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航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究

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2006年第4期 中 國(guó)航?!。危铮础。模澹悖玻埃埃丁〗z壘 塑 ?。海樱澹颍椋幔臁。危铮叮埂∥恼戮幪?hào):1000—4653(2006)04—0061—05 航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究 鄭佳春?。来髮W(xué),福建廈門(mén)361021) 摘 要:根據(jù)航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的組成和功能需求,對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析和研究。詳細(xì)介紹了基于GPS 的浮標(biāo)位置漂移、撞擊分析方法,給出了浮標(biāo)受撞擊判斷模型;分析了終端RTU能量浪費(fèi)的主要原因和終端低功 耗設(shè)計(jì)方法;探討了中心控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)和決策支持的技術(shù)和方法?!£P(guān)鍵詞:船舶、艦船工程;航標(biāo);遙測(cè)遙控;數(shù)據(jù)采集;低功耗 中圖分類(lèi)號(hào):U644.8’7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?。耍澹。裕澹悖瑁睿椋瘢酰濉。铮妗。遥澹恚铮簦濉。停铮睿椋簦铮颍椋睿纭。樱螅簦澹怼。铮妗。危幔觯椋纾幔簦椋铮睿幔臁。停幔颍耄蟆。龋牛危恰。剩椋帷悖瑁酰睿。ǎ剩椋恚澹椤。眨睿椋觯澹颍螅椋簦?,Xiamen 361021,China) Abstract:According?。簦铩。簦瑁濉。悖铮恚穑铮螅椋簦椋铮睢。幔睿洹。妫酰睿悖簦椋铮睢。颍澹瘢酰椋颍澹恚澹睿簦蟆。铮妗。颍澹恚铮簦濉。恚铮睿椋簦铮颍椋睿纭。螅螅簦澹怼。铮妗。睿幔觯椋纾幔簦椋铮睿幔臁。恚幔颍耄蟆。簦瑁濉。耄澹。簦澹悖瑁睿椋瘢酰濉。簦铩。颍澹幔欤椋濉。簦瑁濉。螅螅簦澹怼。椋蟆。螅簦酰洌椋澹洌裕瑁濉。恚澹簦瑁铮洹。铮妗。幔睿幔欤椋睿纭。猓酰铮。穑铮螅椋簦椋铮睢。洌颍椋妫簟。幔睿洹。猓酰恚稹。猓幔螅澹洹。希睢。牵校印。椋蟆。椋睿簦颍铮洌酰悖澹洹。椋睢。洌澹簦幔椋臁。幔睿洹。簦瑁濉。恚铮洌澹臁。铮妗。辏酰洌纾澹恚澹睿簟。妫铮颉。猓酰铮。猓酰恚稹。椋蟆。纾椋觯澹睿裕瑁濉。恚幔椋睢。颍澹幔睿蟆。铮妗。簦瑁濉。簦澹颍恚椋睿幔炱觫螅澹睿澹颍纾。鳎幔螅簦幔纾濉。幔颍濉。幔睿幔欤澹洹。幔睿洹。瑁濉。洌澹螅椋簦纾睢。恚澹簦瑁铮洹。铮妗。欤铮鳌。簦澹颍恚椋睿幔臁。穑铮鳎澹颉。悖铮睿螅酰恚穑簦椋铮睢。椋蟆。穑颍澹螅澹睿簦澹洌裕瑁濉。簦澹悖瑁睿铮欤铮纾。幔睿洹。恚澹簦瑁铮洹。铮妗。洌幔簦帷。螅澹颍觯椋悖濉。幔睿洹。洌澹悖椋螅椋铮睿恚幔耄椋睿纭。螅酰穑穑铮颍簟。椋睢。悖澹睿簦颍幔臁。悖铮睿簦颍铮臁。螅螅簦澹怼。幔颍濉。幔欤螅铩。洌椋螅悖酰螅螅澹洌。耍澹。鳎铮颍洌螅海樱瑁椋?、Naval?。澹睿纾椋睿澹澹颍椋睿?;Navigational marks;Remote measuring?。幔睿洹。悖铮睿簦铮颍欤欤椋睿纾唬模幔簦帷。幔悖瘢酰椋螅椋簦椋铮?;Low power?。悖铮睿螅酰恚穑簦椋铮睢『綐?biāo)是保障船舶安全、經(jīng)濟(jì)航行的重要設(shè)施,對(duì) 發(fā)展水上交通運(yùn)輸、海洋資源開(kāi)發(fā)、漁業(yè)捕撈、國(guó)防 終端設(shè)備三大部分組成(如圖1所示)。 中心控制系統(tǒng)的功能是完成航標(biāo)數(shù)據(jù)的收集、 處理、存儲(chǔ)、顯示和決策支持服務(wù);主要由通信機(jī)、服 建設(shè)等起著重要作用。隨著航標(biāo)信息化技術(shù)的快速 發(fā)展,航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的建設(shè)越來(lái)越受到重視。 