一种确定海上搜救区域的方法、系统及搜救模拟器技术方案

本发明专利技术公开了一种确定海上搜救区域的方法、系统及搜救模拟器。其中的方法包括：接收搜救目标发送的遇险信号，生成分别与搜救目标等效的多个随机粒子；根据遇险信号，计算多种遇险场景下的多个随机粒子在电子海图上的综合初始概率分布；根据综合初始概率分布和预存的环境信息，计算预设时间后多个随机粒子在所述电子海图上的综合漂移概率分布并显示，之后根据综合漂移概率分布指定最优搜救域。由于该方法综合考虑了遇险目标的多种遇险场景，使得其可以更加精确的确定海上搜救区域，降低了搜救风险，为搜救目标争取了宝贵的搜救时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海上搜救
，尤其涉及一种确定海上搜救区域的方法、系统及搜救模拟器。
技术介绍
海难事故发生后，能否有效迅速地找到搜救目标并实施救助，对于减少生命和财产损失具有重要意义。由于搜救目标易于受到风、浪、流等因素的综合影响而不断漂移，特别是海难事故往往发生在恶劣气象条件下，使得确定搜救目标的位置存在很大困难，因此， 如何准确地确定包含搜救目标的搜救区域成为搜救过程中的重要环节之一。现有技术提供的确定海上搜救区域的方法是基于经典的搜寻规划方法 (Classical Search Planning Method，CSPM)，该方法起源于第二次世界大战期间由于反潜战需要而创立的搜索理论。由于当时计算机普及程度不高，使得该方法主要采用纸笔计算， 仅适于简单搜救条件下的搜寻规划，而不考虑多种可能影响搜救区域的不确定因素，如风场数据误差、流场数据误差等，进而使得采用该方法确定的搜救区域存在误差，不能精确的确定包含搜救目标的搜救区域，加大了搜救风险，搜救目标极有可能由于确定的搜救区域不准确而得不到及时的救助，从而延误了搜救时间。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种确定海上搜救区域的方法，以解决现有技术提供的确定海上搜救区域的方法基于经典的搜寻规划方法确定搜救区域，使得确定的搜救区域存在误差，加大了搜救风险的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种确定海上搜救区域的方法，所述方法包括以下步骤接收搜救目标发送的遇险信号，生成分别与所述搜救目标等效的多个随机粒子；根据所述遇险信号，计算多种遇险场景下的所述多个随机粒子在电子海图上的综合初始概率分布；根据所述综合初始概率分布和预存的环境信息，计算预设时间后所述多个随机粒子在所述电子海图上的综合漂移概率分布并显示，之后根据所述综合漂移概率分布指定最优搜救域。其中，所述计算多种遇险场景下的所述多个随机粒子在电子海图上的综合初始概率分布的步骤可以包括以下步骤计算所述多个随机粒子分别在相应的遇险场景下、在电子海图上的初始概率分布；将不同遇险场景下的、相应的随机粒子在所述电子海图上的所述初始概率分布叠加，得到所述多个随机粒子在所述电子海图上的综合初始概率分布。进一步地，所述计算所述多个随机粒子分别在相应的遇险场景下、在电子海图上的初始概率分布的步骤可以包括以下步骤预设所述多个遇险场景的权重；将所述多个随机粒子的数目分别与所述多个遇险场景的权重相乘，得到相应的遇险场景的随机粒子数目；根据遇险场景对应的初始概率分布，计算与遇险场景相应的随机粒子在对应的概率分布下、在所述电子海图上的初始概率分布。其中的遇险场景的初始概率分布可以是已知搜救目标最后遇险位置的基于参考基准点的概率分布、已知搜救目标计划航线的基于参考基准线的概率分布或已知搜救目标作业区域的基于参考基准区域的概率分布。当所述遇险场景的初始概率分布是已知搜救目标最后遇险位置的基于参考基准点的概率分布时，所述搜救目标最后遇险位置在所述电子海图坐标系中的横坐标为Χο、纵坐标为\ ；所述计算与遇险场景相应的随机粒子在对应的概率分布下、在所述电子海图上的初始概率分布的步骤可以为计算与遇险场景相应的随机粒子在均值为(0，0)，均方差为ο工和O2 的条件下、在电子海图坐标系中的二维正态分布的概率分布密度/ (X，Y)ιexp2ππιθ21 Y2 V2、2Xz λ~7 + —乂 σι (52 j，其中，X为所述搜救目标在所述电子海图坐标系中的横坐标，Y为所述搜救目标在所述电子海图坐标系中的纵坐标，X与Y相互独立，O1= O2;将得到的所述二维正态分布沿所述横坐标平移Xtl,同时将得到的所述二维正态分布沿所述纵坐标平移Ytl,即为所述与遇险场景相应的随机粒子在电子海图上的初始概率分布。