基于AIS-雷達(dá)融合信息的船舶避碰終端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、經(jīng)濟(jì)的全球化和世界貿(mào)易量的大幅增加推動(dòng)了國(guó)際航海業(yè)的迅猛發(fā)展,船舶的速度、數(shù)量、噸位與水域交通密度都在不斷增加,導(dǎo)致航海事故頻繁發(fā)生,這給航行安全和海洋環(huán)境造成了巨大的威脅。隨著智能科技和信息產(chǎn)業(yè)化技術(shù)在航海領(lǐng)域的發(fā)展及應(yīng)用,海上通信導(dǎo)航設(shè)備的種類和性能都在不斷增加、提高,新興助航設(shè)備船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)AIS和傳統(tǒng)航海雷達(dá)是當(dāng)下船上配備最多的兩類安全助航設(shè)備,它們各有技術(shù)上的優(yōu)、缺點(diǎn),而且它們提供的信息存在互補(bǔ)性和冗余性,將兩者結(jié)合起來(lái),

2、則可實(shí)現(xiàn)各自技術(shù)缺陷的互補(bǔ)。研發(fā)基于AIS與雷達(dá)融合信息的船舶安全助航系統(tǒng),可以有效的解決單一導(dǎo)航設(shè)備目標(biāo)識(shí)別不準(zhǔn)確與目標(biāo)信息不豐富的問(wèn)題,從而提高目標(biāo)識(shí)別的準(zhǔn)確性和目標(biāo)跟蹤的精度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)船舶航行安全自動(dòng)化,減輕船員的勞作強(qiáng)度及心理負(fù)擔(dān),確保海上人、船、貨物安全。
　　本文首先分析了AIS和雷達(dá)的電文格式,并完成了相關(guān)的數(shù)據(jù)處理工作,包括AIS和雷達(dá)數(shù)據(jù)電文的提取、數(shù)據(jù)的正確性與完整性檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)解碼以及數(shù)據(jù)融合;其次根據(jù)相關(guān)的航

3、海知識(shí)和海員的通常做法,通過(guò)對(duì)船舶避碰原理和船舶避碰規(guī)則的研究,對(duì)船舶避碰的過(guò)程、船舶避碰的階段以及本船和目標(biāo)船的會(huì)遇態(tài)勢(shì)進(jìn)行了詳細(xì)劃分,并給出了不同會(huì)遇局面下,讓路船應(yīng)采取的避碰行動(dòng)策略及避碰行動(dòng)幅度;然后基于融合后的數(shù)據(jù),運(yùn)用改進(jìn)的模糊數(shù)學(xué)理論,建立了船舶避碰模型和船舶碰撞危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)模型;最后在所建立的模型基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于AIS/雷達(dá)融合信息的船舶避碰終端系統(tǒng)。
　　本設(shè)計(jì)選用PC/104總線SCM/SPT2C模塊

4、構(gòu)建系統(tǒng)的硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境,并運(yùn)用軟件工程理論的相關(guān)知識(shí),采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想,對(duì)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì),用C++高級(jí)語(yǔ)言完成了應(yīng)用程序的編寫(xiě),然后利用圖形界面開(kāi)發(fā)工具Tilcon設(shè)計(jì)了船舶避碰終端的人機(jī)交互界面,最后基于VxWorks操作平臺(tái)對(duì)船舶避碰終端系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。運(yùn)行結(jié)果表明,該終端系統(tǒng)不但能夠在屏幕上實(shí)時(shí)的對(duì)本船信息、目標(biāo)船信息以及會(huì)遇兩船的相對(duì)運(yùn)動(dòng)信息以圖形化的方式進(jìn)行顯示,而且能夠及時(shí)的響應(yīng)用戶對(duì)本船及會(huì)遇目標(biāo)船航