基于ECDIS的AIS信息解码与显示

论文摘要

随着世界船舶数量的不断增加以及船舶向大型化和高速化方向的不断发展,世界重要水道越来越拥挤,海损事故频繁发生,给航行安全和海洋环境造成了巨大的威胁。为了减少碰撞、搁浅和触礁等交通事故,减少人员伤亡和财产损失以及保护海洋环境,有必要研究更完善的助航、避碰系统。ECDIS （Electronic Chart Display and Information System,电子海图显示与信息系统）是现代航海的一项新技术,它通过终端接口连接各种航海设备,并对各航行的实时信息进行处理、综合显示,因此它在保障航行安全和提高航行工作效率等方面发挥着显著的作用。AIS （Automatic Identification system,船载自动识别系统）是一种可以传输可靠信息、盲区小、全天候、具有船岸、船船间信息联网能力和近距离目标显示的海上通信系统。目前我国已开发出自己的ECDIS以及AIS产品,在船舶避碰系统中AIS是重要的信息源,因此,在开发船舶避碰系统中,重要的一步就是完成AIS信息解码并与ECDIS叠加,本文正是基于此项目的考虑,将AIS信息叠加显示在ECDIS上,并将显示的信息用于船舶避碰决策中。该系统在Visual Studio 2008开发平台下实现,采用一种新的面向对象的编程语言C#编程。AIS与ECDIS硬件设备连接好后,首先进行串口初始化。接收到的AIS信息根据IEC （International Electrotechnical Commission,国际电工委员会）61162-2和IEC61993-2标准中规定的数据格式协议将报文正确解读出来。解码的动态信息和静态信息保存到SQL Server 2005数据库,利用ADO. NET与数据库交互访问数据库。仿真结果表明基于ECDIS的AIS信息解码与显示系统有许多优势,叠加显示可以为VTS （Vessel Traffic Services,船舶交通服务）及引航提供便捷服务,提高遇险搜救的效率,为船舶的安全运营提供便利。最后得出结论,基于ECDIS的AIS解码与显示系统的设计思路正确,设计方法可行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.2.1 AIS发展现状
• 1.2.2 ECDIS发展现状
• 1.3 研究内容与安排
• 第2章 ECDIS和AIS基本原理
• 2.1 ECDIS简介
• 2.1.1 ECDIS概念
• 2.1.2 ECDIS特点
• 2.1.3 ECDIS国际标准
• 2.1.4 S-57数据模型
• 2.1.5 S-57数据结构
• 2.1.6 理论数据模型与数据结构的转换
• 2.1.7 S-52标准相关内容
• 2.2 AIS简介
• 2.2.1 AIS概念
• 2.2.2 AIS网络原理
• 2.2.3 AIS网络结构
• 2.2.4 AIS系统信息
• 2.2.5 船舶发送AIS信息的间隔
• 2.3 本章小结
• 第3章 基于ECDIS的AIS信息解码与显示系统设计思想
• 3.1 系统设计思路
• 3.2 系统设计原则
• 3.3 开发工具
• 3.3.1 C≠与.NET Framework
• 3.3.2 .NET Framework简介
• 3.3.3 Visual Studio 2008简介
• 3.4 系统整体设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于ECDIS的AIS信息解码与显示系统设计
• 4.1 系统硬件设计
• 4.1.1 ECDIS的硬件构成
• 4.1.2 AIS的硬件构成
• 4.1.3 系统硬件连接图
• 4.2 系统软件设计
• 4.3 AIS信息解码
• 4.3.1 AIS用户接口的信息类型
• 4.3.2 串口初始化
• 4.3.3 AIS数据传输
• 4.3.4 AIS信息的采集
• 4.3.5 AIS报文分析
• 4.3.6 接收的字符转换成6bit ASCII码
• 4.3.7 依据协议解码
• 4.4 AIS信息与ECDIS叠加显示
• 4.4.1 数据库模块
• 4.4.2 墨卡托坐标转换
• 4.5 船舶避碰决策
• 4.5.1 本船及目标船运动参数计算
• 4.5.2 目标船之间的运动参数
• 4.5.3 船舶避碰过程
• 4.6 本章小结
• 第5章 基于ECDIS的AIS信息解码与显示系统实现结果
• 5.1 解码结果
• 5.2 显示结果
• 第6章 结论
• 参考文献
• 附录A 消息1、2、3内容
• 附录B 消息5内容
• 致谢
• 研究生履历