基于船聯(lián)網(wǎng)的VTS與AIS信息融合關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、近些年，物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)技術(shù)蓬勃發(fā)展。由于在自動化、信息化和智能化方面，有著不可比擬的優(yōu)勢，因此它被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防事業(yè)等許多領(lǐng)域。船聯(lián)網(wǎng)作為其在交通運輸業(yè)中的重要組成部分，是為了在全流域范圍內(nèi)實現(xiàn)船舶管控和交通信息服務(wù)的提供。然而，相關(guān)部門在建設(shè)過程中并沒有對系統(tǒng)之間的信息共享和融合予以足夠的重視特別是AIS與VTS系統(tǒng)的信息并沒有有效的互通和融合，這就帶來了標(biāo)識信息錯誤、動態(tài)數(shù)據(jù)獲取不準(zhǔn)確、

2、系統(tǒng)穩(wěn)定性差等眾多的麻煩。為此，本文通過對信息融合技術(shù)的研究、討論，設(shè)計了分布式特征級融合的算法模型來擴展描述信息的維度，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并且提高系統(tǒng)的生存能力、魯棒性和可靠性。
　　首先，簡要介紹了船舶交通管理系統(tǒng)在美國、歐洲、日本以及我國的發(fā)展?fàn)顩r。特別是歐洲國家共同開發(fā)的泛歐內(nèi)河航運綜合信息服務(wù)系統(tǒng)(River Information Services，簡稱RIS)作為當(dāng)前最為成功的案例，也是我國船聯(lián)網(wǎng)主要借鑒、學(xué)習(xí)的對象

3、之一。然后，較為詳細(xì)討論研究了信息融合技術(shù)的原理、組成層次結(jié)構(gòu)和應(yīng)用，并對它涉及的統(tǒng)計學(xué)、模糊理論、灰色理論方面的有關(guān)算法進(jìn)行了概述。接下來，AIS與VTS系統(tǒng)作為使用對象，本文分別了解了其基本構(gòu)造、特點與缺陷，進(jìn)一步說明了基于船聯(lián)網(wǎng)AIS與VTS信息融合的必要性。隨后，根據(jù)以上的研究，本文設(shè)計了包括四個部分——信息預(yù)處理，數(shù)據(jù)匹配，航跡關(guān)聯(lián)和航跡融合的系統(tǒng)模型，而且輔之以Kalman濾波、墨卡托投影定理、模糊關(guān)聯(lián)、MK-NN關(guān)聯(lián)、自適

4、應(yīng)融合等對應(yīng)的文獻(xiàn)中常見算法的解析。經(jīng)過對這些方法的實現(xiàn)、比較得到了自適應(yīng)和卡爾曼融合兩套方案。它們在前面三步中均采用了卡爾曼濾波、時差-時間插值校準(zhǔn)和多因素灰色關(guān)聯(lián)算法，區(qū)別只是存在于下面的數(shù)據(jù)合并中。
　　為了證明設(shè)計方案的可行性及評價他們的優(yōu)劣，使用MATLAB軟件對模擬的船舶AIS與VTS信號進(jìn)行了多次處理過程的仿真，將兩者的實驗結(jié)果相互比較后表明:Kalman融合模型，不但可以對所跟蹤探測的數(shù)據(jù)有著很好的合并效果，而且更