【摘 要】
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通行于长江干线上游控制河段的船舶必须按照通行信号台的指挥,有序通过。目前通行指挥系统主要是基于AIS（Automatic Identification System,自动识别系统）对船舶进行动态感知并指挥,其指挥的准确性主要受感知数据的可靠性、准确性和实时性的影响。为实现控制河段通行信号台“无人值守”的发展目标,满足通行指挥系统对船舶动态感知数据的要求,采用多源传感器数据融合的方式是提高船舶感知数
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通行于长江干线上游控制河段的船舶必须按照通行信号台的指挥,有序通过。目前通行指挥系统主要是基于AIS（Automatic Identification System,自动识别系统）对船舶进行动态感知并指挥,其指挥的准确性主要受感知数据的可靠性、准确性和实时性的影响。为实现控制河段通行信号台“无人值守”的发展目标,满足通行指挥系统对船舶动态感知数据的要求,采用多源传感器数据融合的方式是提高船舶感知数据的可靠性、准确性和实时性的有效手段之一。因此,如何针对控制河段特殊的地理环境,通过开发和集成船舶感知前端设备以及融合感知数据以满足通行指挥系统的需要,对提高控制河段的船舶动态感知能力,提升通行指挥系统的鲁棒性,确保船舶安全和高效通行具有十分重要的意义。论文以长江干线控制河段智能通行指挥系统实际运行过程中存在的船舶感知手段单一,无法有效保证通行指挥系统对船舶感知数据可靠、准确和实时的需求,设计基于AIS、雷达和视频的船舶动态感知系统,着重围绕AIS接收解码终端开发、组网,雷达选型与部署,AIS和雷达数据融合等展开研究,以实现控制河段通行船舶动态的实时和可靠感知,提升通行指挥系统的鲁棒性。本文研究内容如下:（1）对基于AIS的船舶感知系统在内河山区航道中的实际应用存在的问题进行分析,提出AIS、雷达和视频多源传感器融合的解决方案,并进行总体架构设计;（2）针对商用的AIS接收终端不适宜野外部署、组网要求,无法大面积推广部署等问题。论文根据不同的使用场景下选用不同的AIS接收装置,研究开发一款低功耗、易部署、带特定功能的嵌入式AIS接收解码终端,并利用MQTT实现多个接收设备之间的组网,实现控制河段辖区内AIS接收无盲区的目标,提升AIS数据接收的可靠性;（3）针对控制河段这一特定场景,如何选择和安装雷达等问题,对雷达选型时着重关注的性能参数,安装部署时需要考虑的因素,以及如何从探测距离、扫描盲区、安装高度出发,尽可能减少外部环境对雷达探测的干扰等进行详细分析;（4）针对AIS数据和雷达数据的融合问题,开展AIS和雷达数据在时间和空间上的对齐、雷达扫描异常目标的剔除、AIS和雷达目标关联算法;以及AIS和雷达数据融合等研究工作。应用所开发的AIS接收解码终端并集成雷达后完成神背嘴控制河段船舶动态感知系统的部署。实际部署应用显示,满足“无人值守”对船舶动态感知数据的要求。
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