基于AIS的船舶实时监控系统的研究与实现

论文摘要

船舶监控无论是对海事主管部门还是对各港航企业来说,都是十分重要的。目前对船舶的监控一般是利用雷达或VHF语音系统来进行,没有办法做到实时、快速。自动识别系统（AIS）是工作在甚高频（VHF）海上移动频段的自主、连续广播系统,在船舶之间、船舶与岸台之间交换船舶识别码、船位、航向及航速等信息。通过AIS获取到所需船舶的动态及静态信息,就可以对船舶进行全方位、实时的监控。船舶实时监控系统是利用自动识别系统AIS、电子海图系统、数据库技术对所有装有AIS设备的船舶进行监控。监控中心通过串口接收AIS接收机传来的AIS数据电文,解析后一边送到AIS船舶数据库存储,一边直接送到电子海图平台上进行实时显示,用户在电子海图平台上通过读取AIS船舶数据库来获得所需船舶信息。论文介绍了AIS的组成、网络体系结构、与AIS信息处理相关的接口协议,提出系统的总体设计方案并对系统的功能进行划分,然后以Visual C++6.0为开发工具,对AIS信息电文进行解析处理,同时利用数据库访问接口ADO操作数据库以将相关的船舶数据保存到数据库中,最后介绍了在本单位自行开发的电子海图平台上显示相关船舶的动、静态信息。系统通过测试基本能达到设计的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• CONTENTS
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及其意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究的内容和方法
• 第二章 自动识别系统（AIS）
• 2.1 AIS的组成及功能
• 2.1.1 AIS的组成
• 2.1.2 AIS功能特点
• 2.2 AIS系统的网络体系结构
• 2.2.1 物理层
• 2.2.2 数据链路层
• 2.2.3 网络层
• 2.2.4 传输层
• 2.3 TDMA数据链的同步
• 2.4 AIS接口协议介绍
• 2.4.1 IEC 61162协议
• 2.4.2 ITU-R M.1371-1协议
• 第三章 系统总体设计及相关技术研究
• 3.1 系统总体设计
• 3.1.1 系统功能分析
• 3.1.2 系统总体框架
• 3.1.3 系统AIS数据流分析
• 3.1.4 数据库设计
• 3.1.5 系统开发环境
• 3.2 AIS信息处理
• 3.2.1 ITU-R M.1371-1电文的提取
• 3.2.2 ITU-R M.1371-1电文的处理
• 3.3 船舶信息显示
• 3.3.1 电子海图概述
• 3.3.2 船舶信息显示
• 3.3.3 墨卡托投影和坐标转换
• 第四章 基于AIS的船舶实时监控系统的实现
• 4.1 串口通信
• 4.1.1 使用Windows API
• 4.1.2 使用VC++提供的串行通信控件
• 4.1.3 使用第三方编写的串口类
• 4.1.4 串口通信的实现
• 4.2 AIS相关电文解析的实现
• 4.2.1 ITU-R M.1371-1电文提取的实现
• 4.2.2 ITU-R M.1371-1电文解析的实现
• 4.3 AIS数据库操作
• 4.3.1 数据库访问接口的选择
• 4.3.2 数据库操作的实现
• 4.4 船舶信息显示的实现
• 4.4.1 坐标变换
• 4.4.2 船型显示
• 4.5 系统组成及运行结果
• 4.5.1 系统测试环境的组成
• 4.5.2 系统运行结果
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间公开发表的论文