2025年 02期
基于卷积神经网络和注意力机制的自主水下机器人故障诊断研究
卢恩豪;冀大雄;王霞;本研究针对自主水下机器人（Autonomous Underwater Vehicle, AUV）在复杂环境中独立执行任务时面临的故障诊断问题，提出了一种基于卷积神经网络和SE注意力机制（Squeeze-and-Excitation attention mechanism）的多传感器数据融合故障诊断方法 （DCSNet）。首先，设计了基于二维卷积方法的一维核特征提取层，从每个传感器数据中分别提取特征，从而优化模型结构；其次，提出了SE注意力机制，以重新分配通道的权重，使模型能够更关注关键特征；最后，将融合后的特征输入全连接层，完成融合多传感器数据的故障诊断。实验结果表明，在经过100轮训练后，模型在所有测试样本中的加权平均准确率达到了98.54%，显现出卓越的性能。本研究可为水下机器人故障诊断系统的开发提供理论支持与实践参考。
基于LSTM-GRBM的海洋云平台虚拟机异常检测算法
韩泽欣;吴永芳;张镭;司佳;陈刚;在利用海洋云平台虚拟机部署各类海洋应用系统过程中会遇到软硬件故障、网络攻击等问题，准确进行虚拟机异常检测有利于保障海洋业务顺利开展。本文提出了一种基于长短期记忆网络-高斯受限玻尔兹曼机（LSTM-GRBM）的海洋云平台虚拟机异常检测算法，首先通过LSTM模型提取虚拟机性能指标数据的时序特征，然后利用Dropout技术避免出现数据过拟合，最后通过GRBM计算得出自由能并与训练得到参数基准模型进行对比来判断虚拟机是否出现异常。为验证算法有效性，使用真实海洋云平台虚拟机性能指标数据进行实验，结果表明提出的LSTM-GRBM模型具有更好的异常检测性能。
坐标系转换对于宗海数据变形的影响分析
陈帅;韩志聪;李佳芮;曹英志;田洪军;在海域使用权数据管理中，常因宗海矢量数据坐标系统不一致导致权属位置出现偏移，形成图层间要素相互压盖或边界不能重合等拓扑错误。为标准化海籍数据管理，形成“完整、一致、准确、规范”的2000国家大地坐标系数据成果，本文首先通过公式推导出在参数法坐标系转换中角度、长度和面积的变形，而后实例验证推导结果，最终发现：以m为尺度缩放因子的参数法坐标系转换中角度不发生变形，长度变形为m，面积变形为2m，且参数法坐标系转换的变形程度与坐标位置、转换参数无关。根据相关成果统计分析得出，将长度变形与面积变形的比值作为转换工作合理性检验指标之一具有可行性。
沿海月均气温数据均一化处理技术研究与应用——以塘沽海洋站为例
骆敬新;刘振民;王东;王爱梅;邓丽静;江羽西;中国沿海气候资料是反映区域海洋气候特征的重要基础数据，在使用前需进行均一性检测和订正处理。本研究以塘沽海洋站月平均气温序列为例开展数据均一化处理研究，相关方法可为我国沿海气温资料均一化处理提供技术参考。研究显示：（1） RHtests软件的气温数据均一化有效性已通过验证，可在全国沿海月均气温数据均一化处理中推广应用。（2）利用一阶差分法（P-E技术）建立的参考序列，可引入短期站和新建站，相比单站参考序列更为可靠。（3）研究利用多个参考数据序列对塘沽站月均气温数据序列进行非均一性检测，确定同向跳跃点概率，依据概率判定真实跳跃点，效果较好；处理后的数据序列与邻近参考站序列的相关性在总体上得到提高，能够更好地代表区域气候变化特征。（4）均一化处理后，塘沽海洋站1960-2023年的气温上升速率略减小，1990-2023年气温上升速率由0.063℃/y变为0.050℃/y，减小明显；塘沽海洋站气温气候基准值（1991-2020年）略增大，会对气候异常的分析有一定的影响。
海洋行业网络安全态势感知体系应用研究