雖然航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)的歷史超過(guò) 務(wù)器、GIS客戶端平臺(tái)組成。通信機(jī)可實(shí)現(xiàn)多種通 信服務(wù)如:GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)、短消息通信服 務(wù)、AIS通信服務(wù)、差分GPS信息收集服務(wù)等。服務(wù)?。保澳?,相關(guān)的研究和論文很多,有些系統(tǒng)也已經(jīng)建 設(shè)或正在建設(shè)。但目前航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的建設(shè)仍 存在著性能和穩(wěn)定性等方面問(wèn)題,還沒(méi)有達(dá)到現(xiàn)代 化、信息化航標(biāo)管理的要求。分析其中的主要原因 器包括通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)管理服務(wù)器;其中通信服務(wù) 器完成通信機(jī)的命令和數(shù)據(jù)傳送;數(shù)據(jù)管理服務(wù)器 主要完成數(shù)據(jù)解析、存儲(chǔ)、處理等功能,通過(guò)數(shù)據(jù)解 析自動(dòng)生成各種報(bào)表,通過(guò)處理完成數(shù)據(jù)分析、處 是目前航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)均缺少方案 論證和理論分析。根據(jù)航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的基本工 理、判斷、報(bào)警等功能;同時(shí)為各個(gè)管理用戶(GIS平 臺(tái)等)提供數(shù)據(jù);GIS客戶端平臺(tái)為一客戶端軟件, 作原理和功能需求,從技術(shù)實(shí)現(xiàn)角度,詳細(xì)分析和介 紹數(shù)據(jù)采集技術(shù)、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、浮標(biāo)位置漂移和被 以¥57電子海圖為基礎(chǔ),在其上疊加航標(biāo)信息實(shí)現(xiàn) 可視化實(shí)時(shí)的航標(biāo)信息顯示、查詢、報(bào)表等功能。 無(wú)線通信系統(tǒng)的功能是實(shí)現(xiàn)航標(biāo)信息和控制命 令的無(wú)線傳輸,可采用GSM/CDMA/AIS無(wú)線通信系 撞擊、終端低功耗設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理和決策支持等關(guān)鍵 技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法和相應(yīng)算法?!。薄『綐?biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的組成 航標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)由中心控制系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)、 收稿日期:2006.08.12 統(tǒng),可提供SMS和網(wǎng)絡(luò)兩種數(shù)據(jù)通信服務(wù);AIS設(shè)備 也是一種可選方案,但是由于AIS設(shè)備成本高、功耗 作者簡(jiǎn)介:鄭佳春(1965.)。男。福建永春人,副教授,主要從事通信與信息處理系統(tǒng)的研究。E-mail:jchzheng@jmu.edu.cn 維普資訊 http://www.cqvip.com

