨。

海洋运载装备技术与产业发展研究

海洋运载装备是建设海洋强国的基础支撑,我国在建设海洋强国、制造强国、交通强国的战略需求下,亟需加快推进海洋运载装备技术创新与产业高质量发展。本文针对我国海洋运载装备技术与产业未来发展问题,研判了世界海洋运载装备在市场、海洋科学研究与资源开发、绿色智能技术方面的发展需求,从船舶与海洋工程高等教育、科学研究、总体设计与总装建造、信息与通信导航、动力与配套机电等方面分析了当前世界海洋运载装备的技术现状与产业格局,总结了世界海洋运载装备的先进前沿技术。研究指出,近期海洋运载装备领域的重点发展方向为极地航行船舶技术、船舶智能制造技术、船舶优化节能技术等5个方面的突破性关键技术,建议设立智能船舶工程、超级生态环保船舶科技专项、船舶全生命周期运维保障科技专项。从顶层设计、政策引导、资金投入、协同创新、人才建设和国际合作等方面提出了促进我国海洋运载装备发展的对策建议,以期为船舶工业主管部门和“产学研用”相关机构前瞻布局技术研究方向提供参考。

海上智能交通系统实验室开发研究

海上智能交通系统是一个跨学科、跨平台、信息化、系统化的综合交通体系。本文首先介绍了海上智能交通系统及其研究现状,然后提出了利用现有航运企业智能系统构建海上智能交通系统实验室的设想、关键技术和理论研究内容,并展望今后海上智能交通系统的研究和发展趋势。

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计精度、更好的稳定性和容错性。

海上船舶无线导航传感器网络的平台应用

导航技术成为当前海上智能交通系统发展的热点。针对无线传感器网络的特性,本文设计一种开放式船舶综合导航体系架构,着重介绍基于无线传感器网络的导航算法。该方法通过代价函数为船舶规划最优导航路径。最后通过仿真实验表明,该算法可以按照导航要求,引导目标按最优路径到达指定位置。

顾及地理环境的船舶行为识别研究

海洋地理环境时刻影响着航船的轨迹与行为,然而目前在海洋地理环境中利用轨迹对航船进行行为识别的方法却十分欠缺。针对上述问题,提出了一种顾及地理环境的船舶行为识别模型,该模型考虑到了航船轨迹本身的运动特性,且构建了船舶航行中所处的实时海洋环境,并将其转化为轨迹的地理环境语义,运用到船舶行为识别中。首先,根据船舶航行轨迹,利用海洋观测数据构建时空地理环境;然后,结合轨迹本身运动特征构建基于长短期记忆网络的船舶行为识别模型,并通过遗传算法思想对模型进行改进;最后,利用真实的船舶自动识别系统(automatic identification sys⁃tem,AIS)数据对模型的识别效果进行检验。结果表明:考虑航船所处的海洋地理环境可以有效提升对船舶行为识别的准确度,且所提模型比现有模型识别能力好。

顾及环境胁迫反应机制的船舶轨迹预测方法

针对目前航船轨迹预测方法中对影响船体运动及船员驾驶决策的海洋地理环境缺乏考虑的问题,提出了一种顾及胁迫反应机制的船舶轨迹预测方法,该方法不仅考虑到了航船轨迹本身的运动特性,更通过构建船舶航行中所处的实时海洋环境,将直接影响船体运动的海洋环境特征与影响船员决策的海洋环境特征应用到航船轨迹的预测中。结果表明:考虑航船所处海洋地理环境对船体运动状态的影响与船员面对环境威胁所采取的应对决策可以有效提升船舶轨迹预测的准确度,且本文提出的顾及胁迫反应机制的船舶轨迹预测方法较现有常见方法具有更好的预测能力。