【技术实现步骤摘要】
针对遇险人员搜救任务的仿真试验系统和方法
[0001]本专利技术涉及遇险搜救
，尤其涉及一种针对遇险人员搜救任务的仿真试验系统和方法。
技术介绍
[0002]我国是拥有辽阔的海洋和陆上面积，每年的陆上或水上交通事故也是层出不穷，造成的人员伤亡和经济损失巨大，再加上我国每年搜救任务繁重，消耗大量时间和人力。尤其是面对广阔的海洋、森林或高原等人烟稀少的地区，仅仅依靠船舶或飞机等单一手段进行搜救难以达到理想的辖区搜寻率和效率。例如，对于海面遇险船只的人员搜救工作，传统方法使用飞机或者船只前往出事海域进行搜救，使用人工对可疑区域内进行观察，这种方法对人力需求较高，并且会因为观察人员的疲劳而产生漏判。无人机或无人艇在单独巡航搜救时，巡航搜救的范围小，效率低不能很好地达到高效巡航的目的。在多种搜救手段联合使用时，如何对多种手段与人工控制密切协同，形成高效可行的搜救方案，是目前需要解决的问题。
技术实现思路
[0003]针对在多种搜救手段联合使用时，如何对多种手段与人工控制密切协同，形成高效可行的搜救方案的问题，本专...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种针对遇险人员搜救任务的仿真试验系统，其特征在于，其具体包括输入单元、仿真运行单元和输出单元，输入单元和仿真运行单元相连接，仿真运行单元和输出单元相连接，其中输入单元包括想定编辑子系统和行动制定子系统，想定编辑子系统用于编辑仿真推演过程中所涉及的遇险搜救任务要素的基本信息和遇险搜救任务想定信息，遇险搜救任务要素的基本信息具体包括搜救方想定、待救目标想定、敌方想定和搜救环境，搜救方想定包括搜救装备类型、装备数量、装备性能和初始位置，待救目标想定包括待救目标位置、剩余生命、躲避敌方能力和最大移动速度，敌方想定包括敌方火力数量、敌方火力位置、移动速度和探测范围，搜救环境包括搜救地形、水文信息、气候和天气信息；行动制定子系统用于根据已编辑的遇险搜救任务想定信息，根据遇险人员规模、敌方火力分布和威胁等级，选择相应的搜救装备组成，制定遇险搜救装备的出动时序、出航路线、搜寻方式和返航路线，完成遇险搜救行动方案的制定；仿真运行单元包括仿真推演子系统和动态监控子系统，仿真推演子系统用于提供行动方案的仿真推演环境，以检查遇险搜救行动方案能否驱动仿真推演的执行并输出评估指标的原始数据，该子系统包括仿真初始设置模块、仿真进程控制模块和仿真模型驱动模块，仿真初始设置模块与仿真进程控制模块相连接，仿真进程控制模块和仿真模型驱动模块相连接，仿真初始设置模块用于设置初始的仿真参数,仿真进程控制模块用于根据输入的任务想定数据实现单次可控的仿真推演，且能够实现实时和超实时仿真，仿真模型驱动模块包括装备探测模型、救援直升机油耗模型、武器毁伤模型、敌方火力分布模型、敌方火力攻击模型和装备生存概率模型；动态监控子系统用于实时监控待救目标的状态、遇险人员搜救任务的进程以及敌方火力的动态，其包括人员状态监控模块、装备状态监控模块和敌方动态监控模块；在该仿真试验系统中，当仿真时间τ与实际任务时间T的比值τ/T＝1时，为实时仿真，当τ/T＜1时，为超实时仿真；输出单元包括数据显示子系统、数据预处理子系统和综合评估子系统，数据显示子系统用于实现仿真过程数据和评估指标原始数据的可视化，其包括行动方案执行可视化模块和评估指标数据可视化模块；数据预处理子系统用于对评估指标原始数据进行处理，以得到满足遇险搜救行动方案评估要求的评估数据，数据预处理子系统在对评估指标原始数据进行处理时，将所有评估指标原始数据输入数据预处理子系统的神经网络中，利用迭代公式得到满足要求的评估数据，x(n)为第n次迭代得到的评估指标数据，λ为正则化参数，J()为关于评估指标数据的代价函数，为代价函数的梯度下降率；数据预处理子系统包括数据抽取模块、数据清洗模块和数据转换模块，数据抽取模块与数据清洗模块相连接，数据清洗模块和数据转换模块相连接；综合评估子系统通过预置的评估方法，对搜救装备的人员搜救体系贡献度进行评估，对遇险搜救行动方案进行综合评估，综合评估子系统包括评估过程控制模块、效应指数计算模块和评估结果分析模块，评估过程控制模块和效应指数计算模块均与评估结果分析模块相连接；评估过程控制模块用于对评估方法中的关键步骤进行启用或跳过控制，效应指数计算模块用于计算评估方法中的各评估指标的效应指数，并将其作为相应指标的权重，
