專利名稱：一種確定海上搜救區(qū)域的方法、系統(tǒng)及搜救模擬器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海上搜救技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種確定海上搜救區(qū)域的方法、系統(tǒng)及搜救模擬器。
背景技術(shù)：
海難事故發(fā)生后，能否有效迅速地找到搜救目標(biāo)并實施救助，對于減少生命和財產(chǎn)損失具有重要意義。由于搜救目標(biāo)易于受到風(fēng)、浪、流等因素的綜合影響而不斷漂移，特別是海難事故往往發(fā)生在惡劣氣象條件下，使得確定搜救目標(biāo)的位置存在很大困難，因此， 如何準(zhǔn)確地確定包含搜救目標(biāo)的搜救區(qū)域成為搜救過程中的重要環(huán)節(jié)之一?，F(xiàn)有技術(shù)提供的確定海上搜救區(qū)域的方法是基于經(jīng)典的搜尋規(guī)劃方法 (Classical Search Planning Method，CSPM)，該方法起源于第二次世界大戰(zhàn)期間由于反潛戰(zhàn)需要而創(chuàng)立的搜索理論。由于當(dāng)時計算機(jī)普及程度不高，使得該方法主要采用紙筆計算， 僅適于簡單搜救條件下的搜尋規(guī)劃，而不考慮多種可能影響搜救區(qū)域的不確定因素，如風(fēng)場數(shù)據(jù)誤差、流場數(shù)據(jù)誤差等，進(jìn)而使得采用該方法確定的搜救區(qū)域存在誤差，不能精確的確定包含搜救目標(biāo)的搜救區(qū)域，加大了搜救風(fēng)險，搜救目標(biāo)極有可能由于確定的搜救區(qū)域不準(zhǔn)確而得不到及時的救助，從而延誤了搜救時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種確定海上搜救區(qū)域的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)提供的確定海上搜救區(qū)域的方法基于經(jīng)典的搜尋規(guī)劃方法確定搜救區(qū)域，使得確定的搜救區(qū)域存在誤差，加大了搜救風(fēng)險的問題。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種確定海上搜救區(qū)域的方法，所述方法包括以下步驟接收搜救目標(biāo)發(fā)送的遇險信號，生成分別與所述搜救目標(biāo)等效的多個隨機(jī)粒子；根據(jù)所述遇險信號，計算多種遇險場景下的所述多個隨機(jī)粒子在電子海圖上的綜合初始概率分布；根據(jù)所述綜合初始概率分布和預(yù)存的環(huán)境信息，計算預(yù)設(shè)時間后所述多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的綜合漂移概率分布并顯示，之后根據(jù)所述綜合漂移概率分布指定最優(yōu)搜救域。其中，所述計算多種遇險場景下的所述多個隨機(jī)粒子在電子海圖上的綜合初始概率分布的步驟可以包括以下步驟計算所述多個隨機(jī)粒子分別在相應(yīng)的遇險場景下、在電子海圖上的初始概率分布；將不同遇險場景下的、相應(yīng)的隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的所述初始概率分布疊加，得到所述多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的綜合初始概率分布。進(jìn)一步地，所述計算所述多個隨機(jī)粒子分別在相應(yīng)的遇險場景下、在電子海圖上的初始概率分布的步驟可以包括以下步驟預(yù)設(shè)所述多個遇險場景的權(quán)重；將所述多個隨機(jī)粒子的數(shù)目分別與所述多個遇險場景的權(quán)重相乘，得到相應(yīng)的遇險場景的隨機(jī)粒子數(shù)目；根據(jù)遇險場景對應(yīng)的初始概率分布，計算與遇險場景相應(yīng)的隨機(jī)粒子在對應(yīng)的概率分布下、在所述電子海圖上的初始概率分布。其中的遇險場景的初始概率分布可以是已知搜救目標(biāo)最后遇險位置的基于參考基準(zhǔn)點的概率分布、已知搜救目標(biāo)計劃航線的基于參考基準(zhǔn)線的概率分布或已知搜救目標(biāo)作業(yè)區(qū)域的基于參考基準(zhǔn)區(qū)域的概率分布。當(dāng)所述遇險場景的初始概率分布是已知搜救目標(biāo)最后遇險位置的基于參考基準(zhǔn)點的概率分布時，所述搜救目標(biāo)最后遇險位置在所述電子海圖坐標(biāo)系中的橫坐標(biāo)為Χο、縱坐標(biāo)為\ ；所述計算與遇險場景相應(yīng)的隨機(jī)粒子在對應(yīng)的概率分布下、在所述電子海圖上的初始概率分布的步驟可以為計算與遇險場景相應(yīng)的隨機(jī)粒子在均值為(0，0)，均方差為ο工和O2 的條件下、在電子海圖坐標(biāo)系中的二維正態(tài)分布的概率分布密度/ (X，Y)
ι
exp
2ππιθ2
1 Y2 V2、
2
Xz λ
~7 + —
乂 σι (52 j
，其中，X為所述搜救目標(biāo)在所述電子海圖坐標(biāo)系中的橫坐標(biāo)，