62 中 國(guó) 航海?。玻埃埃赌甑冢雌凇。牵樱停茫模停粒粒桑有盘?hào) … : 垂 棗囂?。骸    ≈痢D1航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的組成框圖 大,只能在必須裝有AIS的航標(biāo)上使用?!⌒酒{(lán)牙芯片之間組成一個(gè)微微網(wǎng),通過(guò)這個(gè)微微 終端設(shè)備主要完成以下功能: 網(wǎng)來(lái)協(xié)調(diào)航標(biāo)內(nèi)部各個(gè)部件的工作關(guān)系,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)?。保杉綐?biāo)數(shù)據(jù),包括航標(biāo)的工作狀態(tài)、位置信 采集與控制?!∠ⅰ⒛茉葱畔?、其他信息(如:溫度、濕度、霧、風(fēng)向、風(fēng) 速)等信息,并進(jìn)行處理;?。场o(wú)線數(shù)據(jù)傳輸 2.按照設(shè)置命令的要求自動(dòng)實(shí)現(xiàn)終端的工作方 無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著無(wú)線監(jiān)測(cè)中心與無(wú)線終 式配置;航標(biāo)數(shù)據(jù)打包、上傳;對(duì)航標(biāo)設(shè)備工作狀態(tài) 端之間的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù),是系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)?!∵M(jìn)行遙控; 近年來(lái),各種無(wú)線通訊產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷涌?。常詣?dòng)定時(shí)檢測(cè)、判斷航標(biāo)的工作狀態(tài)、(浮標(biāo)) 現(xiàn),為組建航標(biāo)遙測(cè)、遙控?zé)o線通訊網(wǎng)絡(luò)提供了廣闊 位置狀態(tài)、能源狀態(tài),當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)出報(bào)警信息?!〉倪x擇空間。 航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的基本工作原理是利用終端 3.1無(wú)線蜂窩網(wǎng) 設(shè)備采集航標(biāo)信息,通過(guò)無(wú)線傳輸系統(tǒng)將信息傳輸 GsM,cDMA無(wú)線電話系統(tǒng)是在蜂窩無(wú)線電話網(wǎng) 到控制中心,控制中心通過(guò)對(duì)信息的收集、處理、存 絡(luò)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的無(wú)線數(shù)字通訊系統(tǒng)。由于該系 儲(chǔ),由服務(wù)器送GIS平臺(tái)進(jìn)行顯示,同時(shí)GIS平臺(tái)還 統(tǒng)具有通訊質(zhì)量高、容量大等特點(diǎn),成為移動(dòng)通訊的 可根據(jù)航標(biāo)管理的需要,對(duì)航標(biāo)的工作狀態(tài)進(jìn)行設(shè) 主干網(wǎng)絡(luò),其通訊范圍已覆蓋全國(guó)大部分地區(qū)。中 置和控制?!?guó)移動(dòng)已經(jīng)建成了一個(gè)覆蓋全國(guó)的GPRS通訊網(wǎng)?。矓?shù)據(jù)采集技術(shù) 絡(luò),使用這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通訊速率可以達(dá)到53?。耄猓椋簦?,使 用費(fèi)低廉。中國(guó)聯(lián)通已經(jīng)建成了一個(gè)覆蓋全國(guó)的?。玻毙枰杉臄?shù)據(jù) CDMA通訊網(wǎng)絡(luò),這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通訊速率可以達(dá) 由于航標(biāo)設(shè)備類(lèi)型的不同,需要采集的航標(biāo)數(shù)據(jù) 到100?。耄猓椋簦笠陨希褂觅M(fèi)也低,但是,其目前信號(hào)覆 將不相同。