AIS电文参数有效性分析研究

摘要

自国际海事组织IMO(International Maritime Organization)强制船舶安装船舶自动识别系统AIS(Automatic Identification System)设备以来，其在保障船舶航行安全、保护海上环境方面发挥了举足轻重的作用。AIS自动广播和接收周围船舶的动态信息、静态信息、航次信息和安全信息，实现船舶之间和船岸之间的相互识别、避碰和交通管理。然而，AIS相关电文信息的错误配置可直接影响其功能的发挥，严重时甚至可能造成海上事故，影响船舶航行安全。因此，本文研究开发了AIS电文参数有效性分析系统，针对性分析评估了某海区AIS电文参数的有效性现状。
　　本文首先设计开发了基于Oracle数据库的AIS电文有效性分析系统，该系统主要由3部分组成:数据解析与处理服务软件、AIS数据库系统、图形绘制软件。数据解析与处理服务软件完成了对数据文件的检测、解析及处理，利用多线程技术实现了对AIS电文的过滤及解码，并将电文分类存储到Oracle数据库中。设计了基于Redhat6.2下的Oracle11gR2的AIS数据库系统，完成了数据库表空间，表和分区的设计，基于该系统实现了MMSI、对地航向(SOG)、经纬度、实际航向(HEAD)、旋转速率(ROT)等参数的具体分析工作。设计了图形绘制软件，对分析结果进行直观的界面输出。
　　为提高数据库存取效率，本文还研究优化了批量数据的高效存取技术。从存储数据、分析数据两个方面系统研究了数据库的优化，并根据实际测试效果，进行优化完善。优化结果表明，存储数据速度比优化前提高了一倍，分析数据速度比优化前提高了十倍。
　　本课题是在国家支撑计划课题“AIS/GNSS船舶自主导航终端设备研制”(2012BAH36B02)和交通运输部海事局课题“IMO e-航海战略和中国e-航海发展研究”支持下开展的相关研究工作。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 AIS电文有效性国内外研究现状

1．3 论文结构

第2章 AIS电文参数有效性分析系统技术基础

2．1 分析系统Oracle数据库技术

2．1．1 Oracle分区

2．1．2 Oracle索引

2．2 船载AIS信息

2．2．1 静态电文参数

2．2．2 动态电文参数

2．2．3 分析电文参数所在的消息类型

第3章 AIS电文参数有效性分析系统设计与实现

3．1 AIS电文参数有效性分析系统总体设计

3．2 数据与处理服务软件实现

3．2．1 线程管理模块

3．2．2 工作线程模块

3．2．3 数据存储模块

3．2．4 电文解码模块

3．3 AIS数据系统

3．3．1 表空间的设计

3．3．2 表的设计

3．3．3 分区表设计

3．3．4 AIS电文参数有效性分析软件

3．4 图形绘制软件设计

3．4．1 主线程模块

3．4．2 界面显示模块

3．4．3 图形绘制模块

3．4．4 数据库操作模块

3．5 数据存储优化

3．5．1 禁用索引

3．5．2 更改表的属性

3．5．3 绑定变量

3．5．4 批处理

3．6 数据分析优化

3．6．1 建立索引

3．6．2 建立已分析船只表

3．6．3 查询部分记录

第4章 AIS电文参数有效性分析及评估

4．1 电文参数评估模型

4．2 MMSI分析

4．2．1 MMSI一致性分析

4．2．2 MMSI完整性分析

4．3 天线位置分析

4．4 经纬度分析

4．5 船首向分析

4．6 SOG分析

4．7 COG分析

4．8 ROT分析

4．9 提高AIS电文有效性的办法和建议

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

附录

致谢

作者简介