Y為所述搜救目標(biāo)在所述電子海圖坐標(biāo)系中的縱坐標(biāo)，X與Y相互獨立，O1= O2;將得到的所述二維正態(tài)分布沿所述橫坐標(biāo)平移Xtl,同時將得到的所述二維正態(tài)分布沿所述縱坐標(biāo)平移Ytl,即為所述與遇險場景相應(yīng)的隨機(jī)粒子在電子海圖上的初始概率分布。其中，所述根據(jù)所述綜合初始概率分布和預(yù)存的環(huán)境信息，計算預(yù)設(shè)時間后所述多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的綜合漂移概率分布的步驟可以包括以下步驟根據(jù)預(yù)存的環(huán)境信息，以及搜救目標(biāo)對應(yīng)的風(fēng)壓系數(shù)信息計算與遇險場景相應(yīng)的多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移速度；根據(jù)預(yù)存的環(huán)境信息，計算預(yù)設(shè)時間后與遇險場景相應(yīng)的多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移位移；由所述綜合初始概率分布、計算得到的所述漂移速度和漂移位移，得到所述預(yù)設(shè)時間后所述多個隨機(jī)粒子在相應(yīng)遇險場景下的漂移位置，進(jìn)而生成相應(yīng)粒子的概率分布；將不同遇險場景下、相應(yīng)的隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的所述漂移概率分布疊加，得到所述多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的綜合漂移概率分布。進(jìn)一步地，在所述根據(jù)預(yù)存的環(huán)境信息，以及搜救目標(biāo)對應(yīng)的風(fēng)壓系數(shù)信息計算與遇險場景相應(yīng)的多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移速度的步驟之前，所述方法還可以包括以下步驟預(yù)存作為所述環(huán)境信息的海水表層海流流速，距離海面10米高的風(fēng)速， 以及分別與遇險場景中搜救目標(biāo)相應(yīng)的距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、下風(fēng)方向偏移量系數(shù)、橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)；所述根據(jù)預(yù)存的環(huán)境信息，以及搜救目標(biāo)對應(yīng)的風(fēng)壓系數(shù)信息計算與遇險場景相應(yīng)的多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移速度的步驟可以包括以下步驟根據(jù)預(yù)存的所述距離海面10米高的風(fēng)速，以及分別與遇險場景中搜救目標(biāo)相應(yīng)
7的所述距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、下風(fēng)方向偏移量系數(shù)，計算下風(fēng)方向風(fēng)壓矢量，所述距離海面10米高的風(fēng)速、距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、下風(fēng)方向偏移量系數(shù)以及下風(fēng)方向風(fēng)壓矢量之間滿足關(guān)系Ld = adW1(l+bd，其中，W10為所述距離海面10米高的風(fēng)速，ad為所述距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)，bd為所述下風(fēng)方向偏移量系數(shù)，Ld為所述下風(fēng)方向風(fēng)壓矢量；根據(jù)預(yù)存的所述距離海面10米高的風(fēng)速，以及分別與遇險場景中搜救目標(biāo)相應(yīng)的橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)，計算橫風(fēng)方向風(fēng)壓矢量，所述距離海面10 米高的風(fēng)速，橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)之間滿足關(guān)系L。= a。W1(l+b。，其中，a。為所述橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)，b。為所述橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)，L。為所述橫風(fēng)方向風(fēng)