评估结果分析模块通过将评估数据和效应指数进行综合计算，得到遇险搜救行动方案的综合评估结果。2.如权利要求1所述的针对遇险人员搜救任务的仿真试验系统，其特征在于，所述的装备生存概率模型，其对装备生存概率P
S
的计算过程为：当时，当时，其中，r为敌方火力的攻击半径，h为搜救装备的高度，R1为救援直升机对地面目标进行攻击的可攻击区的最大宽度；P
S
为救援直升机的生存概率，P
D
为救援直升机对地面目标的毁伤概率，为救援直升机未携带武器时的生存概率，与救援直升机在威胁区域内停留的时间和敌方火力探测时间有关；为救援直升机未携带武器在经过敌方火力攻击范围边界和经过空间打击范围和地面打击范围交界处之间的时间范围内的生存概率；为救援直升机未携带武器在经过空间打击范围和地面打击范围交界处和离开地面打击范围之间的时间范围内的生存概率。3.如权利要求1所述的针对遇险人员搜救任务的仿真试验系统，其特征在于，所述的遇险搜救装备的出动时序、出航路线、搜寻方式和返航路线，具体包括救援护航机的出动时序、出航路线、搜寻方式和返航路线，以及救援直升机的的出动时序、出航路线、搜寻方式和返航路线。4.如权利要求3所述的针对遇险人员搜救任务的仿真试验系统，其特征在于，所述的救援护航机的出动时序、出航路线、搜寻方式和返航路线，其具体包括：救援护航机在执行遇险人员搜救任务中，其行动状态包括搜救状态、掩护状态和护航状态；救援护航机抵达预定救援位置之后进入搜索状态，进入搜索状态后以特定搜索方式进行搜索，救援护航机的传感器在其扫掠宽度内获得待救援人员位置信息或接收到目标通讯信息，则判定为搜索成功，并向搜救指挥端发送待救援人员位置信息，救援护航机发送待救援人员位置信息后进入掩护状态；在掩护状态中，救援护航机以待救援人员位置为中心，以特定线路进行盘旋飞行，对敌方地面火力进行探测，对出现在探测范围内的敌方地面火力点进行打击，在打击完成后重新以待救援人员位置为中心，以特定线路进行盘旋飞行，对敌方地面火力进行探测；若救援护航机在空中盘旋时接收到其他单位发送的攻击警告，则前往进行打击；若救援护航机在打击中接收到其他单位发送的攻击警告，则根据攻击警告优先度进行判断，选择前往打击其他单位发送的攻击警告中的目标或继续攻击当前目标，攻击警告优先度为待救援人员攻击警告优于救援直升机攻击警告，救援直升机攻击警告优于其探测到目标攻击的攻击警告；若救援直升机完成对待救援人员的救助，则救援护航机进入护航状态，以特定线路对救援直升机进行伴飞，并对敌方地面火力进行探测，并对出现在探测范围内的敌方地面火力点进行打击，在打击完成后重新进行伴飞，并继续对敌方地面火力进行探测；若救援护航机在打击中接收到其他单位发送的攻击警告，则根据攻击警告优先度进行判断后，选择前往打击其他单位发送的攻击警告中的目标或继续攻击当前目标,该阶段
的攻击警告优先度排序为，救援直升机攻击警告优先度高于救援护航机探测到目标攻击的攻击警告优先度。5.如权利要求3所述的针对遇险人员搜救任务的仿真试验系统，其特征在于，所述的救援直升机的出动时序、出航路线、搜寻方式和返航路线，其具体包括：救援直升机在执行遇险人员搜救任务中，其行动状态包括搜索状态和救援状态；在搜索状态中，救援直升机在基地等待遇险人员搜救任务，若救援直升机接到遇险人员搜救任务，并在遇险人员位置已知的情况下，从基地出发飞往救援位置；当救援直升机与遇险人员的距离D满足0＜D≤10km时，救援直升机的搜救装备采用目视探测方式对遇险人员进行搜索，其对遇险人员的探测概率P
v
为：其中，H为搜救装备的高度,v为救援直升机的飞行速度,B为搜救装备的扫视宽度,R
v
为执行遇险人员搜救任务时的能见度，S
m
为遇险人员分布面积；当救援直升机与遇险人员的距离D满足10km＜D≤75km时，救援直升机的搜救装备采用红外探测方式对遇险人员进行搜索，其对遇险人员的探测概率P
i
【专利技术属性】
技术研发人员：高妍，牛福，刘虎，甄曙辉，程旺迟，杨瑞锋，田永亮，杨芳华，王进，孟令帅，周旗开，张伟，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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