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