壓矢量；將計算得到的所述下風(fēng)方向風(fēng)壓矢量和橫風(fēng)方向風(fēng)壓矢量合成風(fēng)壓矢量；將合成的所述風(fēng)壓矢量和預(yù)存的所述海水表層海流流速合成得到所述與遇險場景相應(yīng)的多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移速度。更進(jìn)一步地，所述根據(jù)預(yù)存的環(huán)境信息，計算預(yù)設(shè)時間后與遇險場景相應(yīng)的多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移位移的步驟之前，還可以包括以下步驟預(yù)存作為所述環(huán)境信息的距離海面0. 5米深度的海流平均流速，流速擾動的方差，距離海面10米高的風(fēng)速的平均值，風(fēng)速擾動的方差，以及分別與遇險場景中搜救目標(biāo)相應(yīng)的距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、下風(fēng)方向偏移量系數(shù)、橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)、風(fēng)壓系數(shù)擾動的方差；所述根據(jù)預(yù)存的環(huán)境信息，計算預(yù)設(shè)時間后與遇險場景相應(yīng)的多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移位移的步驟可以包括以下步驟根據(jù)預(yù)存的所述距離海面10米高的風(fēng)速的平均值和風(fēng)速擾動計算得到距離海面 10米高的風(fēng)速，所述距離海面10米高的風(fēng)速的平均值、風(fēng)速擾動和距離海面10米高的風(fēng)速
之間滿足關(guān)系巧。=|R。+u'||，其中，^^為所述距離海面10米高的風(fēng)速的平均值，u'為所
述風(fēng)速擾動，所述風(fēng)速擾動u'從均值為0，擾動方差為0 的圓形正態(tài)分布中隨機(jī)抽取；根據(jù)預(yù)存的所述距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)和風(fēng)壓系數(shù)擾動計算與遇險場景中搜救目標(biāo)相應(yīng)的距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)估計值，所述距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、風(fēng)壓系數(shù)擾動和距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)估計值之間滿足關(guān)系ald = ad+ τ /20，其中，ald為所述距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)估計值，其中，τ為所述風(fēng)壓系數(shù)擾動，所述風(fēng)壓系數(shù)擾動τ從均值為 0，擾動方差為σ ^的圓形正態(tài)分布中隨機(jī)抽取；根據(jù)預(yù)存的所述下風(fēng)方向偏移量系數(shù)和風(fēng)壓系數(shù)擾動計算與遇險場景中搜救目標(biāo)相應(yīng)的距離海面10米高的下風(fēng)方向偏移量系數(shù)估計值，所述下風(fēng)方向偏移量系數(shù)、風(fēng)壓系數(shù)擾動和距離海面10米高的下風(fēng)方向偏移量系數(shù)估計值之間滿足關(guān)系bld = bd+ τ /2，其中，bld為所述距離海面10米高的下風(fēng)方向偏移量系數(shù)估計值；根據(jù)計算得到的所述下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)估計值、下風(fēng)方向偏移量系數(shù)估計值、以及距離海面10米高的風(fēng)速計算得到下風(fēng)方向風(fēng)壓矢量；根據(jù)預(yù)存的距離海面10米高的橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)和風(fēng)壓系數(shù)擾動計算與遇險場景中搜救目標(biāo)相應(yīng)的距離海面10米高的橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)估計值，所述距離海面10米高的橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、風(fēng)壓系數(shù)擾動和距離海面10米高的橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)估計值之間滿足關(guān)系ale = a。+ τ /20，其中，ale為所述距離海面10米高的橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)估計值；根據(jù)預(yù)存的橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)和風(fēng)壓系數(shù)擾動計算與遇險場景中搜救目標(biāo)相應(yīng)的距離海面10米高的橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)估計值，所述橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)、風(fēng)壓系數(shù)擾動和距離海面10米高的橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)估計值之間滿足關(guān)系ble = b。