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1 交通信息及其应用概论1

1.1 概述1

1.1.1 交通信息的内涵1

1.1.2 交通信息的研究方向2

1.1.3 交通信息的研究对象2

1.2 交通信息应用技术9

1.2.1 计算机开发平台9

1.2.2 数学工具及系统建模14

1.2.3 信息的采集技术16

1.2.4 信息的处理与分析技术17

1.2.5 信息的存储技术18

1.2.6 信息的显示技术18

1.3 交通信息应用系统19

1.4 交通信息技术的发展23

1.4.1 e-航海概念提出的背景23

1.4.2 e-航海概念的定义25

1.4.3 e-航海概念的一些需要注意与解决的问题25

1.4.4 有关国际组织的“e-航海（e-NAVIGATION）”的实施计划26

1.4.5 各国在“e-航海（e-NAVIGATION）”方面的一些实践情况27

2 交通信息数学模型29

2.1 MATLAB数学工具29

2.1.1 MATLAB操作基础29

2.1.2 MATLAB的基本运算33

2.1.3 MATLAB编程基础35

2.1.4 MATLAB多项式计算39

2.1.5 MATLAB统计函数41

2.1.6 MATLAB绘图功能44

2.1.7 MATLAB混合编程48

2.2 神经网络模型54

2.2.1 神经网络工具箱快速入门56

2.2.2 神经网络工具箱中的通用函数58

2.2.3 感知器神经网络函数59

2.2.4 感知器神经网络模型60

2.2.5 感知器神经网络设计实例61

2.3 相关函数64

2.3.1 相关函数的一般知识64

2.3.2 自相关性在GPS中的应用70

2.3.3 自相关性在声相关计程仪中的应用73

2.3.4 自相关性在同频干扰抑制中的应用75

2.4 迭代算法77

2.4.1 迭代法的基本算法78

2.4.2 用传统的“二分法”求根号2的近似值79

2.4.3 用“牛顿迭代公式”求根号2的近似值81

2.4.4 最小二乘法的原理83

2.4.5 曲线拟合最小二乘法的MATLAB实现84

2.4.6 线性参数的最小二乘法84

3 交通信息采集93

3.1 卫星接收机数据采集94

3.1.1 现有及在建的卫星定位系统95

3.1.2 GPS接收机数据采集96

3.1.3 北斗终端信息采集、处理与运用101

3.2 雷达数据采集106

3.3 测深仪数据采集114

3.4 罗经数据采集116

3.5 计程仪数据采集118

3.6 水文、气象数据采集120

3.7 VDR数据采集122

3.8 RFID数据采集125

3.8.1 RFID的基本组成部分125

3.8.2 RFID技术的工作原理126

3.8.3 RFID标签的类别126

3.8.4 射频识别标签原理127

3.8.5 RFID数据采集终端的原理128

3.8.6 RFID技术的应用128

3.9 无线传感器数据采集129

3.9.1 无线传感器网络的特点129

3.9.2 无线传感器网络结构131

3.9.3 无线传感器网络协议栈132

3.9.4 无线传感器在海事监管方面的应用133

4 交通信息处理、分析与传输137

4.1 轨迹数据压缩综述137

4.1.1 轨迹压缩方法138

4.1.2 压缩轨迹查询145

4.1.3 轨迹管理系统146

4.1.4 基于AIS的船舶运动轨迹压缩技术实例147

4.2 时空轨迹聚类方法149

4.2.1 时空轨迹数据150

4.2.2 时空轨迹聚类方法概述152

4.2.3 基于AIS船舶轨迹聚类模型及应用161

4.3 雷达回波信息处理技术166

4.3.1 离散系统的卡尔曼滤波方程167

4.3.2 连续系统的离散化168

4.3.3 非线性系统EKF算法169

4.3.4 基于卡尔曼滤波的雷达目标跟踪模型171

4.4 信息传输技术173

4.4.1 数据通信传输技术173

4.4.2 文本文件传输技术187

4.4.3 基于CAN总线的信息传输技术195

5 交通信息存储与数据库216

5.1 txt文本文件的存储、读取技术216

5.1.1 txt文件的读取方法216

5.1.2 txt文件的存储方法217

5.2 Excel文件的存储、读取技术218

5.2.1 VB读写Excel表218

5.2.2 Excel与函数曲线221

5.2.3 VB与Excel及曲线的实例223

5.3 Access文件的存储、读取技术225

5.4 MySQL数据库编程230

5.5 MySQL数据库的管理234

5.5.1 在MS_DOS下数据库的启动／关闭234

5.5.2 用户管理235

5.5.3 数据管理236

5.5.4 导入和导出记录237

5.5.5 MySQL在命令行下导入导出．sql文件的方法237

6 电子海图系统及交通信息显示239

6.1 电子海图概述239

6.1.1 电子海图基础知识及发展概况239

6.1.2 电子海图术语与分类241

6.1.3 电子海图应用系统244

6.2 电子海图的国际标准与规定245

6.2.1 IHO关于ECDIS的相关标准245

6.2.2 IMO和IEC关于ECDIS的相关标准247

6.3 电子海图的功能与应用250

6.3.1 电子海图的功能250

6.3.2 电子海图的应用252

6.4 电子海图二次开发技术254

6.4.1 MapInfo MapX编程技术254

6.4.2 空间分析方法应用实例270

6.4.3 虚拟航标显示技术275

7 船舶自动识别系统及应用平台283

7.1 AIS综合应用平台283

7.2 AIS信息采集285

7.3 AIS信息解析287

7.3.1 AIS基本信息的解码287

7.3.2 AIS扩展信息的解码295

7.4 AIS信息传输300

7.4.1 AIS信息传输机制301

7.4.2 汉字传输技术的实现方法301

7.4.3 AIS设备之间汉字传输实验303

7.5 AIS信息存储305

7.5.1 AIS原始信息的存储305

7.5.2 AIS信息解析后的存储306

7.6 AIS信息显示310

7.7 AIS信息安全314

7.7.1 AIS外网安全性分析314

7.7.2 AIS内网安全性分析315

7.7.3 AIS信息网络安全性的防范315

7.8 应用功能模块316

7.8.1 交通流量自动统计技术316

7.8.2 基于AIS的船舶交通流的实时感知技术324

7.8.3 舶舶AIS轨迹异常的自动检测与修复算法331

7.8.4 AIS网络性能指标实时监控技术340

8 交通信息综合应用实例348

8.1 实例一 船舶安全预警分析技术348

8.1.1 船舶领域的概念348

8.1.2 船舶预警领域的概念349

8.1.3 危险品船舶的实时监控技术349

8.1.4 船舶安全预警发布技术351

8.2 实例二 基于AIS的风流压差自动预测技术357

8.2.1 风流压差的常用测算方法357

8.2.2 航迹向、船首向及船舶位置数据的自动获取359

8.2.3 风流压差在电子海图上的显示362

8.3 实例三 移动VTS技术364

8.3.1 系统组成365

8.3.2 移动VTS工作原理365

8.3.3 实现方法366

8.4 实例四 航道水深自动监控技术368

8.4.1 水深实时监控系统的构成368

8.4.2 系统的工作原理369

8.4.3 实现方法370

8.5 实例五 基于AIS的航道通航安全评估372

8.5.1 影响航道通航能力因素分析373

8.5.2 航道通航评估相关数学模型374

8.5.3 汕尾航道水深与通航能力研究实例375

8.6 实例六 GPS罗经应用技术380

8.6.1 GPS罗经概述380

8.6.2 系统组成381

8.6.3 卫星罗经指北原理381

8.6.4 卫星罗经的应用384

参考文献388