刘政阳;曲鹏;张玉强;为了进一步加强各类企事业单位网络安全防护能力，完善网络入侵监测预警机制，构建网络安全防护体系，本文从企事业单位现有网络安全设备部署着手，结合《中华人民共和国网络安全法》和《中华人民共和国数据安全法》中细则要求，分析网络防护薄弱点及管控盲点，研究应用网络安全态势感知体系，通过补足监控手段、完善整治流程等方式增强目标单位网络安全防护能力。结果表明，网络安全态势感知体系能有效应对入侵威胁，减少各类终端失陷情况，对数据泄露、病毒传播等失陷情况能够有效阻断及快速溯源，强化了对各类信息化业务的安全保障。
E航海建设背景下我国海上交通管理产品生产实践——以“启航者”App数据生产应用为例
王敏;自2009年全面推进E航海战略至今，包括我国在内的全球多个国家开展了E航海试验项目建设。《海上交通管理产品规范》（S-127）作为E航海建设数据模型标准的重要组成部分，重点描述了《IHO电子海图产品规范》（S-101）中未能详细描述的交通管理规则信息，为船舶提供引航、定线制、船舶报告系统和交通管理等方面的海上交通监管和服务信息。中国E航海建设试验基于S-127规范进行了海上交通管理产品试生产，生产者从海上交通管理产品标准化生产流程、S-127规范与国内海上交通管理法规对标方法、海上交通管理产品数据离线生产方法等方面展开研究，制定出了一套切实可行的海上交通管理产品标准化生产方法，并在全国沿海省区市生产了2 000余条符合S-127规范的海上交通管理数据，通过自主研发的“启航者”App向船端用户提供E航海技术服务，为国际、国内海上交通管理产品数据生产应用提供了思路。
基于北斗三号的E航海智能综合服务平台设计与实现
叶海斌;陈超;郭松杰;周彬翀;蒋青青;王正猛;王鹏飞;本文针对当前我国航运系统在远海通信能力、数据融合效率与智能监管能力等方面存在的突出问题，设计研发了基于北斗三号系统的E航海智能综合服务平台。平台集成了北斗高精度定位与短报文双向通信能力，结合自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）、水文气象、海图等多源异构数据，通过构建动态权重融合算法与轨迹行为识别模型，实现了船岸之间的实时通信、动态态势感知与智能风险预警。系统采用分层架构与插件化部署方式，支持船舶全过程监控与多端信息共享，具备良好的适应性与推广性。平台已在多个典型港区和航线完成部署测试，覆盖千余艘船舶，显著提升了海上作业的可视化监管能力与航行安全水平，研究成果可以为我国智慧航运体系建设提供具备工程实效性的解决路径。
基于GIS技术的海域立体分层确权一张图及三维可视化研究
李晓鹏;刘超;宋焕昭;随着沿海地区用海需求的持续攀升，我国开始探索推进海域立体分层设权工作。在实际海域三维立体确权应用过程中，逐渐暴露出产权界定不明晰、缺乏适配的三维海籍登记模式等一系列亟待解决的关键问题。鉴于此，本文针对海域立体分层确权“一张图”构建及三维可视化展开深入探究，对多维立体数据进行系统汇集、整合与精细化管理，以此为基础创新性地提出了三维海籍信息的表达范式，并成功构建出海域立体确权“一张图”体系，达成了海域立体确权的三维可视化精准呈现。经实践验证，借助该体系能够全方位、立体化且可视化地对海面、水体、海床乃至底土等关键要素予以呈现，显著提升了海域立体分层确权工作的直观性与科学性，有力地推动了海域资源的节约集约利用与高效保护，为沿海地区海域资源的可持续开发与管理提供了坚实的理论支撑与实践指导。
《海洋信息技术与应用》2025年征订启事
<正>《海洋信息技术与应用》为季刊，每期64页，定价45元/册，全年180元。可通过全国各地邮局订阅，刊号：CN 12-1469/P7,ISSN 2097-0307，邮发代号：6-315，也可向编辑部直接订购。如直接向编辑部订购，请按如下帐号汇款，并备注“海洋信息技术与应用订阅”：开户银行：工商银行天津市河东区十一经路支行账号：0302040609101928622开户名称：国家海洋信息中心汇款后请扫描汇款凭条，发送到电子邮箱，并告知订阅数量、邮寄地址、收件人、发票抬头，邮件请标明“订阅”。