+ τ /2，其中，ble為所述距離海面10米高的橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)估計值；根據(jù)計算得到的所述橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)估計值、橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)估計值、以及距離海面10米高的風(fēng)速計算得到橫風(fēng)方向風(fēng)壓矢量；將計算得到的所述下風(fēng)方向風(fēng)壓矢量和橫風(fēng)方向風(fēng)壓矢量合成風(fēng)壓矢量；根據(jù)預(yù)存的所述距離海面0. 5米深度的海流平均流速，流速擾動計算得到海水表層海流流速，所述距離海面0. 5米深度的海流平均流速、流速擾動和海水表層海流流速之
間滿足關(guān)系C=己5+W'，其中…為所述距離海面0.5米深度的海流平均流速，W'為流
權(quán)利要求
1.一種確定海上搜救區(qū)域的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟接收搜救目標(biāo)發(fā)送的遇險信號，生成分別與所述搜救目標(biāo)等效的多個隨機(jī)粒子； 根據(jù)所述遇險信號，計算多種遇險場景下的所述多個隨機(jī)粒子在電子海圖上的綜合初始概率分布；根據(jù)所述綜合初始概率分布和預(yù)存的環(huán)境信息，計算預(yù)設(shè)時間后所述多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的綜合漂移概率分布并顯示，之后根據(jù)所述綜合漂移概率分布指定最優(yōu)搜救域。
2.如權(quán)利要求1所述的確定海上搜救區(qū)域的方法，其特征在于，所述計算多種遇險場景下的所述多個隨機(jī)粒子在電子海圖上的綜合初始概率分布的步驟包括以下步驟計算所述多個隨機(jī)粒子分別在相應(yīng)的遇險場景下、在電子海圖上的初始概率分布； 將不同遇險場景下的、相應(yīng)的隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的所述初始概率分布疊加， 得到所述多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的綜合初始概率分布。
3.如權(quán)利要求2所述的確定海上搜救區(qū)域的方法，其特征在于，所述計算所述多個隨機(jī)粒子分別在相應(yīng)的遇險場景下、在電子海圖上的初始概率分布的步驟包括以下步驟預(yù)設(shè)所述多個遇險場景的權(quán)重；將所述多個隨機(jī)粒子的數(shù)目分別與所述多個遇險場景的權(quán)重相乘，得到相應(yīng)的遇險場景的隨機(jī)粒子數(shù)目；根據(jù)遇險場景對應(yīng)的初始概率分布，計算與遇險場景相應(yīng)的隨機(jī)粒子在對應(yīng)的概率分布下、在所述電子海圖上的初始概率分布。
4.如權(quán)利要求3所述的確定海上搜救區(qū)域的方法，其特征在于，所述遇險場景的初始概率分布是已知搜救目標(biāo)最后遇險位置的基于參考基準(zhǔn)點的概率分布、已知搜救目標(biāo)計劃航線的基于參考基準(zhǔn)線的概率分布或已知搜救目標(biāo)作業(yè)區(qū)域的基于參考基準(zhǔn)區(qū)域的概率分布。
5.如權(quán)利要求4所述的確定海上搜救區(qū)域的方法，其特征在于，所述遇險場景的初始概率分布是已知搜救目標(biāo)最后遇險位置的基于參考基準(zhǔn)點的概率分布，所述搜救目標(biāo)最后遇險位置在所述電子海圖坐標(biāo)系中的橫坐標(biāo)為Xtl、縱坐標(biāo)為Ytl ；所述計算與遇險場景相應(yīng)的隨機(jī)粒子在對應(yīng)的概率分布下、在所述電子海圖上的初始概率分布的步驟為計算與遇險場景相應(yīng)的隨機(jī)粒子在均值為(0，0)，均方差為01和O2的條件下、在電子 海圖坐標(biāo)系中的二維正態(tài)分布的概率分布密度x^ =-——exp -- —+ —， 其中，χ為所述搜救目標(biāo)在所述電子海圖坐標(biāo)系中的橫坐標(biāo)，Y為所述搜救目標(biāo)在所述電子海圖坐標(biāo)系中的縱坐標(biāo)，X與Y相互獨立，O1= O2 ；將得到的所述二維正態(tài)分布沿所述橫坐標(biāo)平移\’同時將得到的所述二維正態(tài)分布沿所述縱坐標(biāo)平移\，即為所述與遇險場景相應(yīng)的隨機(jī)粒子在電子海圖上的初始概率分布。
