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基于三维地理信息的VTS雷达信号覆盖研究
| 论文题名： | 基于三维地理信息的VTS雷达信号覆盖研究 |
| 关键词： | 船舶交通服务;安全监管;雷达;信号覆盖;地理信息系统 |
| 摘要： | 随着我国社会经济的快速发展和城镇化进程的加速，沿海及沿江城市迎来了新一轮的发展机遇，港口水域的交通态势也越来越复杂，主要表现在沿江或沿海地段的高层建筑、码头、跨江或跨海桥梁数量较之前有了明显增加，同时，港口水域的船舶交通流密度也逐渐增大，船舶呈现出向船型大型化、货种多样化、船况复杂化的方向发展，这使得水上交通安全监管的形势变得更加严峻。船舶交通服务（VTS）作为一种保障水上交通安全监管的有效措施，目前已经被我国各大港口海事系统采用。然而，港口水域的经济建设与VTS雷达站的建设也面临了一些新的问题： 1）在已建VTS雷达站附近新建大型桥梁等建筑，会在一定程度上对VTS雷达的安全监管带来影响，如桥梁会在一定程度上对雷达信号造成遮挡，此时，若有船舶恰好行驶在被遮挡区域，则VTS不能实现对船舶的监控，为船舶安全航行带来安全隐患。 2）在VTS雷达站附近水域，可能出于安全监管的需要，需要新建VTS雷达站，如何在建站备选地址中选出最合适的地址以保证VTS雷达站的利用效率最高并节省资源，也成为VTS建站人员面临的难题。 为了有效的解决上述问题，本文提出基于三维GIS对VTS雷达站的信号进行模拟，以确定盲区范围。具体工作为：首先，对VTS雷达的工作原理进行分析，提出本文研究的重点是遮蔽盲区，在对雷达波的传播特性进行分析后，提出了利用光线追踪算法来实现对雷达探测过程的模拟；其次，通过对雷达模拟中三维GIS需要考虑的主要因素进行分析，建立包含桥梁及水工建筑尺寸数据和地形数字高程的三维GIS数据库；再次，通过对模拟仿真所要实现的功能进行分析，在Windows操作系统下调用MFC类库函数，并结合OpenGL绘图类，运用C++编程建立软件仿真系统；最后，以武汉VTS中心大桥雷达站为仿真对象，对该VTS雷达站雷达信号覆盖情况的模拟。 通过建立武汉VTS中心大桥雷达站监控区域的三维地理信息模型，运用软件系统对该区域进行模拟，实现了对该雷达站监控范围的图形化再现，并指出了该雷达站可能存在的盲区位置，提出了安装CCTV和在附近水域增加AIS等消盲建议。通过对大桥雷达站和二桥雷达站的模拟，实现了多雷达探测范围的联合显示，从而为拟建雷达站选址提供参考。 |
| 作者： | 刘鹍 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 黄立文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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