開題報告-海上搜救實時預警監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應用

1、碩士學位論文開題報告及論文工作計劃書東北大學研究生院2012 年 4 月 日填表說明1、本表一、二、三、四、五項在導師指導下如實填寫。2、學生在通過開題后一周內將該材料交到所在學院、研究所。3、學生入學后第三學期應完成論文開題報告，按有關規(guī)定，沒有完成開 題報告的學生不能申請論文答辯。、立論依據(jù)1、課題來源、選題依據(jù)和背景情況課題來源：根據(jù)專業(yè)的研究方向（軟件工程）需要，在導師的指導下選擇。選題依據(jù)和背景情況：我國作為一個海洋大國，擁有領土面積近三分之一的海域，這為我國海洋經(jīng)濟的發(fā)展奠 定了堅實的基礎。近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，有關海洋方面的科學研究、產(chǎn)品開發(fā)、 休閑娛樂等各種海上作業(yè)不

2、斷增多，由此所帶來的從事海上研究與作業(yè)的工作人員也在持續(xù) 增加，這直接導致了我國海洋中船舶發(fā)生碰撞、 傾覆以及遭受自然災害等的幾率大幅度增加， 如在 2007年 3 月 8 日，世界上最大的挖泥船和世界上最大的集裝箱船在天津港發(fā)生碰撞， 直 接威脅著天津港的正常生產(chǎn)。所有這些都使得我國海上搜救的工作更加緊迫與繁重。海上搜救是一項關乎我國人民生命及財產(chǎn)的重要工作，是國家應急管理工作的重點內容 之一，在當前社會發(fā)展條件下，必須進一步強化海上搜救工作的管理水平，切實做好海上搜 救工作。改革開放三十多年來，我國各級海上搜救中心在黨中央、國務院和各級人民政府的 領導下，在全體海事管理機構和從事海域救助工

3、作的廣大人員的協(xié)同努力下，海上搜救工作 取得了巨大的成就。如近年來我國海上搜救中心和各省、自治區(qū)、直轄市海上搜救中心年組 織、協(xié)調、指揮各類搜救行動達 1500 多次，救助遇險人員 16000 余人，救助成功率保持在 90%以上。然而，隨著新世紀自然環(huán)境的惡化，海域環(huán)境也在發(fā)生著根本改變，環(huán)境因素與認 為因素的共同作用使得海上搜救工作面臨著重重困難，特別是在海上搜救指揮與行動方面， 是多年來一直面臨的主要問題，我國近年來已經(jīng)致力于充分利用各種計算機與通信技術在解 決海上搜救智能決策的問題，也取得了不錯的效果，但在海域預警與視頻監(jiān)控方面還存在一 定的不足，需要進一步在該領域進行拓展。本課題正是在

4、這樣的背景下，對海上搜救實時預警監(jiān)控系統(tǒng)進行研究，并給予設計與實 現(xiàn)，旨在實現(xiàn)當前專業(yè)救助力量部署的基礎上，利用計算機信息系統(tǒng)實現(xiàn)海域視頻監(jiān)控與災 害的預測預警，提升對海上搜救險情接警與報送的及時與準確，同時對海上搜救的精確性提 供幫助。2、課題研究目的、理論意義和實際應用價值課題研究目的：（1）學習了解我國海上搜救的現(xiàn)狀及發(fā)展過程（2）分析海上搜救實時預警監(jiān)控系統(tǒng)建設的可行性及需求。（3）研究實現(xiàn)海上搜救實時預警監(jiān)控系統(tǒng)的方法（ 4） 研究遠程視頻采集的整個過程（ 5） 研究基于 CDMA網(wǎng)絡的遠程服務認證體系。理論意義和實際應用價值： 海上搜救實時預警監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應用，具有以下幾方面重

5、要的意義與價值：一是 通過對海上搜救預警及監(jiān)控的研究，進一步豐富了國內在該領域的研究成果，具有重要的 理論意義； 二是通過借助 CDMA無線網(wǎng)絡，實現(xiàn)了對視頻的遠程傳輸，這對于實現(xiàn)海域內重 要船舶的監(jiān)控，提高海上船舶的安全及穩(wěn)定性，以及實現(xiàn)海上搜救的及時與準確具有重要 的現(xiàn)實意義；三是通過對海上搜救有關危險因素的預警，確保了海上作業(yè)人員在面對自然 或人為災害時能夠有序撤離，最大限度因這些災害影響而造成的人員傷亡、海洋環(huán)境污染 和財產(chǎn)損失。、文獻綜述 國內外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)；所閱文獻的查閱范圍及手段 國內外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)：就海上搜救工作而言，無論是國外還是國內，都投入了很大的力量，全球幾乎