6.如權(quán)利要求1所述的確定海上搜救區(qū)域的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述綜合初始概率分布和預(yù)存的環(huán)境信息，計算預(yù)設(shè)時間后所述多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的綜合漂移概率分布的步驟包括以下步驟根據(jù)預(yù)存的環(huán)境信息，以及搜救目標(biāo)對應(yīng)的風(fēng)壓系數(shù)信息計算與遇險場景相應(yīng)的多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移速度；根據(jù)預(yù)存的環(huán)境信息，計算預(yù)設(shè)時間后與遇險場景相應(yīng)的多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移位移；由所述綜合初始概率分布、計算得到的所述漂移速度和漂移位移，得到所述預(yù)設(shè)時間后所述多個隨機(jī)粒子在相應(yīng)遇險場景下的漂移位置，進(jìn)而生成相應(yīng)粒子的概率分布；將不同遇險場景下、相應(yīng)的隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的所述漂移概率分布疊加，得到所述多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的綜合漂移概率分布。
7.如權(quán)利要求6所述的確定海上搜救區(qū)域的方法，其特征在于，在所述根據(jù)預(yù)存的環(huán)境信息，以及搜救目標(biāo)對應(yīng)的風(fēng)壓系數(shù)信息計算與遇險場景相應(yīng)的多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移速度的步驟之前，所述方法還包括以下步驟預(yù)存作為所述環(huán)境信息的海水表層海流流速，距離海面10米高的風(fēng)速，以及分別與遇險場景中搜救目標(biāo)相應(yīng)的距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、下風(fēng)方向偏移量系數(shù)、橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)；所述根據(jù)預(yù)存的環(huán)境信息，以及搜救目標(biāo)對應(yīng)的風(fēng)壓系數(shù)信息計算與遇險場景相應(yīng)的多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移速度的步驟包括以下步驟根據(jù)預(yù)存的所述距離海面10米高的風(fēng)速，以及分別與遇險場景中搜救目標(biāo)相應(yīng)的所述距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、下風(fēng)方向偏移量系數(shù)，計算下風(fēng)方向風(fēng)壓矢量，所述距離海面10米高的風(fēng)速、距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、下風(fēng)方向偏移量系數(shù)以及下風(fēng)方向風(fēng)壓矢量之間滿足關(guān)系Ld = adW1(l+bd，其中，Wltl為所述距離海面10 米高的風(fēng)速，ad為所述距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)，bd為所述下風(fēng)方向偏移量系數(shù)，Ld為所述下風(fēng)方向風(fēng)壓矢量；根據(jù)預(yù)存的所述距離海面10米高的風(fēng)速，以及分別與遇險場景相應(yīng)的橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)，計算橫風(fēng)方向風(fēng)壓矢量，所述距離海面10米高的風(fēng)速，橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)之間滿足關(guān)系L。= a。W1(l+b。，其中，ac為所述橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)，b。為所述橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)，Lc為所述橫風(fēng)方向風(fēng)壓矢量； 將計算得到的所述下風(fēng)方向風(fēng)壓矢量和橫風(fēng)方向風(fēng)壓矢量合成風(fēng)壓矢量； 將合成的所述風(fēng)壓矢量和預(yù)存的所述海水表層海流流速矢量合成得到所述與遇險場景相應(yīng)的多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移速度。