例如:對(duì)于EEl3航標(biāo)燈,需要采集的數(shù)據(jù) 蓋比較差?!≈饕校簾糍|(zhì)、日光值、燈泡數(shù)量、工作電壓、工作電?。常病⌒l(wèi)星通訊 流、靜態(tài)工作電壓、靜態(tài)工作電流、同步時(shí)間(同步 衛(wèi)星通訊是隨著商業(yè)化低地球軌道通信衛(wèi)星的 閃);對(duì)于雷達(dá)應(yīng)答器,需要采集的數(shù)據(jù)主要有:工作 出現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)的,接近覆蓋全球的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò) 編碼、工作時(shí)間、休止時(shí)間、供電電壓、工作電流等。 系統(tǒng),擁有大容量、高效率的數(shù)字傳輸能力。目前,?。玻病〔杉椒ā≡撓到y(tǒng)正處于推廣使用中。但是,衛(wèi)星通訊的資費(fèi) 對(duì)于航標(biāo)設(shè)備數(shù)據(jù)采集的技術(shù)實(shí)現(xiàn),一般采用 標(biāo)準(zhǔn)高出GSM/CDMA?!∮芯€的網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)各種航標(biāo)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和數(shù)?。常碂o(wú)線局域網(wǎng) 據(jù)集中,通常采用RS.485分布式總線,這是海區(qū)推 無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)和微 薦使用的方案,技術(shù)比較成熟。也可采用無(wú)線組網(wǎng) 波數(shù)字調(diào)制技術(shù)發(fā)展起來(lái)的區(qū)域性通訊系統(tǒng),具有 方式采集,文獻(xiàn)介紹的是采用目前先進(jìn)的“藍(lán)牙”技 組網(wǎng)方式靈活,系統(tǒng)大小設(shè)置任意,運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、可靠 術(shù)…。通過(guò)在航標(biāo)的每一個(gè)部件上都安裝一個(gè)藍(lán)牙 等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于中小型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,但 維普資訊 http://www.cqvip.com

鄭佳春:航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究 63 是也存在信號(hào)覆蓋問(wèn)題。從長(zhǎng)期使用角度來(lái)看,無(wú) 線局域網(wǎng)的運(yùn)行費(fèi)用有著絕對(duì)的價(jià)格優(yōu)勢(shì),尤其是 通訊次數(shù)越多,無(wú)線局域網(wǎng)與GSM通訊系統(tǒng)的運(yùn)行 費(fèi)用差距越大?!。牵校遥油ㄓ嵓夹g(shù)信號(hào)覆蓋范圍大,網(wǎng)絡(luò)通信比較 穩(wěn)定,資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)也低,更適用于本系統(tǒng)。?。春綐?biāo)位置漂移分析 航標(biāo)位置是否漂移,從原理上講,非常簡(jiǎn)單,只 要準(zhǔn)確地確定航標(biāo)的位置,就可判斷它。常用的定 位方法是GPS定位技術(shù)?!。矗薄。牵校佣ㄎ徽`差和數(shù)據(jù)處理 GPS在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)仍向全世界免 費(fèi)開(kāi)放,因而采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)錢(qián)便宜的GPS.OEM 板,是實(shí)現(xiàn)航標(biāo)位置實(shí)時(shí)和定時(shí)監(jiān)測(cè)的理想方案?!〉