基于水位预测的航标配布辅助系统设计与实现

发布时间：2023-11-26 17:15

　　航标是一种重要的助航设备,对船舶起着助航、引航和导航的作用,通过对航道方向、边界以及障碍物的标示,为水上交通运输提供一条安全、畅通、可靠的通道。内河航道水下河床地形复杂,河道变迁频繁,如何正确布设和配布航标,保证航标处在合理的位置已成为航道部门重要的工作内容之一。传统航标配布主要依靠人工经验预测得到的水位对航标位置进行调整,该过程对人工经验依赖程度大,工作效率低,无法满足对航标配布高质高效的要求,因此迫切需要利用现代化的信息技术辅助工作人员进行航标配布,提高工作效率,提升数字航道维护质量。本论文针对航道管理部门对航标配布高效、准确、自动化的需求,重点对航标配布过程中的水位预测、航标位置校核技术进行分析研究,综合运用水位预测算法、航标位置自动校核技术以及.NET技术实现航标配布辅助信息的自动生成,辅助工作人员决策分析,提高工作效率,促进航道维护由数字化向智能化转变。主要研究内容如下:(1)对重庆航道局水文数据的获取方式和存储方式进行分析,针对数据采集量大、存储低效、不便于管理等问题,建立基于WebService的数据采集系统,实现数据的自动化存储和获取,提高水位数据的管理效率;(2)针对...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的和意义
    1.3 研究现状
        1.3.1 航标维护发展现状
        1.3.2 航标配布研究现状
        1.3.3 水位预测研究现状
    1.4 研究内容
    1.5 论文的组织结构
    1.6 本章小结
2 相关理论和方法
    2.1 人工神经网络
        2.1.1 循环神经网络
        2.1.2 长短期记忆网络
    2.2 Web Service技术
        2.2.1 WebService简介
        2.2.2 WebService的调用原理
    2.3 Delaunay三角剖分算法
    2.4 DFX文件格式的解析
    2.5 本章小结
3 基于长短期记忆网络的水位预测
    3.1 水位数据的集成
        3.1.1 水文数据采集
        3.1.2 基于WebService的水位数据集成
    3.2 水位数据分析
    3.3 预测模型的选择
        3.3.1 模型建立目标分析
        3.3.2 预测模型的确定
    3.4 数据预处理
        3.4.1 空缺值的处理
        3.4.2 数据归一化
    3.5 LSTM预测模型的建立
        3.5.1 数据准备
        3.5.2 网络结构的确定
        3.5.3 网络参数的确定
        3.5.4 网络的训练过程
    3.6 实验结果分析
        3.6.1 模型精度评价标准
        3.6.2 模型结果对比分析
    3.7 本章小结
4 基于水位数据的航标位置校核
    4.1 航标配布原则
    4.2 航标位置校核工作流程
    4.3 水深值动态修正
        4.3.1 水位和水深
        4.3.2 水深点处水位数据的获取
        4.3.3 计算绝对水深
    4.4 可航水深区域的确定
        4.4.1 水深点的筛选
        4.4.2 可航水深区域边界提取算法
    4.5 航标位置校核
    4.6 本章小结
5 系统实现
    5.1 数字航道运维服务系统
        5.1.1 系统技术架构实现
        5.1.2 数据传输架构实现
    5.2 航标配布辅助子系统设计
        5.2.1 航标配布辅助子系统工作流程
        5.2.2 总体功能结构设计
    5.3 水位预测模块实现
        5.3.1 水位预测模块设计
        5.3.2 水位信息数据结构设计
        5.3.3 水位预测成果展示
    5.4 航标位置自动校核模块实现
        5.4.1 航标位置自动校核工作流程
        5.4.2 数据采集
        5.4.3 校验信息输出
    5.5 本章小结
6 总结与展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果
    B.作者在攻读硕士学位期间所做的科研项目
    C.学位论文数据集
致谢



本文编号：3868213