内河桥区水域安全监测系统的研究

发布时间：2017-04-01 08:10

  本文关键词：内河桥区水域安全监测系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文研究的课题来源于国家海事局科技项目“内河桥区水域通航安全保障研究”,该项目在2014年12月份已经通过国家海事局的项目验收。据不完全统计,平均每年在等级航道上发生桥区船舶事故有上百起,我国是桥区水域事故多发国家。我国目前桥区水域监测手段有限,经济发达地区的重点桥区水域多采用CCTV视频监控,经济欠发达地区和运河航道的桥区水域几乎没有安全监测系统。通过项目期间的实地调研,了解到尽管通过CCTV视频监控桥区水域,也很难实现事故发生之前可以预警的条件,例如船舶在桥区水域多发的超高事故、搁浅事故、偏离航道事故等。本文研究的核心的是为解决内河桥区水域面临的实际情况,通过多种监测系统和辅助决策系统可以在船舶进入桥区水域之前发出预警信息,达到降低桥区事故发生率的现实要求。本文围绕桥区水域安全监测这一课题展开研究。文中也介绍了国内外对于船舶领域辅助决策、安全评价的一些科研成果和以船舶操纵为主的桥区水域动态划分情况,再结合当前辅助决策的理论基础包括综合安全评估法(FSA)、层次分析法(AHP)等进行决策因子的筛选工作,在此之上确定了辅助决策需要的决策因子：首先建立了限高系统和超高检测系统,两个子系统都可以感知船舶高度这一敏感信息,并结合实际情况选择性的采集数据；其次,水位监测系统和航速、航迹监测系统可以感知桥区水域的实际水深以及船舶在桥区水域的航行速度、轨迹等信息。通过各子系统采集到的敏感信息以及相关的桥区环境信息,构成了辅助决策系统的基本评价模型并对于该评价模型编写了基于VC++的桥区水域船舶通航辅助决策软件。最后,仿真实验了高度监测系统和水位监测系统,并利用Matlab仿真已有的事故案例验证了系统的可行性。论文的研究成果,可以有效的解决我国桥区面临的实际问题,避免因超高、搁浅、偏航引起的桥区事故。基于VC++的辅助决策软件也获得软件著作权并通过国家海事局的鉴定验收。
【关键词】：监测系统 桥区水域 层次分析法 辅助决策系统
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U698;TP274
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题来源9-10
• 1.1.1 课题研究背景9-10
• 1.1.2 研究目的与意义10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 本文主要研究内容11-13
• 1.3.1 主要内容11-12
• 1.3.2 研究方法及方案思路12-13
• 第2章 内河桥区水域安全监测系统的基本理论13-23
• 2.1 内河桥区水域的划分方法13-16
• 2.1.1 当前我国各桥区水域的划分方法13-14
• 2.1.2 桥区水域的动态划分方法14-16
• 2.2 内河桥区水域辅助决策的理论依据16-19
• 2.2.1 模糊数学法16-17
• 2.2.2 概率数理统计17-18
• 2.2.3 层次分析法18-19
• 2.3 辅助通航决策系统的建立原则19-20
• 2.4 辅助通航决策系统的对象20-21
• 2.5 建立辅助通航决策系统的基本步骤21-23
• 第3章 内河桥区水域安全监测系统的设计23-52
• 3.1 系统通信方式及数据传输设计24-26
• 3.2 水位监测子系统26-29
• 3.3 船舶限高预警子系统29-33
• 3.4 船舶超高预警子系统33-39
• 3.5 航速、航迹监测子系统39-43
• 3.5.1 GPS与图像比例尺原理40-41
• 3.5.2 AIS的GPS数据读取41-43
• 3.6 基于Microsoft Visual C++的综合监测软件设计43-49
• 3.6.1 系统软件的功能设计43-46
• 3.6.2 系统软件的通信设计46-49
• 3.7 VTS数据读取及传输原理49-52
• 第4章 内河桥区水域安全监测系统的模型构建52-77
• 4.1 模糊决策指标的确定52-54
• 4.1.1 决策指标的选取原则52
• 4.1.2 影响决策的因素52-54
• 4.1.3 内河桥区水域辅助通航可决策等级的划分54
• 4.2 辅助决策因子分析54-66
• 4.3 因素集合评价集的建立66
• 4.3.1 因子集的确定66
• 4.3.2 决策集的确定66
• 4.4 评价指标隶属函数的确定66-70
• 4.5 决策指标权重的确定70-73
• 4.5.1 层次分析法确定因素权重71-73
• 4.5.2 权重向量的计算73
• 4.6 模糊综合决策模型的建立73-77
• 第5章 实验结果与分析77-90
• 5.1 高度检测仿真试验77-80
• 5.2 水位监测仿真实验80-83
• 5.3 软件仿真实验83-89
• 5.4 实验结论分析89-90
• 结论90-91
• 参考文献91-94
• 攻读学位期间公开发表论文94-95
• 致谢95-96
• 作者简介96

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