?,由于GPS定位存在誤差,如果直接采用GPS 輸出的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行位置漂移判斷,誤報(bào)警率將很高, 所以采取一定的措施進(jìn)行處理對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性 都是非常重要的?!♂槍?duì)各種誤差,可用各種濾波方法來(lái)消除或減 弱各種誤差的影響,例如中值濾波法、算術(shù)平均濾波 法、進(jìn)退遞推濾波法 等。根據(jù)GPS定位誤差和?!∩细?biāo)低動(dòng)態(tài)性能的特點(diǎn),采用簡(jiǎn)化的卡爾曼濾波 數(shù)據(jù)處理方案進(jìn)行處理。?。矗哺?biāo)位置漂移■分析 先假設(shè)GPS無(wú)測(cè)量誤差,由于浮標(biāo)受潮汐、風(fēng) 力、水流等的驅(qū)動(dòng),鏈條的長(zhǎng)短隨時(shí)變化,使浮標(biāo)的 位置在以沉石位置為基點(diǎn)的回旋半徑r,范圍內(nèi)變 化,r.由下式確定:?。颉。剑?,8、/h 一H (1) 式(1)中:h為鏈條全長(zhǎng),日為設(shè)置航標(biāo)處海圖 水深;O.8為鏈條懸弧系數(shù) ]?!。牵校咏邮諜C(jī)是安裝在浮標(biāo)上的,由于浮標(biāo)具有 一定高度,水上浮標(biāo)在有風(fēng)的情況下會(huì)產(chǎn)生搖擺,如 圖2所示。假設(shè)浮標(biāo)高度為日.,傾角為0,則:GPS 的位置將偏離航標(biāo)r,:?。颍玻剑龋臁。螅椋睿啊。ǎ玻D2浮標(biāo)示意圖 考慮GPS的測(cè)量誤差 和基準(zhǔn)點(diǎn)的位置誤差?。颉?,則:在極限的情況下,浮標(biāo)位置數(shù)據(jù)偏離基準(zhǔn)點(diǎn) 的誤差將為 r=/'1+r2+r3+r4?。海埃浮獭∈龋螅椋睿埃?,+r?。ǎ常〖僭O(shè)某航道浮標(biāo)設(shè)置位置的水深為7~8?。恚?jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置浮標(biāo)的鏈長(zhǎng)為15?。?;浮標(biāo)高度5?。?, 最大傾角30。,采用DGPS定位進(jìn)行設(shè)標(biāo)精度在5 111 以內(nèi),GPS的C/A碼定位精度15 m(絕對(duì)精度),根據(jù) 式(3)計(jì)算得:r=32.5 m?!”仨氉⒁猓@里我們計(jì)算時(shí)采用的是絕對(duì)精度, 而GPS標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)提供的精度是2倍的徑向均方 根誤差,如果轉(zhuǎn)換成絕對(duì)精度,誤差將E匕較大,這在 狹水道、小船航道將不能滿足要求;因此,必須通過(guò) 差分的方法來(lái)提高定位精度?!。怠「?biāo)被撞擊分析 在通常情況下,浮標(biāo)受到潮汐、風(fēng)力、水流等的 驅(qū)動(dòng),產(chǎn)生不規(guī)則的運(yùn)動(dòng),但由于水上船舶有時(shí)會(huì)撞 擊到它,造成位置偏移和損壞,因此,必須能夠及時(shí) 發(fā)現(xiàn)浮標(biāo)受撞擊的事件。下面將對(duì)浮標(biāo)受撞擊所產(chǎn) 生的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究。 當(dāng)浮標(biāo)受到撞擊時(shí),由于受到某個(gè)方向的作用 力其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生變化,產(chǎn)生該方向的速度和加 速度。要嚴(yán)格地分析浮標(biāo)受撞擊的情況相當(dāng)困難, 理論上可采用船舶撞擊力的動(dòng)能分析方法來(lái)近似分 析和研究浮標(biāo)受船舶撞擊問(wèn)題?!