6、所有的國 家都對海上搜救工作給予足夠的重視，而且在一些發(fā)達國家，利用信息化技術作為海上搜救 工作的輔助手段也是屢見不鮮。在日本，海上搜救工作由海上保安廳負責， 廳內有各種人員超過 1萬 2000人，每年用于 搜集工作的經(jīng)費超過 1700 億日元。同時，日本在全國共設置十一個海上管區(qū)。當前，日本的 海上搜救力量較為先進，不但擁有著世界上較為先進的搜救裝備，如各種巡視船艇超過五十 種，僅僅是載直升機的巡視船就有 13艘，大中小型巡視船總共超過 700 艘，而且還擁有著眾 多測量船、設標船、航標維護船等。此外，日本海上保安廳充分利用信息技術，已經(jīng)基本實 現(xiàn)在全國 90%以上海域使用計算機信息系統(tǒng)實現(xiàn)

7、對搜集工作的指揮決策，并且其獨特的基于 無線網(wǎng)狀網(wǎng)的海上搜救聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在國際上也首屈一指。在德國，負責海上搜救任務的部門是位于不來梅港的德國海難搜救協(xié)會，該協(xié)會早在 1865 年就意境成立，它是全球成立最早的全國性海上搜救團體之一。它以全天候24 小時在海上搜尋救助為宗旨，以其長期在海上人命救助中的貢獻和業(yè)績享譽德國社會。德國的海南 搜救協(xié)會一直保持其非官方的民間社會團體的屬性，為德國的海上救援作出了不可磨滅的貢 獻。近年來，隨著德國政府對于海上搜救工作的重視，一系列依托信息化技術的搜救設備與 信息系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應用于海南搜救協(xié)會。在我國，近年來海上搜救工作也取得了突破性進展，如建立了有關的海冰

8、信息、寒潮大 風信息等氣象信息發(fā)布制度；同時充分利用網(wǎng)絡及時發(fā)布中央氣象臺、海洋局和地震局提供 給每日氣象信息；初步形成了覆蓋我國內陸和沿海的水上災害性天氣預防預警體系；此外， 為了保障海上搜救的成功率，及時獲取各類海上遇險報警和搜救現(xiàn)場信息，我國的海事衛(wèi)星 系統(tǒng)、海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)困、數(shù)字選擇性呼叫系統(tǒng)和搜救衛(wèi)星系統(tǒng)等安全信息系統(tǒng)正在 逐步完善，形成了覆蓋全球的海上遇險與安全信息接收與播發(fā)網(wǎng)絡，使各海上搜救中心具備 自動接收海上遇險信息的能力；而且在全國沿海主要港口和長江江蘇段建設了船舶交通管理 系統(tǒng)和海事電視監(jiān)控系統(tǒng)，在渤海灣、長江口、珠江口、瓊州海峽及沿海重要港口等海域建 立了船舶自動

9、識別系統(tǒng)，以便及時獲取各類信息，監(jiān)控船舶安全航行。所閱文獻的查閱范圍及手段：1 薛金凱 . 基于案例推理的海上搜救輔助決策研究 D. 大連海事大學 ,20112 張如凱 . 海上搜救通信仿真系統(tǒng)的研究與實現(xiàn) D. 大連海事大學， 20103 吳中鼎 . 海上搜救輔助系統(tǒng)研究 D. 中國海洋大學， 20034 赫永霞 . 海上搜救決策支持系統(tǒng)的研究與開發(fā) D. 大連海事大學 ,20085 劉亭遠. 基于 VC的的圖書館數(shù)據(jù)庫檢索的設計 J. 經(jīng)營管理者 , 2008(3)6 Basiura 等著，孫文生譯 .Windows 服務高級編程 M. 北京：清華大學出版社， 2003.27 張?zhí)煲?.

