宁德海上台风预警与搜救系统可行性研究报告 计算机工程与信息系项目开发组

《基于GPS/3G/GIS的宁德海上台风预警与搜救系统》

可行性研究报告

编号：NDSZ-JSJ-200901

版本：1.0V

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宁德海上台风预警与搜救系统可行性研究报告 计算机工程与信息系项目开发组

目 录

1 引言........................................................................................................................................4

1.1 编写目的....................................................................................................................4

1.2 背景............................................................................................................................4

1.3 定义............................................................................................................................4

1.4 参考资料....................................................................................................................4

2 可行性研究的前提................................................................................................................5

2.1 要求............................................................................................................................5

2.2 目标............................................................................................................................5

2.3 条件、假定和限制....................................................................................................5

2.4 研究方法....................................................................................................................6

2.5 评价尺度....................................................................................................................7

3 对现有系统的分析................................................................................................................8

3.1目前海事部门使用的相关系统说明.........................................................................8

4 3GTPSS的可行性分析.......................................................................................................8

4.1 3GTPSS的简要描述.................................................................................................8

4.2开发需要的软硬环境.................................................................................................9

4.3人员.............................................................................................................................9

4.4已具有的基础.............................................................................................................9

4.5 业务处理流程..........................................................................................................10

4.6 与现有系统的比较的优越性..................................................................................10

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4.7 采用3GTPSS可能带来的影响.............................................................................. 11

4.8 技术可行性评价...................................................................................................... 11

5 3GTPSS经济可行性分析................................................................................................. 11

5.1 支出.......................................................................................................................... 11

5.2 收益..........................................................................................................................12

5.3 收益/投资比............................................................................................................12

5.4 投资回收周期..........................................................................................................12

6社会条件方面的可行性.......................................................................................................12

6.1 法律方面的可行性..................................................................................................12

6.2 用户使用方面的可行性..........................................................................................12

7结论意见...............................................................................................................................12

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宁德海上台风预警与搜救系统可行性研究报告 计算机工程与信息系项目开发组 1 引言

1.1 编写目的

编写该报告的目的是在技术、经济、以及科学研究意义方面对宁德海上台风预警与搜救系统研发进行可行性分析。

1.2 背景

该项目是结合宁德海域现状，服务于地方经济社会为目的，向福建省科学技术厅申请的基础应用性研究课题。

项目名称： 基于3G/GPS/GIS台风预警与搜救系统的研究

项目主持者：李豫颖

项目开发者：

陈卫荣，阮群生，张世良，石曼银，杨惠玲，柯汉平

1.3 定义

《基于GPS/3G/GIS的宁德海上台风预警与搜救系统》简称为3GTPSS (TPSS, Typhoon Pre-warn and Search-rescue System)。

1.4 参考资料

[1] 杨文龙,姚淑珍,吴芸编著.软件工程.北京:电子工业出版社,1997

[2] 郑人杰. 试用软件工程.北京:高等教育出版社,1996

[3] 陈明.软件工程学教程.北京:科学出版社,2002

[4] Andrew S.Tanenbaum.Computer Networks 4th Edition.Prentice Hall，2004

[5] 李大友.实用软件工程基础.北京:清华大学出版社，2002

[6] 张龙卿.Visual C#.Net应用精彩50例.北京:清华大学出版社，2002

[7] 张龙祥.UML与系统分析设计.北京:人民邮电出版社,2003

[8] Jeffrey D.Ullman. A First Course in Database Systems.Pearson ,2003

[9] 周存杰.Visual C#.NET网络核心编程.北京:清华大学出版社，2004

[10] Joseph Mayo. C# Unleashed.SAMS,2004

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宁德海上台风预警与搜救系统可行性研究报告 计算机工程与信息系项目开发组 2 可行性研究的前提

2.1 要求

完成后的系统基本要求:

功能：利用3G无线通信网络，实现3G模拟终端与服务端之间的图片、视频和文字信息的互传，使得服务端软件具有台风预警和搜救信息的收集、计算、形成 和下发至客户端等主要功能，3G模拟终端具有报警、现场摄像及把视频上传至服务器端等主要功能。

2、性能：软件运行速度快，操作响应时间短，信息传输效率高，质量可靠。

3、安全与保密：采用适当的安全算法对敏感重要的通信内容进行解密处理，保证秘密信息不易被解析，力保信息在通讯过程中有较好的隐蔽性、鲁棒性、安全性。

2.2 目标

开发目标:

结合 GPS 差分 定位 、3G、GIS和人工智能技术，研发海上台风预警和

功能 ：3G模拟终端视频信息上传到控制中

文字和图片信息；渔 船的航行位置搜救系统模型，实现 三个 主要 心并能接收控制中心下发的台风预警视 频、

显示在宁德电子海图上；控制中心根据渔船的求救信号自动形成搜救方案。

最终形成预警和搜救系统实验产品一套（包括控制中心平台软件和3G客户端系统两大部分）。

2.3 条件、假定和限制

系统终端与服务器端的通讯需使用3G无线网络环境，系统计算与处理的对象为宁德市近海域，宁德师范学院计算机与信息工程系提供项目开发PC机、系统运行服务器等基本的开发硬件设施和环境。系统终端采用3G手机、PDA设备或3G模块终端。项目研发经费为4-5万元人民币。

系统开发语言：任选；

开发起始时间：2009.8 -2011.12

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2.4 研究方法

引进当前先进的3G无线通讯用于预警视频和海上渔船视频的传输，融合差分GPS定位和GIS海图定位处理技术，以实现项目的主要功能。

实验方法及步骤

根据科学理论报告和项目需求分析书，通过以下实验手段实现本项目的研发： ①模拟实验。鉴于项目涉及到的部门、设备比较多，项目经费投入有限，以及3G通讯技术的现状等情况，部分实验采用模拟试验环境，如模拟气象局的数据来源，海图的模拟电子图，海上环境的模拟等。

②对比实验。设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，探究其中因素与实验对象的关系。如根据来自于GPS的渔船定位数据，对GIS海图定位处理可设成几个实验组，分别采用不同的算法或其它改进手段进行实验，并分析各组的实验结果。

③仿真实验。通过具有类似于真实仪器功能的软件产品来代替其实验，本课题拟采用3G手机模拟器来仿真渔船上的终端收发器进行数据通讯实验。

④系统测试。测试工作贯穿于整个项目研发的过程中，包括文档测试、代码测试、模块测试、系统测试。

实验步骤（实验流程如图1所示）：

第一步：形成理论研究报告和系统分析文档

第二步：系统各功能模块的研发

第三步：主控中心平台的研发（含各功能模块的集成）

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图1 项目研发实验步骤图

2.5 评价尺度

1、能否实现项目中规定功能。

2、运行是否可靠、安全。

3、系统交互性是否良好。

4、开发时间与费用是否合理。

5、开发文档撰写是否符合要求。

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3 对现有系统的分析

3.1目前海事部门使用的相关系统说明

1、系统概述

由于海上船舶的实际需要，许多单位和个人在台风预警和海上搜救方面都做了大量的研究。由江苏省气象台研制的“台风业务应用和预警系统”，系统软件在台风信息的基础上,开发研制了方便业务应用的各项功能,包括报文解码器、台风实时信息显示、完整的历史资料查询、地图投影变换和地理信息显示、图像操作、距离方位测量、预报制作、相似查询、定点检索、台风中心定位以及其它诸多辅助工具等。朱福海等人对“舰船防台风预警预报系统”进行了研究。郭铁宝建立了用于部队的东海台风自动预警系统，实现了台风报文的自动解码，实况和预报信息的实时地理显示，从气象部门的需要来看，功能还太单一。江春发等用GIS技术建立了厦门市台风跟踪预警系统，在台风跟踪检测，更主要是地图信息的丰富性方面比较突出，但该系统主要限于台风数据库的建立和地理信息系统上的显示应用方面，并且主要针对厦门市建立的，目前我国在用的海上预警、定位相关的系统的功能都比较简单，主要具有船舶在电子海图中的定位、与船主通话或收发短信、险情报警的功能，但还没有一套完整的搜救方案自动生成的机制。系统架构示意图如下图所示：

2、局限性

我国对类似项目的研究仍处于初步阶段，目前使用的系统缺少成熟的自动生成搜救信息的功能，系统建设费用非常高，通讯信号经常出现故障。

4 3GTPSS的可行性分析

4.1 3GTPSS的简要描述

3GTPSS福建省科技厅基础应用类的研究项目，提出在3G无线通讯环境下手机终

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宁德海上台风预警与搜救系统可行性研究报告 计算机工程与信息系项目开发组 端与服务器关于视频、图片、文字等信息的相互通信的解决方案，研究台风及其它险情预警和搜救方案生成方法，从而为宁德海上险情预警和船舶搜救相关系统的研发提供参考价值。

4.2开发需要的软硬环境

软件环境及开发工具：WINDOWS XP，SQL SERVER 2000，WINDOWS MOBILE 6，ARCGIS，VS.NET 2005，VS.NET 2008，Visual C++。

硬件环境：性能良好的服务器一台，普通PC开发机三台，GPS导航器一部，蓝牙近距离通讯设备一套。

4.3人员

设计与开发人员共7名，分别为李豫颖、张世良、阮群生、陈卫荣、杨惠玲、石曼银和柯汉平7位教师，上位机研发由张世良负责，下位机研发由阮群生负责，其中有四名教师是计算机技术应用类的硕士专业毕业，项目组成员大部分具有较为丰富的项目设计经验。

