[發(fā)明專利]一種海上遇險目標(biāo)漂移預(yù)測模型參數(shù)的逐步率定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910159916.4
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109902877B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牟林;李曉春;王道勝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F17/18
• 代理公司: 11473 北京隆源天恒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 閆冬

1.一種海上遇險目標(biāo)漂移預(yù)測模型參數(shù)的逐步率定方法，其特征在于，包括：

構(gòu)建研究海域的海洋氣象立體監(jiān)測網(wǎng)，獲取風(fēng)、浪、流場的觀測數(shù)據(jù)；

基于海上實驗，獲取多個觀測樣本的遇險目標(biāo)漂移速度；

構(gòu)建考慮風(fēng)、浪、流場的海上遇險目標(biāo)漂移預(yù)測模型，將遇險目標(biāo)的漂移速度在流向、風(fēng)向、波浪傳播方向的分量與對應(yīng)的流速、風(fēng)速、波浪的波陡分別進(jìn)行相關(guān)性分析；并通過相關(guān)性分析，得到風(fēng)、浪、流場的影響程度排序；包括，根據(jù)相關(guān)性系數(shù)R的大小排序來確定風(fēng)、浪、流場對于遇險目標(biāo)漂移速度的影響程度；

分別針對每個觀測樣本，以獲取的風(fēng)、浪、流場觀測數(shù)據(jù)和遇險目標(biāo)漂移速度為基礎(chǔ)，根據(jù)影響程度排序結(jié)果，利用矢量回歸分析方法進(jìn)行模型參數(shù)的逐步率定，獲取每個觀測樣本中各參數(shù)的率定值；包括，基于海上遇險目標(biāo)漂移預(yù)測模型和影響程度排序結(jié)果，將觀測所得遇險目標(biāo)漂移速度作為風(fēng)、浪、流中影響程度最大的變量所致漂移速度的近似值，將其對影響程度最大的變量進(jìn)行矢量回歸分析，得到影響程度最大的變量對應(yīng)的參數(shù)率定結(jié)果及其所致漂移速度的估計值；將影響程度最大的變量所致漂移速度的近似值和估計值的差值作為風(fēng)、浪、流中影響程度排序第二的變量所致漂移速度的近似值，將其對影響程度排序第二的變量進(jìn)行矢量回歸分析，得到影響程度排序第二的變量對應(yīng)的參數(shù)率定結(jié)果及其所致漂移速度估計值；將影響程度排序第二的變量所致漂移速度的近似值和估計值的差值作為風(fēng)、浪、流中影響程度最小的變量所致漂移速度的近似值，將其對影響程度最小的變量進(jìn)行矢量回歸分析，得到影響程度最小的變量對應(yīng)的參數(shù)率定結(jié)果及其所致漂移速度估計值；

根據(jù)多個觀測樣本中各參數(shù)的率定值，利用格拉布斯法對生成的模型參數(shù)率定結(jié)果集進(jìn)行異常值剔除，然后對每一個參數(shù)求均值，獲得具有統(tǒng)計意義的漂移預(yù)測模型參數(shù)的率定結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逐步率定方法，其特征在于，構(gòu)建研究海域的海洋氣象立體監(jiān)測網(wǎng)，獲取風(fēng)、浪、流場的觀測數(shù)據(jù)，包括：

海洋氣象立體監(jiān)測網(wǎng)包括地波雷達(dá)觀測站、海洋觀測站、氣象觀測站，可實現(xiàn)研究海域內(nèi)表層流場、風(fēng)場、波浪場的觀測。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逐步率定方法，其特征在于，基于海上實驗，獲取多個觀測樣本的遇險目標(biāo)漂移速度，包括：

在研究海域內(nèi)進(jìn)行多航次、多航段的海上實驗，以預(yù)設(shè)時長為樣本選取窗口，將每一個航次中的各個航段進(jìn)行劃分，劃分的每一段觀測數(shù)據(jù)作為一個數(shù)據(jù)樣本，可得多個觀測樣本，進(jìn)而計算每個觀測樣本中遇險目標(biāo)漂移速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逐步率定方法，其特征在于，構(gòu)建考慮風(fēng)、浪、流場的海上遇險目標(biāo)漂移預(yù)測模型，并通過相關(guān)性分析，得到風(fēng)、浪、流場的影響程度排序，包括：

海上遇險目標(biāo)漂移預(yù)測模型為：

其中，為目標(biāo)位置，為初始位置，t₀為初始時間，為隨機走動距離，為遇險目標(biāo)的漂移速度；

遇險目標(biāo)的漂移速度的表達(dá)式為：

其中，ε分別為遇險目標(biāo)的漂移速度、流致漂移速度、風(fēng)致漂移速度、浪致漂移速度和誤差項。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的逐步率定方法，其特征在于，海上遇險目標(biāo)漂移預(yù)測模型中，流致漂移速度在沿流向和側(cè)流向兩個方向上與流速的關(guān)系分別為：

V_current-F-D＝k_{current_D}×V_current+b_{current_D}；

V_current-F-C＝k_{current_C}×V_current+b_{current_C}；

其中，V_current為遇險目標(biāo)所處位置處的表層流速大小，V_current-F-D、V_current-F-C分別為流致漂移速度在沿流向和側(cè)流向兩個方向的分量，k_{current_D}、b_{current_D}為沿流向系數(shù)，k_{current_C}、b_{current_C}為側(cè)流向系數(shù)。