〈白矒舾?biāo)時(shí)產(chǎn)生的有效撞擊能量,通過(guò)水 的阻力、浮標(biāo)和船舶的變形全部轉(zhuǎn)化為外力做功?!?duì)于浮標(biāo)來(lái)說(shuō),船舶有效撞擊能量主要由靠浮標(biāo)的 變形、沉石系鏈的拉力、水的阻力來(lái)吸收。船舶有效 撞擊能量E..[4?。窞椋骸。薄。拧。剑叨摺。郑玻小。ǎ矗∈剑ǎ矗┲校海拧 挥行ё矒裟芰?; M——船舶質(zhì)量;船舶的質(zhì)量是指船舶的總質(zhì) 量,可用滿載排水量與載重量換算并參照港口工程 規(guī)范使用的公式進(jìn)行計(jì)算,即: logAf=0.177+0.991ogDW?。ǎ担±纾场。担埃埃艏?jí)船舶滿載排水量(af)為: logAf=0.177+0.991ogDW=?。埃保罚罚埃梗埂粒保铮纾常担埃埃海常叮福担丁。幔妫剑础。福矗埂。簟 白矒舾?biāo)時(shí)的法向速度,m/s; 維普資訊 http://www.cqvip.com

中 國(guó) 航?!。玻埃埃赌甑冢础。欤啊行?dòng)能系數(shù),?。埃贰。埃浮∮幸韵聨讉€(gè)方面: 根據(jù)中國(guó)鐵路規(guī)范進(jìn)行撞擊力計(jì)算:?。疲剑颍ǎ觯ぃ椋睿郏鳎ǎ悖保悖玻荨。ǎ叮。保骷芰繐p耗,主要原因有:電路設(shè)計(jì)不合 理、電源電路效率不高等; 式(6)中:r——?jiǎng)幽苷蹨p系數(shù),當(dāng)船只正向撞擊時(shí)可 采用0.3,一般船舶與浮標(biāo)正面撞擊的可能性非?!。玻捎诰W(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議采用競(jìng)爭(zhēng)方式共享使用無(wú) 線信道,終端數(shù)據(jù)傳送產(chǎn)生碰撞,造成需要重傳數(shù) 據(jù),從而增加能量消耗;?。常K端接收處理不必要的數(shù)據(jù),這種干擾造成 無(wú)線收發(fā)模塊和處理器模塊消耗更多的能量;?。矗K端在不需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)一直保持對(duì)無(wú)線信 小,加上考慮它們都是在水中,動(dòng)能損耗比較大,一 般取0.1; ——船撞擊浮標(biāo)時(shí)的速度rrds,按船舶進(jìn)出港 情況,取值?。剑怠。颍颍洌?;?。帷c浮標(biāo)撞擊面的夾角,口?。常埃?; ——船的重量(滿載排水量);?。悖?、c2——分別為船只、浮標(biāo)的彈性變形系數(shù)?。ǎ恚簦?;?。疲海埃薄粒怠。。欤病痢。郏矗福矗埂粒梗福ǎ保保玻埃埃埃保保玻埃埃埃荩剑薄。罚玻场。耄巍〖僭O(shè)浮標(biāo)的重量為2 t,并按剛性碰撞來(lái)計(jì)算, 則浮標(biāo)因撞擊產(chǎn)生的加速度。為:?。埃剑疲桑停剑保罚玻常ǎ玻梗福剑福浮。恚蟆】梢?jiàn),浮標(biāo)受撞擊時(shí)將產(chǎn)生很大的加速度?!‘?dāng)然。浮標(biāo)受撞擊時(shí)產(chǎn)生的速度和加速度的大 小和方向除了與撞擊的作用力的大小、方向有關(guān)之 外,還應(yīng)考慮系鏈、海水的阻力,浮標(biāo)變形,同時(shí)浮標(biāo) 系有沉石,都會(huì)改變浮標(biāo)被撞擊后的運(yùn)動(dòng),可見(jiàn),浮 標(biāo)受撞擊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是比較難以準(zhǔn)確地用模型來(lái)描 述的。因此,采用以GPS測(cè)量浮標(biāo)的速度和用一個(gè) 加速度傳感器測(cè)量的浮標(biāo)加速度來(lái)聯(lián)合判斷是一種 比較理想的方法。如圖3所示,通過(guò)設(shè)計(jì)兩個(gè)滑窗 來(lái)對(duì)測(cè)量的速度和加速度進(jìn)行濾波處理,當(dāng)浮標(biāo)的 速度和加速度均超過(guò)設(shè)定的門(mén)限時(shí),判決浮標(biāo)被撞 擊,發(fā)出撞擊報(bào)警信息。 道的空閑偵聽(tīng),過(guò)度的偵聽(tīng)和沒(méi)有必要的偵聽(tīng)也會(huì) 造成終端能量的損耗 ; 因此,為了實(shí)現(xiàn)RTU的低功耗,必須采取以下 方法: 1.