8.如權(quán)利要求7所述的確定海上搜救區(qū)域的方法，其特征在于，所述方法在所述根據(jù)預(yù)存的環(huán)境信息，計算預(yù)設(shè)時間后與遇險場景相應(yīng)的多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移位移的步驟之前，還包括以下步驟預(yù)存作為所述環(huán)境信息的距離海面0. 5米深度的海流平均流速，流速擾動的方差，距離海面10米高的風(fēng)速的平均值，風(fēng)速擾動的方差，以及分別與遇險場景中搜救目標(biāo)相應(yīng)的距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、下風(fēng)方向偏移量系數(shù)、橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)以及風(fēng)壓系數(shù)擾動的方差；所述根據(jù)預(yù)存的環(huán)境信息，計算預(yù)設(shè)時間后與遇險場景相應(yīng)的多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移位移的步驟包括以下步驟根據(jù)預(yù)存的所述距離海面10米高的風(fēng)速的平均值和風(fēng)速擾動計算得到距離海面10米高的風(fēng)速，所述距離海面10米高的風(fēng)速的平均值、風(fēng)速擾動和距離海面10米高的風(fēng)速之間滿足關(guān)系巧。=|R。+u'||，其中，為所述距離海面10米高的風(fēng)速的平均值，u'為所述風(fēng)速擾動，所述風(fēng)速擾動u'從均值為0，風(fēng)速擾動方差為0 的圓形正態(tài)分布中隨機(jī)抽??；根據(jù)預(yù)存的所述距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)和風(fēng)壓系數(shù)擾動計算與遇險場景相應(yīng)的距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)估計值，所述距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、風(fēng)壓系數(shù)擾動和距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)估計值之間滿足關(guān)系叫(1 = ~+1/20，其中， (1為所述距離海面10米高的下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)估計值，其中，τ為所述風(fēng)壓系數(shù)擾動，所述風(fēng)壓系數(shù)擾動τ從均值為0，風(fēng)壓系數(shù)擾動方差為σ ^的圓形正態(tài)分布中隨機(jī)抽??；根據(jù)預(yù)存的所述下風(fēng)方向偏移量系數(shù)和風(fēng)壓系數(shù)擾動計算與遇險場景相應(yīng)的距離海面10米高的下風(fēng)方向偏移量系數(shù)估計值，所述下風(fēng)方向偏移量系數(shù)、風(fēng)壓系數(shù)擾動和距離海面10米高的下風(fēng)方向偏移量系數(shù)估計值之間滿足關(guān)系bld = bd+ τ /2，其中，bld為所述距離海面10米高的下風(fēng)方向偏移量系數(shù)估計值；根據(jù)計算得到的所述下風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)估計值、下風(fēng)方向偏移量系數(shù)估計值、以及距離海面10米高的風(fēng)速計算得到下風(fēng)方向矢量；根據(jù)預(yù)存的距離海面10米高的橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)和風(fēng)壓系數(shù)擾動計算與遇險場景相應(yīng)的距離海面10米高的橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)估計值，所述距離海面10米高的橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)、風(fēng)壓系數(shù)擾動和距離海面10米高的橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)估計值之間滿足關(guān)系ale = ac+ τ /20，其中，ale為所述距離海面10米高的橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)估計值；根據(jù)預(yù)存的橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)和風(fēng)壓系數(shù)擾動計算與遇險場景相應(yīng)的距離海面 10米高的橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)估計值，所述橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)、風(fēng)壓系數(shù)擾動和距離海面10米高的橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)估計值之間滿足關(guān)系ble = b。+ τ /2，其中，blc為所述距離海面10米高的橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)估計值；根據(jù)計算得到的所述橫風(fēng)方向風(fēng)速斜率系數(shù)估計值、橫風(fēng)方向偏移量系數(shù)估計值、以及距離海面10米高的風(fēng)速計算得到橫風(fēng)方向風(fēng)壓矢量；將計算得到的所述下風(fēng)方向風(fēng)壓矢量和橫風(fēng)方向風(fēng)壓矢量合成風(fēng)壓矢量； 根據(jù)預(yù)存的所述距離海面0. 