神宁煤化工厂区智能巡检系统设计与研究
这是一篇关于煤化工厂区,安全巡检,北斗导航,粒子群优化蚁群,路径优化的论文, 主要内容为本文以宁煤集团煤化工厂区为研究对象,构建煤化工厂区智能机器人蚁群移动巡检模型,针对煤化工厂区中存在的路径重叠,耗时过长等问题,提出粒子群优化蚁群路径优化算法。具体研究工作内容如下:首先,针对宁煤集团煤化工厂区巡检系统为研究对象,针对原有的巡检系统中的不足,开发设计适用于煤化工厂区巡检的智能机器人巡检系统。主要从整体上分析系统构成,包括巡检系统总体构架、监控系统的全面技术架构设计和整个系统在硬件方面的设计,将这些设计与系统总体架构与巡检终端、后台管理这两种系统和通讯模块三者进行结合,最终设计出系统的总体功能。其次,针对传统移动巡检机器人采用磁导轨、固定导轨或循迹等导航方式的不足,提出采用高精度差分北斗系统和激光雷达导航的方式进行导航。对北斗卫星导航定位系统进行了介绍,并阐述了其定位原理,对巡检机器人的整体框架进行了设计,分析并设计了基于北斗导航定位系统的智能巡检机器人的硬件与软件。再次介绍了几种常用的路径优化算法,对各个算法的基本原理、算法实现流程进行介绍,分析并比较常见路径优化算法的优缺点,在分析比较常见路径优化算法的基础上,针对宁煤集团煤化工厂区智能机器人巡检过程中存在的路径重叠,耗时过长等问题,提出粒子群优化蚁群路径优化算法,该方法将利用粒子群优化蚁群算法参数,同时通过选取全局同步与精英策略相结合的信息素更新方式,在粒子间更新的同时在整个算法求解过程中持续更新的信息素的方式,这种方式可以在较短时间内保留并积累足够的环境信息,大幅度减少被调用蚁群算法迭代次数。最后,仿真验证结果表明,本文提出的粒子群优化蚁群路径优化算法在优化封闭式曲线形巡检路径过程中比普通蚁群算法及粒子群算法具有较明显的优势,在相同条件下巡检效果更优,可为煤化工厂区的安全巡检提供有益借鉴。
基于北斗卫星导航系统的船闸报到管理系统的设计与实现
这是一篇关于北斗导航,船闸报到,地理信息系统的论文, 主要内容为随着西江黄金水道的深入开发,带动了沿江经济的发展,水上交通日趋繁忙,处于“黄金水道”咽喉位置的船闸管理部门需要随时掌握过闸船舶的位置状态信息来为船舶调度提供快速科学准确的决策支持,船舶过闸报到是船舶调度的基础和保证,其自动化程度直接影响到船闸的通航能力及船闸的服务管理水平,甚至影响到航运效益。随着计算机应用技术及无线电通信技术的飞速发展,这一需求得以实现,针对当前船舶人工报到方式效率低等诸多缺点,提出了基于北斗卫星导航系统的船闸报到管理系统的设计与实现,这是一种集北斗卫星导航技术、地理信息技术(GIS)、无线通信技术、网络技术和计算机技术于一体的集成应用信息管理系统。 基于对软件工程的开发流程,该船闸报到系统采用Visual Studio.Net开发,主要分成五个部分：船载北斗终端,应用服务器,无线通信网络,客户端及数据库,本文的主要工作是设计并且实现了应用服务器的主要关键功能,该系统具备船舶过闸自动报到、网上调度、信息查询统计、数据维护等功能,为船舶过闸提供了快捷、准点的通航服务,使西江流域的过闸秩序得到有效管理。本文首先介绍了项目的研究背景及意义、国内外相关研究现状,接着阐述建立基于北斗卫星导航系统的船闸报到管理系统需要的相关理论和技术,在调研目前船舶过闸的现状、业务管理流程,用户需求的基础上,对系统进行详细设计及分析,重点分析介绍了有关功能模块的实现过程,成功地实现了基于北斗卫星导航系统的船闸报到管理系统的设计与开发,最后对本系统的各项功能进行了测试与分析,结果表明系统运行状态良好,人机交互友好,程序设计实现合理,达到了项目设计的初衷,圆满完成系统开发。 系统工作模式为B/S方式,以JavaScript技术调用百度地图API实现WebGIS功能,服务器应用程序采用Asp.Net技术设计开发,主要编程语言为C#,系统数据库采用SQL Server2005实现数据存储。 本船闸报到系统已经成为一个商业产品在实际工作中投入使用,具有较好的稳定性与可扩展性。
