水上交通冲突技术中信息融合技术运用的研究

发布时间：2017-04-16 01:14

  本文关键词：水上交通冲突技术中信息融合技术运用的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技的发展，航运也进入了飞速发展的时代，船舶的数量和种类也越来越多，并不断向大型化，专业化和智能化方向发展，随着航运的发展，，安全问题这个饱受争议的话题再次摆在了人们的面前。目前，水上交通安全常用的五项指标为“事故总件数、碰撞事故数、死亡人数、沉船艘数、直接经济损失”。根据最新官方公布的年度水上交通事故统计，水上交通事故数正在逐年减少，随着事故数的减少，基于水上交通安全事故统计的安全评价法就显得有些过时。为了解决这一矛盾问题，越来越多的学者开始关注“冲突”这一概念。“冲突”概念的提出有效的规避了“事故”这一传统的概念，将安全评价引入了一个新的局面，对水上交通冲突的研究也孕育而生。 信息时代的飞速发展，物联网也进入了一个崭新的历史时期，在进入物联网时代，人们迫切的要求能将多传感器获得的多源信息进行有效的融合以得到更加准确的信息，多元信息的提取和融合正慢慢渗透到各个行业。 本文尝试着将信息融合技术运用到水上交通冲突技术中，并通过将船用雷达和AIS信息融合的实现讨论信息融合运用于水上交通冲突的必要性、可行性及运用方法。本人参与交通运输部科技项目：《交通冲突技术理论模型与运用研究》，通过阅读大量有关文献，在国内外现有成果的基础上，开展了以下几个方面的探讨和研究： （1）通过对水上交通数据的采集获取交通冲突的基础数据，并对交通冲突进行定义，建立水上交通冲突的判定标准，为信息的处理提供依据。 （2）通过对船舶信息的雷达和AIS信息的采集，建立数学模型，进行时空关联研究，然后研究其时空统一，开展目标关联算法研究，最后进行动态信息合并，依靠一定的融合算法实现对信息的处理，以便为交通冲突提供实时准确的数据信息。 （3）根据融合的精确信息，建立水上交通冲突的判定模型和安全评价模型，为驾驶者的进一步避让决策提供科学的依据，同时驾驶者的行为也将作为经验数据反馈到数据中心，以便对信息处理和安全模型做进一步校正。
【关键词】：水上交通冲突技术 水上交通事故 安全 信息融合
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U698
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 研究的目的及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 水上交通冲突和信息融合国外研究现状9
• 1.2.2 交通冲突和信息融合国内研究现状9-10
• 1.2.3 存在的问题10-11
• 1.3 研究的主要内容11
• 1.4 拟采取的技术路线11-13
• 第2章 水上交通冲突技术的简介13-22
• 2.1 水上交通冲突的解释13-14
• 2.1.1 道路交通冲突的解释13
• 2.1.2 水上交通冲突定义13-14
• 2.2 水上交通冲突技术运用的必要性和可行性分析14-17
• 2.2.1 水上交通冲突技术运用的必要性分析14-16
• 2.2.2 水上交通冲突技术运用的可行性分析16-17
• 2.3 水上交通冲突的分类及标准17-22
• 2.3.1 船舶发生碰撞险情的四种情况17
• 2.3.2 水上交通冲突的级别划分17-22
• 第3章 多传感器信息融合理论知识22-40
• 3.1 信息融合原理22-23
• 3.2 主要信息融合的方法23-27
• 3.2.1 基于贝叶斯理论的传感器信息融合23-24
• 3.2.2 基于模糊集理论的传感器信息融合24
• 3.2.3 基于人工神经网络的传感器信息融合24-25
• 3.2.4 基于 D S 理论的传感器信息融合25-27
• 3.3 多传感信息融合架构27-32
• 3.3.1 Dasarathy 功能模型27-29
• 3.3.2 JDL 融合模型29-30
• 3.3.3 Omnibus 功能模型30-31
• 3.3.4 混合模型31-32
• 3.4 水上三维空间信息融合研究32-40
• 3.4.1 图像融合方法介绍32-33
• 3.4.2 图像信息融合的实现33-36
• 3.4.3 图像数据与 ECDIS 数据的融合36-40
• 第4章 基于加权算法的 AIS 与雷达信息融合40-58
• 4.1 AIS 概述40-46
• 4.1.1 AIS 发展概况40
• 4.1.2 AIS 组成和功能40-42
• 4.1.3 AIS内容与解码42-46
• 4.2 船用雷达概述46-49
• 4.2.1 航海雷达的发展与工作原理46-47
• 4.2.2 雷达的电文内容与电文解码47-49
• 4.3 雷达与 AIS 各自的缺陷与互补性49-50
• 4.4 基于加权算法的 AIS 与雷达目标动态信息融合50-58
• 4.4.1 加权融合算法简介50-51
• 4.4.2 位置信息坐标变换51-53
• 4.4.3 目标 T_D 粗关联判决53-54
• 4.4.4 多因素模糊综合细关联评判54-56
• 4.4.5 动态信息合并56-58
• 第5章 AIS 与雷达信息融合在水上交通冲突中运用58-69
• 5.1 加权融合理论算法的实现58
• 5.2 算法实地测试58-69
• 5.2.1 信息融合参数的一般设置58-59
• 5.2.2 厦门某海域测试与采集的数据59-64
• 5.2.3 数据结果的验证64-68
• 5.2.4 信息融合水上在水上交通冲突中的运用68-69
• 第6章 总结及展望69-72
• 6.1 结论69
• 6.2 不足之处69-70
• 6.3 展望70-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-75

【参考文献】

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本文编号：309677