對(duì)電路進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì),選用低功耗器件和 電路結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)RTU的低功耗工作模式。此方法被 設(shè)計(jì)者經(jīng)常采用;?。玻K端必須具有很好的抗干擾性能; 3.設(shè)計(jì)高效的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,減少不必要的數(shù) 據(jù)傳送和偵聽(tīng),此方法常被設(shè)計(jì)者忽視。?。窋?shù)據(jù)服務(wù)和決策支持 遙測(cè)遙控系統(tǒng)的目的是為航標(biāo)管理部門(mén)和航?!∮脩籼峁?shù)據(jù)服務(wù)和決策支持。?。罚睌?shù)據(jù)服務(wù) 對(duì)于視覺(jué)航標(biāo)主要提供的信息有:位置信息、燈 光信息、結(jié)構(gòu)信息、顏色信息。對(duì)于雷達(dá)應(yīng)答器:主 要采集的數(shù)據(jù)有工作編碼、工作周期、供電電壓電 流、工作電壓電流、工作狀態(tài)等。對(duì)于霧號(hào)信息:主 要采集功率、周期、氣壓、能源等。對(duì)于其它附屬設(shè) 備,如潮流信息氣象信息等:按其傳感器類(lèi)型采集。 數(shù)據(jù)服務(wù)由數(shù)據(jù)服務(wù)器來(lái)完成,通過(guò)對(duì)終端采 集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、處理和入庫(kù),根據(jù)用戶的需要輸 送數(shù)據(jù)。通常數(shù)據(jù)服務(wù)器應(yīng)具備下列功能:?。保?shí)時(shí)(歷史)信息處理、解析、分類(lèi)、顯示、查詢、 統(tǒng)計(jì)、圖形顯示、報(bào)表等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理和業(yè)務(wù)管理;?。玻┛刂疲遥裕战K端等遠(yuǎn)程遙控和管理功能(如: 輪詢、跟蹤、查詢、重啟、工作和狀態(tài)參數(shù)設(shè)置等); 7.2決策支持 為了能對(duì)航標(biāo)實(shí)時(shí)的工作狀態(tài)進(jìn)行正確的評(píng) 估,在收到RTU終端采集的實(shí)時(shí)信息后,進(jìn)行如下 幾個(gè)方面的評(píng)估:?。保┖綐?biāo)(浮標(biāo))位置評(píng)估:以航標(biāo)表或航標(biāo)動(dòng)態(tài) 中的航標(biāo)位置作為基準(zhǔn)值,與根據(jù)式(3)計(jì)算的回旋 半徑進(jìn)行比較,在該標(biāo)回旋半徑內(nèi),顯示位置異常, 否則,顯示漂移?!【S普資訊 http://www.cqvip.com

鄭佳春:航 堡 暹笪墨墮笪 壁?。玻┖綐?biāo)燈工作狀態(tài)評(píng)估:通過(guò)日光值、日光閥 值、工作電流和燈質(zhì)綜合判斷。燈正常有如下兩種 情?。。ǎ保┤展庵荡笥谌展忾y值,平均工作電流小,燈 不棗.?。ǎ玻牛艄庵敌∮谌展忾y值,平均工作電流大,燈 亮,燈質(zhì)正常?!∑渌闆r航標(biāo)燈均不正常?!。常├走_(dá)應(yīng)答器工作狀態(tài)評(píng)估:工作編碼與設(shè)定 編碼比較,不相符時(shí)顯示:編碼錯(cuò)誤。工作電流、收 發(fā)機(jī)工作狀態(tài),不正常時(shí)顯示:工作異常?!≈稀◆~(yú) Q 硅 五 航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)是航標(biāo)現(xiàn)代化、信息化、自動(dòng) 化管理的基礎(chǔ)工程。只有建設(shè)穩(wěn)定可靠的航標(biāo)遙測(cè) 遙控系統(tǒng),才能為航標(biāo)現(xiàn)代化管理提供可靠的基礎(chǔ) 信息。