10、網(wǎng)絡安全分析系統(tǒng)的實現(xiàn) J. 電腦知識與技術 ,2008(4)8 高煥堂.use case 入門與實例M. 北京：清華大學出版社 .20089 阿里亞.阿瓦克里 . 淺析數(shù)據(jù)庫的開發(fā)與應用 J. 電腦知識與技術 .2010(27)10 James. 數(shù)據(jù)庫入侵安全測試與對策 M. 北京：清華大學出版社 , 200711 劉竹林. 軟件工程與實踐 M. 北京：水利水電出版社， 201012 陳林書. 基于 WEB和數(shù)據(jù)挖掘的智能教學系統(tǒng)研究 D. 陜西師范大學 , 200613 郭守濤等 . VC 開發(fā)技術大全 M. 北京：人民教育出版社 , 200914 趙瑞琴. 無線多跳網(wǎng)絡中若干問題研究

11、D. 西安電子科技大學 ,200815 劉念伯.車用自組織網(wǎng)絡節(jié)點移動性研究 D. 電子科技大學 ,201016 高寒.SQL數(shù)據(jù)庫技術M. 北京：水利水電出版社 ,200717 李曉強. 視頻監(jiān)控中采集、顯示子系統(tǒng)和碼率控制研究與實現(xiàn) D. 鄭州大學 ,200318 倪緒能.基于銀行的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究和開發(fā) D. 西安理工大學 ,200419 甘洪泉. 基于嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的指針識別 D. 華北電力大學(北京) ,200420 張勇.遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)中傳輸技術的實現(xiàn) D. 電子科技大學 ,200421 冀謙祥.基于 Linux 的嵌入式網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現(xiàn) D. 電子科技大學

12、,201022 楊多星.基于 ZigBee協(xié)議的無線視頻監(jiān)控防盜系統(tǒng) D. 大連理工大學 ,201023 王海燕 .VC 遠程教務管理信息系統(tǒng)設計 J. 第三屆全國信息獲取與處理學術會議論文 集,200524 Wayne Freeze. VC DATABASPER OGRAMMIBNIGB LE America. New York: John Wiley & Sons, Inc., 200725 Jackson. Web-based Intelligent Distance Learning System. London, 200726 Sanjeev Rohilla 等著，陳君等譯 .ADO

13、專業(yè)項目實例開發(fā) M. 中國水利水電出版社， 200327 A.Russell Jones 著，高春等譯 .VC+從入門到精通 M. 電子工業(yè)出版， 200228 Scott Worley 著，王文寧譯 .VC 技術內幕 . 人民郵電出版社 ,200229 Angshuman Chakraborti 等著，唐云華等譯 .VC+專業(yè)項目實例開發(fā) . 中國水利水電出版 社，200330 Scott Allen 等著.VC數(shù)據(jù)庫入門 .郝啟堂 張哲峰譯.清華大學出版社， 200331 ( 美)微軟公司著.MFC框架類庫參考手冊 M. 清華大學出版社， 200432 Steve Walther 著.C

14、+:Tips,Tutorials,and Code.電子工業(yè)出版社， 2003、研究內容1研究構想與思路、主要研究內容及擬解決的關鍵技術 研究構想與思路、主要研究內容本課題是在綜合分析海上搜救工作需求的基礎上，從軟件工程的角度，設計并實現(xiàn)一套 海上搜救實時預警監(jiān)控系統(tǒng)， 該系統(tǒng)以 VC+6 .0 為開發(fā)環(huán)境， MSSSQSL ERVER為 數(shù)據(jù)庫引擎， 采取典型的 C/S 體系結構，完成對海上搜救的預警及視頻監(jiān)控的功能。本課題研究的思路及 基本內容如下：一是對國內外相關現(xiàn)狀進行闡述，并對海上搜救工作中實時預警及監(jiān)控的主要需求進行 分析，并明確該系統(tǒng)建設的可行性；二是對海上搜救實時預警監(jiān)控系統(tǒng)進