海上遇险救生通信的关键技术和设备开发研究
这是一篇关于海上遇险救生,甚高频,数字选择性呼叫,北斗导航,基于北斗卫星的信息通信的论文, 主要内容为随着国家“海洋强国”和海上“一带一路”战略推行,我国各类船只海上活动日益频繁,相应地,也导致了海难发生的频度。应对海难救援,我们需要不断提高报警速度和救援响应能力。论文就此展开研究,并完成了一个快速报警的原型系统的开发。论文首先分析了国内外海上遇险救生体系,通过对国内外各类海上遇险报知设备的技术状态和能力水平进行对比研究,提出了一种通信浮标的设计,它安放在浮标之内,既支持北斗三代导航卫星短报文通信,又满足国际技术标准的甚高频(VHF,Very High Frequency)通信,能够迅速的将遇险船只的位置信息发送给周围救援的船舶和岸基设备上,从而能够快速的确定遇险船只的位置信息,达到快速报警的目的。论文主要说明了作者在通信浮标的硬件方面的工作,详细说明了天线、射频和基带单元的硬件的开发工作,包括器件选型、仿真、设计和测试工作。测试表明:该设计方案是可行的。通信浮标的创新点在于:快速报警、可靠报警。快速报警体现在北斗定位的首次捕获仅需45秒,短报文只需30秒就可送达岸基值守台;可靠报警表现在双模通信机制上,通过设计VHF和北斗的组合方式实现近海和远海,报警信息发送。同时,无外供电情况下,持续报警的时长可达72小时。本次设计是北斗三代的实质化应用,器件选型全部采用国产元器件,对海上救援通信设备的国产化工作进行了有益的尝试,具有很好的现实意义。
基于北斗卫星导航系统的船闸报到管理系统的设计与实现
这是一篇关于北斗导航,船闸报到,地理信息系统的论文, 主要内容为随着西江黄金水道的深入开发,带动了沿江经济的发展,水上交通日趋繁忙,处于“黄金水道”咽喉位置的船闸管理部门需要随时掌握过闸船舶的位置状态信息来为船舶调度提供快速科学准确的决策支持,船舶过闸报到是船舶调度的基础和保证,其自动化程度直接影响到船闸的通航能力及船闸的服务管理水平,甚至影响到航运效益。随着计算机应用技术及无线电通信技术的飞速发展,这一需求得以实现,针对当前船舶人工报到方式效率低等诸多缺点,提出了基于北斗卫星导航系统的船闸报到管理系统的设计与实现,这是一种集北斗卫星导航技术、地理信息技术(GIS)、无线通信技术、网络技术和计算机技术于一体的集成应用信息管理系统。 基于对软件工程的开发流程,该船闸报到系统采用Visual Studio.Net开发,主要分成五个部分：船载北斗终端,应用服务器,无线通信网络,客户端及数据库,本文的主要工作是设计并且实现了应用服务器的主要关键功能,该系统具备船舶过闸自动报到、网上调度、信息查询统计、数据维护等功能,为船舶过闸提供了快捷、准点的通航服务,使西江流域的过闸秩序得到有效管理。本文首先介绍了项目的研究背景及意义、国内外相关研究现状,接着阐述建立基于北斗卫星导航系统的船闸报到管理系统需要的相关理论和技术,在调研目前船舶过闸的现状、业务管理流程,用户需求的基础上,对系统进行详细设计及分析,重点分析介绍了有关功能模块的实现过程,成功地实现了基于北斗卫星导航系统的船闸报到管理系统的设计与开发,最后对本系统的各项功能进行了测试与分析,结果表明系统运行状态良好,人机交互友好,程序设计实现合理,达到了项目设计的初衷,圆满完成系统开发。 