4.4已具有的基础

项目负责人李豫颖老师有着多年信息类的项目的研究，具有丰富的团队管理经验，项目成员中陈卫荣和张世良分别对3G、GPS、GIS进行了前期研究，并开发了GIS相关系统。项目组成员阮群生有着多年的企业一线实践经历，具有丰富的项目设计与开发经验。成员石曼银在人工智能领域具有一定的研究成果，对于项目中的GPS差分定位出现信号中断情况能够给出合理的解决方法。

成员柯汉平数据水印及算法有较深入的研究，具有良好的软件开发素质。这对于本项目重点解决的科学问题：如何使用GPS定位技术实现渔船的海上准确定位，且当GPS信号暂时中断时的处理方法；在3G无线通讯环境下保障视频和图片的传输质量可靠性、画面清晰和传输的速度；台风预警视频的生成研究等奠定了基础。

2．工作条件

本单位实验条件良好，目前已具备先进的计算机设备和算计机多功能实验室，可以进行前期的模拟实验。并且与宁德市气象局、宁德市海事局、宁德市海洋与渔业局、宁德市边防局、宁德移动公司等部门有良好的合作关系。这些单位可以为我们提供实验数据和实验条件。基本上能满足课题研究的要求和需要。

3．研究技术人员及协作条件

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项目组成员的研究方向结构、研发经验、研究能力、年龄结构等形成了一支具有理论研究和项目开发实力的团队，也是一支颇具研发潜力的团队。本项目组成员都参与过项目研究，有的参加过国家级项目研究，还有的主持过省级或校级课题研究，成员中有多位教师具有独立开发系统的经验，发表了计算机专业相关的较高水平的研究论文。宁德师专将对本项目给予支持并提供良好的实验环境，宁德移动公司将为本项目的研究和测试提供支持平台。本项目组成员具有共同的项目研发目标，明确的任务分工，并具有团结协作的团队精神，这些都为完成本项目的研发提供了有力保障。

4.5 业务处理流程

业务处理对象为3G手机模拟终端和控制中心服务器端，主要业务处理过程发生在终端与服务端之间，也有一些业务单独发生在终端或服务器端，具体流程如下图所示：

4.6 与现有系统的比较的优越性

3GTPSS同现有系统的比较主要有如下二方面的优越性：

1、结合最新的3G无线通讯技术，能够在终端与服务端间传送视频、图片等大容量信息的通讯瓶颈问题。

2、系统以3G手机为硬件目标依附平台，以此系统为基础的后续研发，能够实现把本系统从模拟环境到真正的3G手机平台的移值，降低系统的部署成本，可大大提高系统的实用性。

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4.7 采用3GTPSS可能带来的影响

为我国海上预警与搜救或类似系统的研发与实施提供较好的参与价值，能够降低系统的建设与运行成本，提出3G无线网在海上预警与搜救系统中的应用解决方案。

4.8 技术可行性评价

1、3G无线通讯是基于传输大容量多媒体而设计的第三代无线网络，所以对于在3G网络下传输视频切实可行。

2、手机模拟终端系统与真正的手机的功能十分接近，目前，市场上提供大量的手机模拟终端系统，能够在模拟系统中进行个性的开发，能够满足许多关于多媒体技术设计的要求。

3、如今的GPS定位信息比较准确，可通过市场上的定位产品方便地获取定位信息，稍作处理即可借用到本系统定位业务中。

4、无线下的视频的传输与数据安全算法成熟可靠，完全可以沿用到本系统，能够保证多媒信息在本系统中的安全、稳定的传输。

5、系统的设计与开发涉及的技术难度不会太多，项目组成员已具备的理论与技术条件，能够解决系统设计与开发中存在的问题。

综上所述，从项目开发的技术可行性来看，我们有信心、有能力完成项目设计与开发的任务。

5 3GTPSS经济可行性分析

5.1 支出

项目研发的费用开支主要产生在如下几大部分：

1、购买PC开发机、服务器、GPS定位器和一些网络设备。

2、项目研发中产生的论文发表版面费。

3、项目开发前期的市场调研。

4、参加一些国内外相关的技术研讨交流会。

5、项目开发及测试需要的网络租借费和劳务费。

6、其它费用。

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5.2 收益

本系统为福建省基础应用类的科研项目，暂无明显的经济收益。

5.3 收益/投资比

不可预算

5.4 投资回收周期

不可预算

6社会条件方面的可行性

6.1 法律方面的可行性

项目开发与测试中所用到的一切数据都不会违反国家和地方对信息的保密要求，所用到的技术不涉及任何的知识产权纠纷，系统研发所有行为都严格遵守国家关于软件产品相关的法律要求。

6.2 用户使用方面的可行性

系统的虚拟用户对象是海上船舶的船主和海事相关的行政部门，由于系统操作简便、实用，系统的建设和使用成本低廉，所以用户使用的可行性高。

7结论意见

经过以上可行性分析，本项目的研发切实可行，可以开展项目的具体内容的研究。

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