5米深度的海流平均流速，流速擾動計算得到海水表層海流流速，所述距離海面0. 5米深度的海流平均流速、流速擾動和海水表層海流流速之間滿足關(guān)系C=&.5+w'，其中，卩“為所述距離海面0.5米深度的海流平均流速，為流速擾0.5動，所述流速擾動W'從均值為0，擾動方差為0。的圓形正態(tài)分布中隨機(jī)抽??；根據(jù)合成的所述風(fēng)壓矢量以及計算得到的所述海水表層海流流速，計算預(yù)設(shè)時間后與遇險場景相應(yīng)的多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移位移，所述風(fēng)壓矢量、海水表層海流流速和多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移位移之間滿足關(guān)系^(O-S0 ==協(xié)'，其中，s(t)為預(yù)設(shè)時間后隨機(jī)粒子在電子海圖上的位置，S0為隨機(jī)粒子在電子海圖上的初始位置，S(I)-Stl為隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的漂移位移，t為預(yù)設(shè)漂移時間，C(t)為海水表層海流流速，L(t)為風(fēng)壓矢量。
9. 一種確定海上搜救區(qū)域的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 環(huán)境信息存儲單元，用于預(yù)存環(huán)境信息和電子海圖； 信號接收單元，用于接收搜救目標(biāo)發(fā)送的遇險信號； 粒子生成單元，用于生成分別與所述搜救目標(biāo)等效的多個隨機(jī)粒子； 綜合初始概率分布計算單元，用于根據(jù)所述信號接收單元接收到的所述遇險信號，計算所述粒子生成單元生成的所述多個隨機(jī)粒子在所述環(huán)境信息存儲單元存儲的所述電子海圖上的綜合初始概率分布；綜合漂移概率分布計算單元，用于根據(jù)所述綜合初始概率分布計算單元計算得到的所述綜合初始概率分布和所述環(huán)境信息存儲單元預(yù)存的所述環(huán)境信息，計算預(yù)設(shè)時間后所述粒子生成單元生成的所述多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的綜合漂移概率分布；顯示單元，用于顯示所述綜合漂移概率分布計算單元計算得到的所述綜合漂移概率分布；搜救域指定單元，用于根據(jù)所述綜合漂移概率分布計算單元計算得到的所述綜合漂移概率分布指定最優(yōu)搜救域。
10. 一種搜救模擬器，其特征在于，所述搜救模擬器包括一確定海上搜救區(qū)域的系統(tǒng)， 所述確定海上搜救區(qū)域的系統(tǒng)包括環(huán)境信息存儲單元，用于預(yù)存環(huán)境信息和電子海圖； 信號接收單元，用于接收搜救目標(biāo)發(fā)送的遇險信號； 粒子生成單元，用于生成分別與所述搜救目標(biāo)等效的多個隨機(jī)粒子； 綜合初始概率分布計算單元，用于根據(jù)所述信號接收單元接收到的所述遇險信號，計算所述粒子生成單元生成的所述多個隨機(jī)粒子在所述環(huán)境信息存儲單元存儲的所述電子海圖上的綜合初始概率分布；綜合漂移概率分布計算單元，用于根據(jù)所述綜合初始概率分布計算單元計算得到的所述綜合初始概率分布和所述環(huán)境信息存儲單元預(yù)存的所述環(huán)境信息，計算預(yù)設(shè)時間后所述粒子生成單元生成的所述多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的綜合漂移概率分布；顯示單元，用于顯示所述綜合漂移概率分布計算單元計算得到的所述綜合漂移概率分布；搜救域指定單元，用于根據(jù)所述綜合漂移概率分布計算單元計算得到的所述綜合漂移概率分布指定最優(yōu)搜救域。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種確定海上搜救區(qū)域的方法、系統(tǒng)及搜救模擬器。其中的方法包括接收搜救目標(biāo)發(fā)送的遇險信號，生成分別與搜救目標(biāo)等效的多個隨機(jī)粒子；根據(jù)遇險信號，計算多種遇險場景下的多個隨機(jī)粒子在電子海圖上的綜合初始概率分布；根據(jù)綜合初始概率分布和預(yù)存的環(huán)境信息，計算預(yù)設(shè)時間后多個隨機(jī)粒子在所述電子海圖上的綜合漂移概率分布并顯示，之后根據(jù)綜合漂移概率分布指定最優(yōu)搜救域。由于該方法綜合考慮了遇險目標(biāo)的多種遇險場景，使得其可以更加精確的確定海上搜救區(qū)域，降低了搜救風(fēng)險，為搜救目標(biāo)爭取了寶貴的搜救時間。
文檔編號G01M10/00GK102221448SQ20111013259
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者任俊生, 任鴻翔, 劉秀文, 孫霄峰, 尹勇, 張新宇, 張顯庫, 張百安, 張秀鳳, 李志華, 肖方兵, 谷偉, 金一丞, 馬烈 申請人:大連海事大學(xué)