系统工作模式为B/S方式,以JavaScript技术调用百度地图API实现WebGIS功能,服务器应用程序采用Asp.Net技术设计开发,主要编程语言为C#,系统数据库采用SQL Server2005实现数据存储。 本船闸报到系统已经成为一个商业产品在实际工作中投入使用,具有较好的稳定性与可扩展性。
基于Vue的北斗船舶GIS可视化监控平台的设计与实现
这是一篇关于北斗导航,Vue.js,Leaflet地图,WebGIS的论文, 主要内容为随着国家建设海上强国战略的不断推进,我国对发展海洋经济、建设智慧海洋提出了更高要求。而对于我国海洋航运而言,复杂的海上环境和自然条件,以及船舶信息化、现代化的发展需求,使得构建船岸通信监管一体化的重要性不断增加。船舶作为海洋战略的重要载体,是海洋科技的重要体现,因此如何利用先进的信息化技术实现船舶的可视化管理和建立船岸的良好通信机制,是值得深入研究的重要问题。为了实现船舶数据可视化,满足中小型船舶企业和监管部门对船舶监管智能化、规范化、系统化的要求,本文设计并实现了一种集设备管理、位置管理和数据统计功能于一体,并能实时地处理和响应船舶终端通信请求的综合船舶监控服务平台。具体设计方法包括:(1)针对北斗船舶动态实时监控的要求,采用了前端框架Vue.js和后端框架Spring Boot来构建低耦合、高内聚的前后端分离式平台架构;(2)通过Axios请求响应拦截封装动态Api接口来实现前后端数据通信,解决了传统监控平台后期维护难和可扩展性差的问题;(3)采用Redis缓存配合Mysql数据库的存储模式,优化数据库的数据存储机制,解决了多用户高并发环境下数据的访问压力;(4)采用代理方式解决平台跨域问题,并采用Token机制限制平台数据访问权限,提升了平台的安全性;(5)针对传统船舶监控平台可视化体验单一的问题,引入轻量级前端地图框架Leaflet,配合Element UI组件库设计平台界面样式和EChats图表插件库实现数据动态统计展示,丰富了平台的交互及可视化体验;(6)针对北斗海量位置数据存储的应用需求,采用Sharding-JDBC设计数据库分表方案,对大数据表进行水平切分,达到了平台大数据量读写和高效的数据分流要求。通过搭建模拟实际运行环境,对所设计的平台系统进行部署和测试。结果表明,所设计的船舶监控可视化平台达到了预期的设计要求,功能和界面运行顺畅,在压力测试过程中,系统依然稳定可靠。从而验证了所设计的平台系统可以实现对船舶数据信息和位置的远程监管以及对北斗终端设备的统一化管理的功能,研究成果具有较为重要的实际应用价值。
基于Vue的北斗船舶GIS可视化监控平台的设计与实现
这是一篇关于北斗导航,Vue.js,Leaflet地图,WebGIS的论文, 主要内容为随着国家建设海上强国战略的不断推进,我国对发展海洋经济、建设智慧海洋提出了更高要求。而对于我国海洋航运而言,复杂的海上环境和自然条件,以及船舶信息化、现代化的发展需求,使得构建船岸通信监管一体化的重要性不断增加。船舶作为海洋战略的重要载体,是海洋科技的重要体现,因此如何利用先进的信息化技术实现船舶的可视化管理和建立船岸的良好通信机制,是值得深入研究的重要问题。