控制河段船舶通行和指挥过程回溯系统的研究与实现

发布时间：2017-08-29 17:08

  本文关键词：控制河段船舶通行和指挥过程回溯系统的研究与实现

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【摘要】：长江上游控制河段由于弯曲狭窄，上下游船舶不能互视，船舶必须按照控制河段信号台揭示的通行信号单向有序通行。控制河段信号台通行信号的正确揭示和所有通行船舶严格服从信号台的指挥调度，是保证船舶的安全通行的重要前提。为了能够真实再现某一历史时刻控制河段船舶通行与信号台指挥的动态交互过程，形成海损事故调查依据和证据链条，是控制河段通行指挥监控中的一个重要工作。 论文以长江航道泸渝段控制河段为背景，提出将控制河段船舶通行和指挥过程中的多源数据进行独立采集存储，利用多源数据的时间序列特性和数据间的时间重叠性，同步再现多源数据的方法，并开发相应的回溯系统再现控制河段船舶通行和指挥的交互过程。论文的主要工作包括以下几个方面： ①对信号台指挥与船舶互动中的多源数据（通行指挥数据、船舶AIS数据、监控视频以及VHF语音数据）特点和存储方式进行分析，建立统一、完善的数据基础体系； ②根据多源数据间在时间上的重叠性以及数据各自的时间序列特性，对数据进行关联索引，实现电子地图动态显示船舶航迹和通行指挥信息，并结合关联的音频、视频数据，实现多源信息的联动同步播放，再现船舶与信号台的互动过程； ③分析控制河段通航状态特征（如船舶数量、船舶航行方向、船舶航行时间），建立时间序列表示模型，基于动态时间弯曲的模式识别算法进行兴趣数据定位与挖掘，以实现兴趣模式的点播。 论文采用C++语言，开发并实现了基于多源数据的控制河段船舶通行状态与指挥过程的回溯系统，真实地再现了某一历史时刻控制河段船舶通行和指挥的交互动态过程，，有效提高了控制河段监控和指挥水平。
【关键词】：同步回放 多源数据 时间序列 相似性搜索 控制河段
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP311.52;U675.7
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 国内外现状11-13
• 1.2.1 控制河段船舶通行与指挥现状11
• 1.2.2 情景再现的研究现状11-13
• 1.2.3 时间序列相似性研究现状13
• 1.3 研究内容与论文结构13-15
• 2 需求分析与系统结构15-25
• 2.1 需求分析15-21
• 2.1.1 控制河段信号台通行指挥原则15-16
• 2.1.2 控制河段多源数据分析16-19
• 2.1.3 多源数据记录与管理的需求19
• 2.1.4 多源数据同步再现的需求19-20
• 2.1.5 控制河段船舶通航模式匹配的需求20-21
• 2.2 系统整体架构21-24
• 2.2.1 信息采集单元21-22
• 2.2.2 信息存储单元22-23
• 2.2.3 回放再现单元23-24
• 2.3 本章小结24-25
• 3 多源信息的采集与存储25-39
• 3.1 AIS 采集存储25-30
• 3.1.1 AIS 消息25-26
• 3.1.2 AIS 消息解码26-27
• 3.1.3 AIS 数据预处理27-30
• 3.2 指挥信息采集存储30
• 3.3 VHF 语音采集存储30-35
• 3.3.1 VHF 语音的存储格式30-31
• 3.3.2 VHF 语音通话记录流程31-33
• 3.3.3 基于声卡的 VHF 语音采集存储33-35
• 3.4 监控视频采集存储35-37
• 3.4.1 监控视频的压缩格式35-36
• 3.4.2 监控视频的记录流程36-37
• 3.4.3 视频采集与编码37
• 3.5 本章小结37-39
• 4 多源信息的同步回放39-63
• 4.1 多源信息的关联索引39-44
• 4.1.1 数据库连接40-42
• 4.1.2 数据查询与处理42-44
• 4.2 基于电子地图的可视化回放44-47
• 4.2.1 MapX 地图插件44-45
• 4.2.2 可视化回放流程45-47
• 4.2.3 船舶图元与指挥信号的同步47
• 4.3 基于 DIRECTSHOW 的流媒体播放47-50
• 4.3.0 DirectShow 工作原理47-48
• 4.3.1 通话语音回放流程48-49
• 4.3.2 监控视频回放流程49-50
• 4.4 摄像机位置标定50-53
• 4.5 单目标回放快速定位53-54
• 4.6 航道时间序列多源信息模式匹配54-59
• 4.6.1 时间序列相似性查询54-55
• 4.6.2 控制河段状态时间序列建模55-57
• 4.6.3 相似性度量57-58
• 4.6.4 控制河段船舶通行模式匹配流程58-59
• 4.7 指挥评价59-62
• 4.7.1 评价下水指挥信号60-61
• 4.7.2 评价上水指挥信号61-62
• 4.8 本章小结62-63
• 5 系统实现63-69
• 5.1 系统开发环境和运行环境63
• 5.2 系统实现和实际效果63-67
• 5.2.1 多源信息的同步回溯实现63-66
• 5.2.2 目标船舶与关联船舶66-67
• 5.3 本章小结67-69
• 6 总结与展望69-71
• 致谢71-73
• 参考文献73-77
• 附录77
• A. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录77
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：754430