15、行設計，設計以總體設計與詳細設計兩方面入手， 分別對系統(tǒng)的總體架構、功能設計、數(shù)據(jù)流程、數(shù)據(jù)庫設計以及安全性等方面展開探討，試 圖完成能夠進行海域船舶定位監(jiān)控及遠程調度的功能。三是對海上搜救實施預警監(jiān)控系統(tǒng)進行具體實現(xiàn)，實現(xiàn)過程重點針對定點視頻及移動視 頻監(jiān)控的不同以及視頻采集、 傳輸、錄制等功能， 以及對借助 CDMA網(wǎng)絡實現(xiàn)與預警監(jiān)控數(shù)據(jù) 中心的遠程認證接入進行實現(xiàn)。擬解決的關鍵技術在以上研究過程中，擬解決的關鍵技術包括：（1）借助攝像頭實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的采集與轉換。（2）預警過程中的通信機制。（3）通過 CDMA無線網(wǎng)絡及 AAA認證平臺接入視頻數(shù)據(jù)中心。（4）多路監(jiān)控技術的實現(xiàn)。2擬采取的

16、研究方法、技術路線、實施方案及可行性分析擬采取的研究方法、技術路線、實施方案：（1）深入研究有關海上搜救的相關文獻，深入了解該領域的具體業(yè)務及需求，同時對于 國內外有關預警及監(jiān)控系統(tǒng)的文獻進行研究。（2）分析在海上搜救實時預警監(jiān)控業(yè)務中的主要數(shù)據(jù)流程，以及對預警體系中的相關功 能進行明確，奠定系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎。（3）認真學習 VC+ 開發(fā)環(huán)境下與 MSSQL SERVER 數(shù)據(jù)庫的綜合應用，并對 VC+ 實 現(xiàn)視頻采集與監(jiān)控的技術進行研究。（4）綜合應用 CDMA 無線網(wǎng)絡技術、登陸認證技術、 GIS 技術等對海上搜救實時預警監(jiān) 控系統(tǒng)進行實現(xiàn)?？尚行苑治?：（1）海上搜救實時預警監(jiān)控系統(tǒng)是基于

17、當前國內主要技術的基礎上進行的研究，而且國內 一些主要海域在此方面也進行了一定的應用。事實證明，這種系統(tǒng)的實現(xiàn)具有較高的 應用價值，這說明從實際應用方面來講，該系統(tǒng)是可行的。（2）實時視頻監(jiān)控技術是當前很多領域都在積極開展的研究課題之一，它以及時性、動態(tài) 性、可視性為基礎，對一些突發(fā)事件、緊急情況等具有較高的可追溯性，便于海上搜 救工作的展開，不僅能夠節(jié)省大量人力、物力，而且能夠讓成功率大增。因此從效益 方面來講，該系統(tǒng)完全可行。（ 3）本系統(tǒng)需要以部分無線設備作為運行的基礎， VC+ 6.0 良好的硬件支持性能為本系統(tǒng) 的開發(fā)與實現(xiàn)奠定了技術基礎。四、研究基礎所需實驗手段、研究條件和實驗條件

18、 實驗手段： 采用的實驗平臺： Windows XP 采用的技術和算法： VC+ 6.0 平臺MSSQL SERVER 2000數(shù)據(jù)庫引擎GIS 技術 CDMA 技術 接入認證技術研究條件：I 豐富的學術數(shù)據(jù)庫資源如 SCI、EI、CCC、INSPEC、OCLC 、CSA、CNKI 等II 相關技術圖書資源（電子版、紙質版） 實驗條件：I 具有數(shù)據(jù)庫服務器一臺、無線攝像頭兩臺以及 CDMA 無線網(wǎng)卡等設備。II 具有一般的局域網(wǎng)和無線網(wǎng)絡環(huán)境。五、工作計劃序號階段及內容工作量估計（時數(shù)）起止日期階段成果形式1搜集整理并理解文獻資料， 研究目 前國內外最新研究進展， 以便掌握扎實 的基礎知識作適應當前需求的研究。5002012年1月 2012 年2月歸類的文獻資料、 細化完善的課題實施方案。2研究系統(tǒng)開發(fā)需要的主要技術及開發(fā)方法。5402012年2月 2012年3月閱讀相關方面的文 獻，分析主要的開發(fā) 技術3對海上搜救實時監(jiān)控預警系統(tǒng)的可行性及需求進行詳細分析5002012年4月 2012 年5月參與實踐，整理需求4對海上搜救實時監(jiān)控預警系統(tǒng)進行設計與實現(xiàn)12002008年5月 2008年 7 月：設計并開發(fā)系統(tǒng)， 并整理技術文檔5研究工作基本完成，提交論文初稿3502012年7月底前提交論