考虑障碍物遮挡和雷达衰减的VTS雷达站选址优化研究

船舶交通管理系统(Vessel Traffic Service, VTS)是我国海事主管机构进行水上安全监管的主要设备,而雷达站作为系统重要组成部分其位置选择对于整个系统安全保障效率有重要影响。针对当前VTS雷达站选址模型较少考虑选址过程中存在的山林等障碍物遮挡以及雷达无线电波传播存在衰减的问题,在考虑单个雷达失效需要备择覆盖的情况下基于集合覆盖思想提出了VTS雷达站多目标选址模型并设计算法求解及验证,然后对最大覆盖半径进行敏感性分析及讨论,结果表明最终方案能够实现选址优化并满足相关约束,为VTS雷达站在实际环境下的选址提供解决思路。

基于逐渐覆盖的VTS雷达站多目标选址研究

船舶交通管理系统(Vessel Traffic Service,VTS)对于保障水上交通运输安全具有重要作用,而雷达站作为系统核心组成部分其位置选择对于系统功能发挥具有至关重要的作用。针对当前VTS雷达站选址研究较少考虑实际拟建雷达站数量约束和雷达无线电波在空气中传播存在衰减性的问题,在考虑雷达配置的情况下从建站成本和覆盖率两方面基于逐渐覆盖思想提出了VTS雷达站双目标选址模型并设计自适应权重粒子群算法进行求解,并用算例分析,然后从覆盖函数和建站数量两方面进行讨论和敏感性分析,并进行方案选择分析和实例验证,结果表明最终方案能够在满足约束的条件下实现最优选址,为VTS雷达站选址提供了一种解决思路。

场面监视/VTS雷达天线倒余割平方波束实现方法

为满足对天线架设点附近区域的监控,需要场面监视/船舶交通服务(VTS)雷达天线实现仰角倒余割平方波束.在单一线阵情形下,只有依赖调节天线垂直口面的幅相分布来实现.通过对阵列综合方法给出的口面幅相分布的逼近,给出基于Radant透镜技术和翼板台阶变化技术设计的两种工作于X波段的倒余割平方波束天线.实测结果表明,两种天线基本满足实际工程应用的需求,设计的天线已经应用于场面监视雷达和VTS雷达产品.

基于集合覆盖的VTS雷达站选址优化模型

建立了雷达站选址双目标优化模型,第一目标函数为雷达站的建设成本以及雷达站与船舶交通管理(VTS)中心线路的铺设成本最小,第二目标函数为多重覆盖的水域单元权重之和最大;并针对模型设计遗传算法求解.算例结果显示,最终选址方案能够实现对水域的全面覆盖和重点加强,VTS中心的位置和雷达站盲区的存在都会对雷达站的选址方案造成影响.将程序运行10次,计算结果具有稳定性,表明模型算法是收敛、稳定及可行的.

VTS雷达站选址问题优化模型

船舶交通管理系统(VTS,Vessel Traffic Services)雷达站选址方案对整个系统的功能正常发挥有重要影响.首先运用多层次模糊综合评价方法对雷达站候选点进行初选;然后建立了雷达站选址双目标优化模型,第1目标为总成本最小,包括雷达站的建设成本和雷达站与VTS中心的线路铺设成本,第2目标为被多重覆盖的水域单元权重之和最大;最后针对模型设计了遗传算法.算例分析显示,模糊综合评价可能去掉一些候选点,使得目标函数值变差,但是增加了方案的实际可行性.将程序运行10次,计算结果具有稳定性,本算法是收敛和稳定的,模型是可行的.

VTS与船舶操纵综合模拟器构建关键技术

为满足船舶交通服务系统(Vessl Traffic Services,VTS)人员培训和评估需求,提升VTS的监控和服务水平,构建一个VTS与船舶操纵联合模拟的综合模拟器.该模拟器通过突破传统单一VTS或者船舶操纵模拟器的局限性,解决VTS雷达回波模拟,多源目标数据跟踪、融合和误差仿真,以及船舶操纵模拟器、教练员控制台子系统的关键技术;提出多层次数据通信模型,实现多VTS子系统与多船舶操纵子系统集成.该系统不仅可为VTS值班人员和引航员培训提供有效的途径,而且可为研究船舶交通管理新方法提供有效的分析决策平台.