其中，所述根据所述综合初始概率分布和预存的环境信息，计算预设时间后所述多个随机粒子在所述电子海图上的综合漂移概率分布的步骤可以包括以下步骤根据预存的环境信息，以及搜救目标对应的风压系数信息计算与遇险场景相应的多个随机粒子在所述电子海图上的漂移速度；根据预存的环境信息，计算预设时间后与遇险场景相应的多个随机粒子在所述电子海图上的漂移位移；由所述综合初始概率分布、计算得到的所述漂移速度和漂移位移，得到所述预设时间后所述多个随机粒子在相应遇险场景下的漂移位置，进而生成相应粒子的概率分布；将不同遇险场景下、相应的随机粒子在所述电子海图上的所述漂移概率分布叠加，得到所述多个随机粒子在所述电子海图上的综合漂移概率分布。进一步地，在所述根据预存的环境信息，以及搜救目标对应的风压系数信息计算与遇险场景相应的多个随机粒子在所述电子海图上的漂移速度的步骤之前，所述方法还可以包括以下步骤预存作为所述环境信息的海水表层海流流速，距离海面10米高的风速， 以及分别与遇险场景中搜救目标相应的距离海面10米高的下风方向风速斜率系数、下风方向偏移量系数、横风方向风速斜率系数、横风方向偏移量系数；所述根据预存的环境信息，以及搜救目标对应的风压系数信息计算与遇险场景相应的多个随机粒子在所述电子海图上的漂移速度的步骤可以包括以下步骤根据预存的所述距离海面10米高的风速，以及分别与遇险场景中搜救目标相应7的所述距离海面10米高的下风方向风速斜率系数、下风方向偏移量系数，计算下风方向风压矢量，所述距离海面10米高的风速、距离海面10米高的下风方向风速斜率系数、下风方向偏移量系数以及下风方向风压矢量之间满足关系Ld = adW1(l+bd，其中，W10为所述距离海面10米高的风速，ad为所述距离海面10米高的下风方向风速斜率系数，bd为所述下风方向偏移量系数，Ld为所述下风方向风压矢量；根据预存的所述距离海面10米高的风速，以及分别与遇险场景中搜救目标相应的横风方向风速斜率系数、横风方向偏移量系数，计算横风方向风压矢量，所述距离海面10 米高的风速，横风方向风速斜率系数、横风方向偏移量系数之间满足关系L。= a。W1(l+b。，其中，a。为所述横风方向风速斜率系数，b。为所述横风方向偏移量系数，L。为所述横风方向风压矢量；将计算得到的所述下风方向风压矢量和横风方向风压矢量合成风压矢量；将合成的所述风压矢量和预存的所述海水表层海流流速合成得到所述与遇险场景相应的多个随机粒子在所述电子海图上的漂移速度。更进一步地，所述根据预存的环境信息，计算预设时间后与遇险场景相应的多个随机粒子在所述电子海图上的漂移位移的步骤之前，还可以包括以下步骤预存作为所述环境信息的距离海面0. 5米深度的海流平均流速，流速扰动的方差，距离海面10米高的风速的平均值，风速扰动的方差，以及分别与遇险场景中搜救目标相应的距离海面10米高的下风方向风速斜率系数、下风方向偏移量系数、横风方向风速斜率系数、横风方向偏移量系数、风压系数扰动的方差；所述根据预存的环境信息，计算预设时间后与遇险场景相应的多个随机粒子在所述电子海图上的漂移位移的步骤可以包括以下步骤根据预存的所述距离海面10米高的风速的平均值和风速扰动计算得到距离海面 10米高的风速，所述距离海面10米高的风速的平均值、风速扰动和距离海面10米高的风速之间满足关系巧。=|R。+u'||，其中，^^为所述距离海面10米高的风速的平均值，u'为所述风速扰动，所述风速本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种确定海上搜救区域的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：接收搜救目标发送的遇险信号，生成分别与所述搜救目标等效的多个随机粒子；根据所述遇险信号，计算多种遇险场景下的所述多个随机粒子在电子海图上的综合初始概率分布；根据所述综合初始概率分布和预存的环境信息，计算预设时间后所述多个随机粒子在所述电子海图上的综合漂移概率分布并显示，之后根据所述综合漂移概率分布指定最优搜救域。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金一丞，肖方兵，尹勇，张显库，任鸿翔，张秀凤，刘秀文，任俊生，谷伟，张新宇，孙霄峰，张百安，李志华，马烈，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：91