应用AIS信息实现琼州海峡VTS船舶交通智能管理的研究

摘要

VTS是一个在保障船舶交通安全、提高船舶航行效率和保护环境方面能发挥重要作用的岸基信息系统。航运业的快速发展及其对水上交通安全保障要求的不断提高，要求VTS具备更先进的技术手段和更完善的功能。而目前琼州海峡VTS辖区内船舶相关航行状态的监管仍由值班人员在电子海图的基础上依靠经验来进行危险或违规的监督，缺乏有效的智能监管的方式。因此，提升琼州海峡VTS的监管能力，实现VTS船舶交通的智能管理是亟待解决的问题。 本文在对琼州海峡VTS船舶交通管理现状进行调研分析的基础上，分析国内外专家学者在船舶交通智能管理上的研究，对VTS船舶图形显示标识及船舶交通智能决策模型进行了研究。首先，根据琼州海峡船舶AIS数据按船舶类型、航行状态以及船舶的危险性等危险及违规情况使用不同的符号、不同的颜色对船舶的图形标识进行优化设计，使得船舶图形显示更加直观明了。其次，根据船舶航行过程中出现碰撞、搁浅、偏离航道、超（低）速、逆行、横穿航道等情况建立智能辅助决策模型，一旦船舶出现危险或违规即发出警报。其中，碰撞、搁浅预警模型引入了TCQA和TCQG概念，建立了一种新的船舶碰撞、搁浅危险判定预警方法，通过对船舶与目标出现紧迫局面时间的掌握，及早地提醒船舶采取有效的避让行动，避免船舶进入紧迫局面阶段。最后，对琼州海峡VTS船舶交通智能管理的软件进行初步设计，在智能监管过程中，相关预警的信息自动生成AIS报文的格式，实现警告信息AIS的自动播发。

目录

声明

摘要

主要符号表

第1章 引言

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 琼州海峡VTS船舶交通管理的现状

1．4 本文研究的主要内容

第2章 AIS信息解码与图形显示

2．1 船舶AIS信息的解码

2．1．1 AIS信息的内容

2．1．2 AIS信息解码准备知识

2．1．3 AIS信息解码

2．2 船舶图形标识

2．2．1 船舶图形显示现状

2．2．2 船舶图形显示标识

2．3 本章小结

第3章 船舶安全航行智能决策模型的研究

3．1 船舶碰撞

3．1．1 VTS辖区内船舶碰撞危险预警的现状

3．1．2 DCPAs、DCQA以及TCQA

3．1．3 船舶碰撞危险预警流程

3．1．4 船舶碰撞预警模型检验

3．2 船舶搁浅

3．2．1 VTS辖区内船舶搁浅危险预警的现状

3．2．2 最小安全水深

3．2．3 DCPPs、DCQG以及TCQG

3．2．4 船舶搁浅危险预警流程

3．2．5 船舶搁浅预警模型检验

3．3 船舶偏离航道

3．4 船舶违章行为

3．4．1 船舶超(低)速

3．4．2 船舶逆向行驶

3．4．3 船舶违章横穿航道

3．4．4 交会多功能区域的限制

3．5 本章小结

第4章 琼州海峡VTS船舶安全航行智能管理软件设计

4．1 总体描述

4．2 功能实现

4．2．1 AIS信息获取模块

4．2．2 智能决策模块

4．2．3 AIS自动播发模块

4．2．4 船舶信息显示模块

4．3 本章小结

第5章 总结与展望

致谢

参考文献

附录

在学期间发表的学术论文