CBR/VTS融合系统及其应用

针对船舶海上遇险情况,运用CBR系统对VTS船舶管理系统进行补充,构建CBR/VTS融合系统,提高海上船舶信息服务水平,改善航道安全状况。

VTS 工程的费用效益后评价方法

本文根据我国主要港口ＶＴＳ的建设特点，对我国ＶＴＳ工程费用效益后评价的方法进行了研究和探讨，给出了费用效益后评价的指标和定量计算公式。通过对几个主要港口的ＶＴＳ后评价，表明该评价方法能够较准确地反映ＶＴＳ的效益评估情况，对今后的ＶＴＳ工程建设和进一步完善ＶＴＳ的运行和管理体制具有一定的指导和借鉴作用。

VTS中心数据记录与重放系统

分析了当前形势下船舶交通管理系统(VTS)数据记录重放的重要性和需求,针对其中高效存储、同步回放和话音连贯3个难点问题,提出了从记录存储、播前下载到同步回放全流程设计的综合解决方案,并重点分析了录屏方式、景象数据压缩、基于虚拟时钟的加速重放以及双线程和双缓冲机制等关键技术。鉴于该方案存在不足,提出了利用集成专用硬件设备提高景象数据录取和存储效率的设计思路。

VTS系统船舶调度优化研究

文中在综合考虑了船舶航行安全因素和航运效率的情况下,采用基于海面能见度、风速、水流、引航和船舶尺度等因子进行加权的方式来评价调度方案,并建立了一个数学模型。验证模型通过调度参数的设定和调整可以得到最佳的调度方案。

VTS模拟器情景对话智能评估系统

为实现VTS值班人员适任能力培训和评估的自动化、智能化,确保评估结果客观、公正和合理,构建VTS模拟器情景对话的智能评估系统。该系统通过建立标准航海通信用语语料库提高在线语音识别系统的精确性。引入基于语法规则的匹配分析模型对由语音识别系统得到的文本字符串进行匹配分析。详细介绍基于加权的实操评估准则制定方法。该系统利用智能技术能实现部分VTS情景对话的自动化评估,减轻评估人员的负担,且能避免人工评估的主观性和不公平性。

VTS雷达站选址优化研究

雷达站选址及雷达配置方案对于提高整个船舶交通管理系统(简称VTS)的运行性能起到重要作用。针对当前VTS雷达站选址模型因较少考虑水域风险和环境遮挡等相关因素而较难进行实际应用的问题,提出了一种基于水域单元风险评价的VTS雷达站选址方法。该方法充分考虑水域风险和环境遮挡等环境因素,利用ArcGIS软件对水域进行划分、风险评价和视域分析,并建立雷达站选址配置双目标优化模型,设计多目标粒子群算法进行求解。最后,通过对肇庆市的VTS雷达站选址项目进行验证分析,结果表明最终方案能够满足模型约束并实现优化,在考虑水域风险、环境遮挡的情况下提高了VTS雷达站的运行效果,推动VTS雷达站选址模型的实际应用。

VTS雷达及岸基溢油雷达组合选址优化

针对实际建址时存在障碍物遮挡和雷达传递衰减的船舶交通管理系统(Vessel Traffic Service, VTS)雷达及岸基溢油雷达组合选址问题,基于空间几何方法,在三维空间中提出了障碍物遮挡判断方法,并引入衰减函数进行雷达衰减测度,以建站成本最小和水域面积覆盖率最大为目标建立多目标选址模型。根据问题设计了自适应混沌多目标粒子群算法,在满足位置约束时生成初始解,提高算法求解速度;引入混沌机制和飞蛾火焰算法的螺旋搜索机制对粒子速度及位置更新策略进行改进,增强算法的局部和全局搜索能力。通过算例验证了本文所提出的判断方法及模型的有效性。研究成果不仅深化和拓展了VTS雷达选址及溢油问题的相关研究,也为海事主管机构在进行VTS雷达站及溢油雷达选址时提供理论依据。

