水上安全监管系统中AIS信息处理技术研究

论文摘要

随着我国工业化和城市化进程的加快,交通运输业的迅速发展,面对日益增长的港口集装箱货物运输量,发展内河运输是提升整体运输能力的有效措施,成为未来城市集运输的重要方式和运输能力的重要储备。在内河航行的船舶中,参照国际海事组织有关安装AIS的具体要求,所有300总吨及以上的国际航行船舶,和500总吨及以上的非国际航行船舶,以及所有客船都要装备一台船舶自动识别系统（AIS）。本文以AIS的国际标准为依据,结合交通部西部项目,研究AIS信息处理技术,最终要完成具有AIS电文实时解析并同时将解析后的船舶动态信息和静态信息通过网络传输到上级服务器功能的AIS信息处理系统。本文首先分析了AIS在国内外的发展现状,然后阐述了AIS的工作原理,分析了AIS电文的格式以及电文信息的种类,接着详细描述了AIS信息处理系统重点技术的研究设计方法,以此为基础,给出AIS信息处理系统的具体实现方法以及对结果测试分析。AIS信息处理系统主要有串行数据通信模块、AIS数据的解析与封装模块、网络通信模块以及网络数据包的自定义协议的解析与封装模块等四大模块组成,用来完成数据电文接收、AIS数据实时解析、解析后的数据的上传、来自网络服务器数据包的解析等功能。具体实现时,利用Visual C++6.0开发工具,将每个模块编程生成动态链接库,调用动态链接库实现整个AIS信息处理系统,这样设计层次清晰,接口易读易懂而且还有很强的可扩展性。AIS信息处理系统通过串口连接到AIS基站,接收大量船舶的AIS电文,解析后上传到上级服务器。本研究成果已经应用在大连海事大学导航研究所承担的交通部科研项目中—AIS、VTS及公网监控系统信息共享技术研究,该项目主要解决水上交通安全信息系统的信息共享关键技术。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的现实意义及AIS系统的概述
• 1.2 国内外发展及研究状况
• 1.2.1 国外AIS发展及研究状况
• 1.2.2 我国AIS发展及研究状况
• 1.3 课题的研究内容
• 第2章 AIS工作原理概述
• 2.1 自组织时分多址技术的介绍
• 2.1.1 自组织时分多址技术特点
• 2.1.2 自组织时分多址技术时隙选择策略
• 2.2 AIS输入和输出语句的分析
• 2.2.1 AIS输出语句说明
• 2.2.2 AIS输入语句说明
• 2.3 AIS数据和电文
• 2.3.1 AIS数据包格式
• 2.3.2 AIS动态数据和静态数据的获得
• 2.3.3 AIS电文信息种类
• 2.3.4 AIS电文的组成及特点
• 2.4 本章小结
• 第3章 AIS信息处理系统的设计
• 3.1 AIS数据电文接收方法的研究
• 3.2 AIS数据解析与封装方法的研究
• 3.3 AIS船舶信息通过网络上传方式的设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 AIS信息处理系统的实现与开发
• 4.1 串口通信模块的实现
• 4.2 AIS数据解析与封装的实现
• 4.2.1 AIS明句解析的实现
• 4.2.2 AIS暗句解析的实现
• 4.3 通讯模块的具体实现
• 4.5 本章小结
• 第5章 AIS信息处理系统实现的结果与分析
• 5.1 串口通信模块测试
• 5.2 AIS电文实时解析与封装模块的实现
• 5.2.1 AIS电文实时解析的实现
• 5.2.2 AIS电文封装的实现
• 5.3 网络通信模块测试
• 5.3.1 TCP客户端测试
• 5.3.2 UDP客户端测试
• 5.4 网络通信与串口通信数据量的匹配
• 5.5 系统运行结果
• 第6章 结论及展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 今后工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历