基于AIS的港口引航生产安全监控管理系统开发与应用

论文摘要

随着计算机技术、通讯技术、图像视频处理技术以及3S技术的发展和成熟,海事交通管理数字化进程在我国悄然兴起,尤其在港口海事交通管理中,计算机技术正逐步取代传统的管理模式,计算机技术将各种离散的海事交通信息集成与一体,各种航运信息相互融合,相互参照,不仅提供高了海事交通信息的准确性和可靠性,单就航运安全的角度讲,基于计算机技术的现代航运管理系统,极大的促进了航运安全以及航运的效率。目前我国已开发出自己的电子海图系统(ECDIS),以及AIS产品,在海事信息管理系统中AIS是重要的信息源,因此,在开发海事信息管理系统中,重要的一步就是完成AIS信息与电子海图系统叠加,本文正是基于此项目的考虑,将AIS信息叠加显示在海图上,并将显示的信息用于港口引航管理。研究出一套具有即时监控管理引航船舶的智能引航(安全监控)管理系统。论文研究的重点包括以下几个方面:1、围绕引航业务流程和港口引航对船舶安全航行的管理要求,对港口引航监控的实际需求及如何运用现有的各种信息技术来实现这些需求进行了全面的分析。2、AIS信息的解读和显示。AIS由显示(包括:ECDIS,ECS,ARPA,PC)、数据采集(GPS,HDG,COG)和通讯(VHF)三个单元组成。其中以通讯方式和协议最为复杂,本文深入研究AIS的通讯协议,以及AIS的数据格式,完成了对实时接受到的AIS信息在电子海图上显示的功能。3、构建引航业务数据库,以上海引航管理站为研究对象,对引航管理站的业务进行了疏理和综合,以ER模型为理论基础构建了上海引航管理站数据库。结合AIS动态信息,本系统不仅完成了AIS信息在海图上的动态实时显示,在数据库的支撑下,构建出符合同一信息在不同模块中相互关联的数据结构,实现了系统的智能化管理。同时,针对引航业务的特点,论文还对指定船舶实施实时跟踪功能进行研究,实现了各种报警功能,如港内限速功能。还对海图功能进行了适当的扩展,如手动添加禁航区等功能;碰撞报警,遇险报警,辅助决策,港口应急等功能在本系统中都有相应的考虑。港口引航是一个港口一个国家直接对外的部门,每天都接待不同国家的船舶,是外界了解一个港口的直接手段,引航效率的高低在某些程度上直接影响一个港口甚至一个国家的形象,在目前国际港口由第二代向第三代数字化港口转型的关键时机,研究海事交通信息管理系统的关键技术,对开发出具有我国自主知识产权的先进信息系统无疑具有重要意义,这也符合我国十一五规划要求海事交通管理发展水平达到中等发达国家水平的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 概述
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 研究意义
• 1.4 研究内容安排
• 第2章 引航管理与业务分析
• 2.1 现状分析和主要评价
• 2.2 系统功能分析
• 2.2.1 船舶状态管理需求
• 2.2.2 船舶安全管理需求
• 2.2.3 船舶引航管理需求
• 2.2.4 船舶监管管理需求
• 2.2.5 分析和统计需求
• 2.2.6 其他辅助功能需求
• 2.3 业务流程分析
• 2.3.1 国内船舶进出港管理流程
• 2.3.2 涉外船舶进出港管理流程
• 2.3.3 港口调度流程
• 2.3.4 船舶引航流程
• 2.3.5 船舶稽征收费流程
• 2.3.6 统计流程
• 2.4 数据流程
• 2.5 系统性能需求
• 2.6 系统安全需求
• 第3章 技术分析
• 3.1 关键术语定义与说明
• 3.1.1 ECDIS简介
• 3.1.2 AIS简介
• 3.1.3 AIS与ECDIS的关系
• 3.2 系统平台模式
• 3.2.1 C/S结构模式
• 3.2.2 B/S结构模式
• 3.2.3 C/S与B/S模式结合
• 3.2.4 模式选择
• 3.3 开发工具选择
• 第4章 系统设计
• 4.1 系统设计思路与设计原则
• 4.2.1 系统设计思路
• 4.2.2 系统设计原则
• 4.2 系统总体架构与划分
• 4.3 安全体系
• 4.3.1 系统运行安全
• 4.3.2 系统信息安全
• 4.4 系统功能与数据规范设计
• 4.4.1 数据规范体系结构
• 4.4.2 数据结构描述规范
• 4.4.3 编码规范
• 4.4.4 数据模型
• 4.4.5 数据规范维护
• 第5章 软件设计与实现
• 5.1 系统总体结构
• 5.2 设计路线
• 5.3 功能设计
• 5.3.1 引航生产查询
• 5.3.2 引航船舶实时监控
• 5.3.3 远程服务
• 5.3.4 引航回放
• 5.4 关键技术实现
• 5.4.1 电子海图显示系统分析与设计
• 5.4.2 AIS信息解析系统设计
• 第6章 系统实现与应用
• 6.1 船舶安全监管系统
• 6.1.1 功能与性能
• 6.1.2 数据及其接口
• 6.2 船舶状态监控系统
• 6.2.1 功能与性能
• 6.2.2 数据及其接口
• 6.3 船舶引航管理系统
• 6.3.1 功能与性能
• 6.3.2 数据及其接口
• 6.4 船舶分析和统计系统
• 第7章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 社会与经济效益
• 7.3 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表论文
• 致谢
• 研究生履历