VTS信息传输中信号特点和技术方案分析

本文分析了船舶交通管理系统(VTS)信息传输中信号的特点,并讨论了宽带传输的实现、通信设备的配置、同步脉冲和触发脉冲的形式等问题,给出了提高系统性能的某些较优且实用的技术方案。

台湾海峡VTS构想

根据IMO有关条文,在分析台湾海峡当前船舶交通的基本条件、状况及进一步发展的基础上,讨论了海峡VTS建立的必要性及其应具备的基本功能,提出了“海峡VTS应以保障海峡水域交通安全与畅通,促进两岸通航为目的,具有数据搜集、数据评估、信息服务、航行协助服务、支持联合行动等功能,采用统一协调的船舶定线制、船舶动态报告制和船舶交通管理规程,作用范围包括海峡主航道和两岸主要港口水域,由西岸子系统和东岸子系统有机构成”的总构想,并进一步讨论了海峡VTS西岸子系统的构成方案。本文还提出了海峡VTS的建立与全面有效实施中需要两岸共同研讨的若干问题。

大数据下天津VTS效益评估新方法

VTS效益评估是展示VTS服务效能最直接的手段之一,天津VTS中心在效益评估领域已做了大量工作,拥有海量的船舶动态数据。在大数据背景下,在之前效益评估实践的基础上利用新型的数据挖掘技术,为深入认识和利用海事系统数据提供了重要的研究思路和分析工具,并以VTS大数据为基础,重新梳理效益评估的项目种类,探索新的效益评估计算方法。

人-机-环境系统工程理论在VTS建设中的应用

文中借鉴系统工程理论中的人、机、环境关系,通过分析目前VTS中心发展的一些问题,提出建设国际一流VTS中心的对策,提高VTS中心的服务能力,保障沿海港口水域的船舶航行安全。

VHF海上安全信息自动播发系统在VTS应用现状与工作建议

海上安全信息是船舶航行及作业安全的重要保障。VTS管辖水域通常船舶交通流密集、生产繁忙,为更好地满足船舶信息需求、维护辖区水域安全,VTS中心开始在传统人工服务手段的基础上探索实现海上安全信息的自动播发。然而,目前VTS人员对于VHF自动播发语音信息的性质存在认知差异,自动播发系统的使用存在较大的随意性。该文对VHF自动播发语音信息的性质、VHF海上安全信息自动播发系统应用需求及应用现状进行了分析,在此基础上提出了相关工作建议。

改进K-means算法的船舶密集区域识别模型研究与VTS应用

船舶交通管理(VTS)对覆盖区域内的船舶密集区域进行有效识别,并对区域内的船舶实施远程预警,可以提升通航效率,减少海上险情事故。通过改进K-means聚类算法建立海上船舶密集区域识别模型,并设计VTS船舶密集区预警系统,结合AIS数据实验模拟,该算法对船舶密集区域的识别是有效且可行的。

一种优化的AIS与VTS融合算法

针对船舶交通管理系统(Vessel Traffic Service,VTS)与船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)融合之后存在的特定场景下的数据精度较差、信息推断能力不足和与海事业务系统脱节等问题,提出一种能有效融合AIS、VTS和海事业务信息的算法,实现“海事监管,一船全景”。对AIS与VTS融合之后所得船舶航迹与海事业务数据进行有效关联,得到船舶海事业务全景数据,包括雷达信号、AIS信号、海事行政处罚和国内安检等。实际应用结果表明,该算法能在生产系统上稳定运行,在数据准确性和及时性方面相比以往有很大提升,能为海事交管中心值班人员提供有力支持,为智慧海事提供有力支撑。