船舶避碰数据处理系统设计-文献综述

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1、东海科学技术学院毕业设计（论文）文献综述题目：船舶避碰数据处理系统设计系：机电系学生姓名：专业：电子信息工程班级：指导教师：起止日期：文献综述随着电子技术的迅猛发展，船舶避碰成为了倍受全球关注且急需解决的航海问题。理由充分而又直观：20世纪中叶以后，由于海上运输的发展，船舶航行密度增大，海滩事故增多[1]，导致财产和生命的损失的严重后果，想必这是任谁都不愿发生的事。可想而知，减小船舶碰撞危险，是全世界在致力于研发避碰技术时的中心思想。船舶碰撞危险(riskofcollision,CR)无论在船舶避碰

2、领域还是海上交通工程领域都是一个十分重要的概念[2]。为了提高船舶航行的安全性，目前主要采取两个方面措施，一方面是船靠港时依赖于船舶交管系统（VTS），另一方面是船与船操作时依赖于船舶避碰规则[3]。基于这两个方面的措施，研发各类船舶避碰数据处理系统，对船舶避碰的数据进行及时分析和准确处理，从而达到减少船舶避碰事故的效果，实现船舶避碰的目的。为了减小船舶碰撞危险，在船舶交管系统（VTS）中，船舶必须获取其周围航行水域内的其它船舶的数据（动态和静态信息）。目前，船舶仍以船载雷达和高频无线电话(VHF)

3、设备作为掌握其它船舶动态、静态信息以及实现岸船、船船之间的通信的主要手段[4]。但是，由于雷达及VHF自身存在局限性，对船舶的识别和通信己很难满足当前世界及未来发展的需要。为了进一步提高船舶安全航行的性能，有关机构和厂商对助航设备讲行着不断的研究和开发[5]。因此，船舶避碰向智能化、自动化发展的趋势已很明显[6]。随着通信技术和计算机技术的飞速发展，国外一些航运发达国家已经在船舶的优化避碰和智能管理方面作了他们进行了大量的工作，船舶自动识别系统(AutomaticIdentificationSyst

4、em，AIS)和船舶避碰专家系统就是应允当今世界的航海技术新要求，而出现的集自动化和智能化的船舶避碰数据处理系统。现阶段，处于理论基础比较成熟的AIS技术，已经从理论投入到了实际运用阶段。而对于智能的船舶避碰专家系统还处于起步阶段，还处在理论研究阶段。毫无疑问，AIS必然会给船舶安全带来深远的影响。它是多个国际组织，特别是国际海事组织(IMO)、国际助航设备和航标协会(IALA)以及国际电信联盟(ITU-R)多年来工作的结果[7]。我国目前针对AIS技术的应用研究不断迅速的展开[8]。AIS系统最突

5、出的技术优点是具有强大的信息传输能力。它作为一项新型的避碰技术，在船舶避碰和船舶交通管理系统等主要应用领域有着非常重要的作用。它与当前的雷达相比具有提供信息量大，实时性好(适用于高速船)，抗干扰能力强和越障碍传输等优点，是雷达系统有益的补充[9]。由于AIS技术能够支持船舶的许多自动操作，减小了人为操作的影响，从根本上提高目前船舶间的避碰方法和VTS的船舶监测与识别方式。它与VHF语音通信相比，具有通用性好、效率高、易于处理和应用面广等优点，为船岸间信息交换开辟了一个全新的方式，特别适合于当前信息技

6、术的发展和船岸间数据通信的要求[10]。基于AIS系统的良好技术优点，该技术的推广和广泛应用在不久的将来肯定会实现的。从AIS技术优点可以知道，它的功能真的非常强大，要利用AIS技术来完成基于AIS系统的船舶避碰数据处理系统的设计与仿真，了解AIS系统构成是非常重要的。AIS系统的构成可以分为硬件构成和软件构成。在硬件上由四部分组成，具体说明如下:1、VHF数字通信通道:它工作于海上VHF信道，主要用于转发和接收广播的GPS等船位信息；2、信息处理与控制器:它是一个嵌入式微处理器系统，是全机的控制中

7、心；3、GPS接收机:提供船舶的运动参数和精确的时间基准；4、船桥设备接口:主要用于收集和输出信息。AIS巧系统的信息处理工作都是由其内部固化的软件实现的。AIS系统的软件可以分为三个部分，说明如下:1、网络软件:按国际电联技术标准，控制自组织无线数字通信网运行；2、系统控制软件:控制全系统各部分协调工作；3、接口软件:提供接口信息处理和控制功能[11]。现阶段，更新AIS技术标准，生产AIS设备产品，与扩大产品实际应用成为了目前对AIS技术的最高要求。此外，对于刚刚提出的船舶避碰专家系统也得到了许

8、多发达航运国家的青睐。他们相信：海船避碰专家系统（仿人智能自动避碰控制系统），对于降低碰撞事故具有重要的实用价值，也是实现完全自导的智能化船舶的重要组成部分。近年来，国内外海运界学者对其进行了不少理论研究，但与实用化尚有一定距离[12]。由于该技术尚处在理论研究阶段，相关的资料还很少，比较难整理。因此，在这并不对这项技术并不做深入的阐述和分析，了解基本思想即可。研究船舶避碰数据处理系统设计这个课题有着重要的意义[13]。通过选择这个课题，学习了船舶自动识别系统(AIS