【摘要】：隨著國(guó)家對(duì)航海戰(zhàn)略的不斷推進(jìn),艦船監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得以迅猛發(fā)展,對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中獲取的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)流進(jìn)行有效的預(yù)報(bào)挖掘就顯得尤為重要。艦船在行進(jìn)途中,受風(fēng)、浪等外界干擾會(huì)不受控制地?fù)u蕩,特別是在較惡劣海況中航行時(shí),幅度過大的搖擺運(yùn)動(dòng)對(duì)艦載機(jī)的升降、艦船及時(shí)減搖及航載導(dǎo)彈準(zhǔn)確射出等造成嚴(yán)重威脅。若能對(duì)艦船幾秒或十幾秒的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)提前預(yù)知,可以及時(shí)應(yīng)對(duì)由搖蕩產(chǎn)生的負(fù)面影響,對(duì)艦船安全作業(yè)具有巨大意義。艦船的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)流在線預(yù)報(bào)一般指對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行未來趨勢(shì)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào),即運(yùn)用一定的科學(xué)手段對(duì)艦船未來一段時(shí)間內(nèi)(3-15s)姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。利用歷史數(shù)據(jù)對(duì)未來進(jìn)行預(yù)報(bào)工作,隸屬于數(shù)據(jù)挖掘的研究范疇,故本文的研究重點(diǎn)是對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中獲取的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)流進(jìn)行在線挖掘�？紤]到艦船運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)流同時(shí)具有運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和數(shù)據(jù)流的共同特點(diǎn),本文以數(shù)據(jù)流挖掘?yàn)槔碚摽蚣?提出了一種改進(jìn)鏈?zhǔn)娇芍貙懟凹夹g(shù),并將其用于數(shù)據(jù)流中概要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的提取,對(duì)概要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)集使用小波閾值降噪處理,再利用基于Kalman的Volterra核估計(jì)預(yù)報(bào)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中采集到的連續(xù)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。經(jīng)驗(yàn)證該方法在精度及計(jì)算效率上均具有較明顯優(yōu)勢(shì)。本文開展研究如下:首先,對(duì)數(shù)據(jù)流的獨(dú)特性及其對(duì)應(yīng)的主要查詢方式進(jìn)行介紹,然后,對(duì)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)流挖掘的目的、過程、框架及常用算法進(jìn)行闡述,進(jìn)而更好地了解挖掘的核心思想,使其恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用到后續(xù)研究中。其次,考慮艦船運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的混沌特性,分別利用Volterra級(jí)數(shù)和卡爾曼濾波(Kalman)兩種算法及兩種算法的組合算法對(duì)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)進(jìn)行預(yù)報(bào)研究,驗(yàn)證組合算法的優(yōu)勢(shì),并結(jié)合傳統(tǒng)滑動(dòng)窗口方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流實(shí)時(shí)處理的需求。最后,分析傳統(tǒng)滑動(dòng)窗口技術(shù)存在的問題,提出改進(jìn)鏈?zhǔn)娇芍貙懟瑒?dòng)窗口技術(shù)用于數(shù)據(jù)流處理,同時(shí)考慮到運(yùn)動(dòng)序列中的噪聲問題,故先使用改進(jìn)鏈?zhǔn)娇芍貙懟矮@取概要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),然后對(duì)其中的數(shù)據(jù)集進(jìn)行小波閾值去噪,再使用基于Kalman濾波算法的Volterra核估計(jì)算法達(dá)到預(yù)報(bào)目的,通過在艦船運(yùn)動(dòng)姿態(tài)預(yù)報(bào)中的實(shí)踐驗(yàn)證表明該算法可很好地解決運(yùn)動(dòng)姿態(tài)數(shù)據(jù)流在線預(yù)報(bào)問題。
【圖文】：

第 2 章 數(shù)據(jù)流及挖掘理論數(shù)據(jù)具有持久性，一經(jīng)保存后一直存在直到主動(dòng)刪除。2) 查詢次數(shù)：由于數(shù)據(jù)流的瞬時(shí)特性，決定其數(shù)據(jù)一旦流過則會(huì)錯(cuò)失訪問機(jī)會(huì)，即對(duì)該數(shù)據(jù)只能進(jìn)行單次掃描訪問，而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)則可隨時(shí)不限次數(shù)地訪問。3) 查詢結(jié)果：在數(shù)據(jù)流上可做連續(xù)性查詢，其返回的結(jié)果是近似結(jié)果，而數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)經(jīng)查詢可以得到當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中所有滿足條件的精確結(jié)果。4) 存取方式：數(shù)據(jù)流的項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的存取形式與時(shí)間保持一致，即按時(shí)間依次存取，而數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)可以根據(jù)指令進(jìn)行相應(yīng)的存儲(chǔ)和獲取。5) 更新速度：數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)項(xiàng)更新常表現(xiàn)出多路、量大、速率快等特性，而數(shù)據(jù)庫多以較低速率進(jìn)行庫的更新。用戶

第 2 章 數(shù)據(jù)流及挖掘理論數(shù)據(jù)具有持久性，一經(jīng)保存后一直存在直到主動(dòng)刪除。2) 查詢次數(shù)：由于數(shù)據(jù)流的瞬時(shí)特性，決定其數(shù)據(jù)一旦流過則會(huì)錯(cuò)失訪問機(jī)會(huì)，即對(duì)該數(shù)據(jù)只能進(jìn)行單次掃描訪問，而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)則可隨時(shí)不限次數(shù)地訪問。3) 查詢結(jié)果：在數(shù)據(jù)流上可做連續(xù)性查詢，其返回的結(jié)果是近似結(jié)果，而數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)經(jīng)查詢可以得到當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中所有滿足條件的精確結(jié)果。4) 存取方式：數(shù)據(jù)流的項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的存取形式與時(shí)間保持一致，即按時(shí)間依次存取，而數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)可以根據(jù)指令進(jìn)行相應(yīng)的存儲(chǔ)和獲取。5) 更新速度：數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)項(xiàng)更新常表現(xiàn)出多路、量大、速率快等特性，而數(shù)據(jù)庫多以較低速率進(jìn)行庫的更新。用戶
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U674.7

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本文編號(hào)：2694052