船舶驾驶自动化

《船舶驾驶自动化》仅从全面理解船舶驾驶自动化和智能化的角度，简要介绍了船舶驾驶所涉及的智能控制理论，回顾了航海技术的发展历程，系统论述了船舶自动化所涉及的导航、定位、通信、避让、自动航线设计和综合船桥等关键系统，分析与研究了这些系统的发展趋势。同时，在大航海背景下，详细介绍了未来e-Navigation实施战略，研究和指出了实现这一战略的关键要素和亟需服的问题。
《船舶驾驶自动化》可作为海事教育和培训机构的教材，也可供航海驾驶人员、船舶管理人员参考学习。

第1章自动控制基础
1.1自动控制概述001
1.2控制和反馈控制002
1.3反馈控制系统的构成和分类004
1.4控制系统的响应和控制的优劣006
1.4.1控制方式006
1.4.2控制的评价007
1.5智能控制理论008
1.6启发式搜索008
1.6.1图搜索算法009
1.6.2启发函数012
1.6.3A搜索算法015
1.7遗传算法015
1.7.1简单遗传操作017
l.7.2一个示例019
1.7.3遗传算法的优势02l
1.8霍普费尔德神经网络023
1.8.1离散霍氏网024
1.8.2连续霍氏网026
1.8.3组合很优化028
第2章航海技术及自动化发展概况
2.1航海技术发展历程031
2.1.1陆标定位031
2.1.2天文航海032
2.1.3航海计时技术035
2.1.4传统航海技术的特点035
2.2现代航海技术036
2.2.1全球定位系统(GPS)差分全球定位系统(DGPS)036
2.2.2自动识别系统(automatic identification system，AIS)038
第3章海上通信系统
3.1GMDSS概述049
3.1.1功能要求049
3.1.2无线通信服务050
3.1.3GMDSS海区050
3.1.4设备配置要求050
3.1.5GMDSS设备和系统050
3.2GMDSS发展053
3.2.1GMDSS技术方面的变化053
3.2.2GMDSS规则方面的变化055
3.3通信技术及GMDSS发展趋势056
3.3.1通信技术发展趋势056
3.3.2通信业务的发展趋势057
3.3.3GMDSS的未来发展趋势059
第4章船舶定位系统
4.1定位系统发展过程060
4.2罗兰C导航系统060
4.2.1概述060
4.2.2系统组成061
4.2.3基本原理061
4.3GPS导航系统062
4.3.1概述062
4.3.2系统组成063
4.3.3卫星信号067
4.3.4导航电文(D码)072
4.3.5GPS信号调制与解调074
4.3.6GPS基本原理075
4.4GLONASS导航系统084
4.4.1概述084
4.4.2系统组成085
4.4.3基本原理086
4.5Galileo导航系统087
4.5.1概述087
4.5.2系统组成088
4.5.3基本原理088
4.6JI匕斗导航系统089
4.6.1概述089
4.6.2系统组成090
4.6.3基本原理090
第5章航行计划制定系统
5.1很好航线092
5.2航线设计方法093
5.2.1等时线法(作图法)093
5.2.2动态规划法094
第6章船舶自动舵系统
6.1船舶自动操舵概述097
6.2机械式自动舵，097
6.3.Pff)自动舵098
6.3.1自动保向PII)自动舵原理098
6.3.2比例一积分一微分(PII))操舵099
6.3.3PID自动舵的局限性100
6.4自适应自动舵101
6.4.1自适应控制系统的概念lOl
6.4.2自适应自动舵产生的原因与背景102
6.4.3自适应自动舵的分类及各类自适应自动舵的技术水平103
6.4.4自整定PI操舵仪的原理104
6.5智能自动舵105
6.5.1智能自适应控制技术的发展及现状105
6.5.2模糊自适应控制106
6.5.3神经网络自适应控制107
6.5.4遗传自适应控制107
6.6航迹舵108
6.6.1航向保持原理109
6.6.2船位数据的获得与处理109
6.6.3自动转向原理109
6.7自动舵的发展趋势109
第7章船舶自动避碰系统一
7.1船舶海上避碰行为认知111
7.1.1海上避碰行动特征量111
7.1.2采取避碰行动时两船距离统计112
7.1.3采取避碰行动时目标船会遇最近距113
7.1.4避碰行动的种类115
7.1.5转向避碰行动的幅度116
7.2船舶自动避碰技术116
7.2.1船舶自动避碰决策系统研究的现状儿6
7.2.2船舶避碰专家系统117
7.2.3避碰领域知识库的处理117
7.2.4避让决策的处理119
7.2.5船舶避碰专家系统的构建120
第8章综合船桥系统123
8.1IBS概述123
8.2IBS的发展123
8.2.1第一代综合船桥IBS(20世纪70年代初期)124
8.2.2第二代综合船桥IBS(20世纪70年代后期至80年代前期)124
8.2.3第三代综合船桥IBS(20世纪80年代中后期至90年代后期)125
8.2.4第四代综合船桥IBS(20世纪90年代中期至今)126
8.3综合船桥系统IBS(IntegratedBridgeSystem)的关键技术128
8.3.1综合船桥系统的系统集成技术129
8.3.2综合船桥系统的体系结构和信息流程129
8.3.3很好航线设计129
8.3.4航迹控制技术130
8.3.5多目标避碰辅助决策系统130
8.3.6雷达图像与电子海图图像叠加130
8.4IBS的发展趋势131
第9章e-Navigation132
9.1e-Navigation概念及发展132
9.2e-Navigation战略实施计划135
参考文献143