为了实现船舶数据可视化,满足中小型船舶企业和监管部门对船舶监管智能化、规范化、系统化的要求,本文设计并实现了一种集设备管理、位置管理和数据统计功能于一体,并能实时地处理和响应船舶终端通信请求的综合船舶监控服务平台。具体设计方法包括:(1)针对北斗船舶动态实时监控的要求,采用了前端框架Vue.js和后端框架Spring Boot来构建低耦合、高内聚的前后端分离式平台架构;(2)通过Axios请求响应拦截封装动态Api接口来实现前后端数据通信,解决了传统监控平台后期维护难和可扩展性差的问题;(3)采用Redis缓存配合Mysql数据库的存储模式,优化数据库的数据存储机制,解决了多用户高并发环境下数据的访问压力;(4)采用代理方式解决平台跨域问题,并采用Token机制限制平台数据访问权限,提升了平台的安全性;(5)针对传统船舶监控平台可视化体验单一的问题,引入轻量级前端地图框架Leaflet,配合Element UI组件库设计平台界面样式和EChats图表插件库实现数据动态统计展示,丰富了平台的交互及可视化体验;(6)针对北斗海量位置数据存储的应用需求,采用Sharding-JDBC设计数据库分表方案,对大数据表进行水平切分,达到了平台大数据量读写和高效的数据分流要求。通过搭建模拟实际运行环境,对所设计的平台系统进行部署和测试。结果表明,所设计的船舶监控可视化平台达到了预期的设计要求,功能和界面运行顺畅,在压力测试过程中,系统依然稳定可靠。从而验证了所设计的平台系统可以实现对船舶数据信息和位置的远程监管以及对北斗终端设备的统一化管理的功能,研究成果具有较为重要的实际应用价值。
神宁煤化工厂区智能巡检系统设计与研究
这是一篇关于煤化工厂区,安全巡检,北斗导航,粒子群优化蚁群,路径优化的论文, 主要内容为本文以宁煤集团煤化工厂区为研究对象,构建煤化工厂区智能机器人蚁群移动巡检模型,针对煤化工厂区中存在的路径重叠,耗时过长等问题,提出粒子群优化蚁群路径优化算法。具体研究工作内容如下:首先,针对宁煤集团煤化工厂区巡检系统为研究对象,针对原有的巡检系统中的不足,开发设计适用于煤化工厂区巡检的智能机器人巡检系统。主要从整体上分析系统构成,包括巡检系统总体构架、监控系统的全面技术架构设计和整个系统在硬件方面的设计,将这些设计与系统总体架构与巡检终端、后台管理这两种系统和通讯模块三者进行结合,最终设计出系统的总体功能。其次,针对传统移动巡检机器人采用磁导轨、固定导轨或循迹等导航方式的不足,提出采用高精度差分北斗系统和激光雷达导航的方式进行导航。对北斗卫星导航定位系统进行了介绍,并阐述了其定位原理,对巡检机器人的整体框架进行了设计,分析并设计了基于北斗导航定位系统的智能巡检机器人的硬件与软件。再次介绍了几种常用的路径优化算法,对各个算法的基本原理、算法实现流程进行介绍,分析并比较常见路径优化算法的优缺点,在分析比较常见路径优化算法的基础上,针对宁煤集团煤化工厂区智能机器人巡检过程中存在的路径重叠,耗时过长等问题,提出粒子群优化蚁群路径优化算法,该方法将利用粒子群优化蚁群算法参数,同时通过选取全局同步与精英策略相结合的信息素更新方式,在粒子间更新的同时在整个算法求解过程中持续更新的信息素的方式,这种方式可以在较短时间内保留并积累足够的环境信息,大幅度减少被调用蚁群算法迭代次数。最后,仿真验证结果表明,本文提出的粒子群优化蚁群路径优化算法在优化封闭式曲线形巡检路径过程中比普通蚁群算法及粒子群算法具有较明显的优势,在相同条件下巡检效果更优,可为煤化工厂区的安全巡检提供有益借鉴。
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