通過(guò)對(duì)航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)的分析 和研究,為航標(biāo)遙測(cè)遙控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用建立理 論依據(jù)和提供技術(shù)支持?!⒖肌∥摹~I(xiàn)?。郏保輳堁啵詈H?,智能化航標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]?交通運(yùn)輸 耗 馘鼬 觸磷 欺?。骸∈俊」绯帖溊凇』』I 的航標(biāo)遙測(cè)系統(tǒng)數(shù)值 一 。?。担└?biāo)撞擊評(píng)估:根據(jù)圖3所示方案評(píng)估。?。叮﹫?bào)警決策評(píng)估:根據(jù)評(píng)估結(jié)果,按照航標(biāo)管 理的要求,決定是否報(bào)警,并根據(jù)報(bào)警類(lèi)型,確定報(bào)?。欤玻叮。 。?、….. [3] 王明劍,李光福;遠(yuǎn)程航標(biāo)差分定位遙測(cè)遙控系統(tǒng)及其 ; 報(bào),20o5,17(1):l25—?。郏矗輰O利民等,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M].北京:清華大學(xué)出版 社,2005. ,警方式,報(bào)警動(dòng)作,做出各種報(bào)警。常見(jiàn)的報(bào)警方式 有:聲、光、圖示、短信、語(yǔ)音等。 其他因子得分函數(shù)同理?!ⅲ保保硞€(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)值代入式(9),算出諸點(diǎn)各 主因子得分?jǐn)?shù),然后,在F。.F:平面上繪制點(diǎn)聚圖, 圖2為F。一, 平面點(diǎn)聚圖?!。常灰?guī)則半日潮區(qū);?。矗?guī)則日潮區(qū);?。担?guī)則半日潮區(qū);?。叮h(huán)流主導(dǎo)區(qū)?!。怠〗Y(jié) 語(yǔ) 通過(guò)對(duì)海洋環(huán)境信息中海流數(shù)據(jù)融合,采用主 ?!。海摺。蜃臃治龅慕y(tǒng)計(jì)方法將中國(guó)近海(東海、南海)劃分  、 —— —/< ■?。海骸??!椋秱€(gè)區(qū)域;得出的結(jié)果符合客觀觀測(cè)值,可以對(duì)船 舶航行起到一定的決策指導(dǎo)作用?!ⅰ】肌∥摹~I(xiàn) 黃嘉佑.氣象統(tǒng)計(jì)分析與預(yù)報(bào)方法[M].北京:氣象出 圖2 F。一F 平面點(diǎn)聚圖 版社,2004.?。础「鶕?jù)得分?jǐn)?shù)進(jìn)行區(qū)劃 我們主要目的不僅是要找出主因子,而且要根 陳上及.中國(guó)近海海洋水文氣候區(qū)劃[J].海洋學(xué)報(bào),?。保梗梗?,17(2):15—19. 潘敖大,譚曉軍.陸、島氣候的主因子分析[J].氣象科?。?,據(jù)主因子得分?jǐn)?shù)給出海洋環(huán)境要素的區(qū)劃。根據(jù)上 面點(diǎn)聚圖的聚類(lèi)結(jié)果,可得出中國(guó)近海(東海、南海) 6個(gè)區(qū)域:?。保?guī)則半日潮區(qū);?。保梗梗?,17(4):6—8. 張寶泉,劉慶東,王愷.影響環(huán)境監(jiān)測(cè)人員工作因素的 主因子分析[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1994,20(2):11-13. 徐軍,姚穆.織物形態(tài)風(fēng)格評(píng)價(jià)的主因子分析法[J].紡 織高校基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)報(bào)。1998,11(1):10?12.?。玻?guī)則黑潮區(qū); 

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