[發明專利]海上漂移軌跡預測方法及系統

在審

• 申請號: 202110450309.0
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113033920A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 張振昌;曾銀東;李雪丁;郭民權;張少涵;馬錦山;陳日清
• 申請（專利權）人: 福建農林大學;福建省海洋預報臺
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F16/29;G06F16/182
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 楊唯

本發明提供了一種海上漂移軌跡預測方法及系統，通過獲取漂移物的初始位置，根據初始位置確定漂移物所在海洋區域的海洋參數，基于海洋參數計算特定時刻漂移物的漂移位置，解決了現有技術中無法快速準確的確定海洋漂移物的運動軌跡的問題，有效的縮短海上搜救時間，提高海上搜救效率。

技術領域

本發明涉及物體運動軌跡追蹤領域，更具體地說，涉及一種海上漂移軌跡預測方法及系統。

背景技術

隨著人類對海洋的開發規模越來越大，海洋運輸、海洋漁業等海事活動越來越頻繁，海難事故越來越受到人們的關注，海上救援或海上物體搜尋工作的頻次日益增加。對海上搜救工作來說，時間是最寶貴的。搜救方向和搜救區域的準確，能夠有效的提高海上搜救的效率。

海洋中影響海洋漂移物的方向和速度的因素錯綜復雜，海上漂移物的漂移主要受到海面風力、海流、重力、浮力、波浪的作用。其中重力和浮力平衡，對物體水平運動的影響可以忽略，所以在水平方向上，主要受到風、海流和海浪的作用，風和海流的作用力只有在漂移物和風及流之間產生相對運動時才會產生，波浪對漂移物存在激勵作用。

目前的海上漂移物軌跡預測方法，往往是定性的考慮一種或者幾種海洋因素，缺乏定量的計算。同時，由于是對單一位置的單一漂移物的計算，沒有經過大量粒子模擬后概率學上的統計，具有較大的不確定性。因此，需要一種海上漂移軌跡預測方法，能夠全面考慮各種海洋因素，通過大量粒子進行模擬統計的，準確計算海上漂移物漂移方向和速度，從而有效的縮短海上搜救工作的時間，提高海上搜救工作效率，節省消耗的人力物力。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種海上漂移軌跡預測方法及系統，用以解決現有技術中無法根據海洋各種因素的影響，快速準確的確定海洋漂移物的運動軌跡，從而貽誤海上搜救時機的問題。

為了解決上述技術問題，現提出的方案如下：

一種海上漂移軌跡預測方法，包括：

獲取漂移物的初始位置；

根據所述初始位置確定所述漂移物所在海洋區域的海洋參數；

基于所述海洋參數計算特定時刻所述漂移物的漂移位置；

其中，所述海洋參數包括以下至少一個：湍流渦動、海表流場漂移、風導漂移、三維流場漂移或海浪。

優選的，所述根據所述初始位置確定所述漂移物所在海洋區域的海洋參數，具體包括：

根據所述漂浮物的初始位置，確定其所在海洋區域的湍流渦動產生的隨機運動距離、海表流場漂移速度，以及風導漂移速度。

優選的，所述漂移物在湍流渦動作用下產生的隨機運動距離Δα由以下公式計算：

其中，Δα為α方向上的隨機運動距離，α代表x軸、y軸或z軸方向；R為[-1， 1]之間的均勻分布隨機數，K_α為α方向上的擾動系數，Δt為時間步長。

優選的，計算所述漂移物在湍流渦動作用下產生的隨機運動距離時，采用多粒子模擬漂移軌跡的方式確定擾動系數K_α值，具體包括：

獲取以所述漂移物的初始位置為圓心，以預設距離為半徑的多個具有不同初始位置的粒子；

分別將所述擾動系數K_α設置為不同的數值，分別計算所述特定時刻所述漂移物以及每一個所述粒子在湍流渦動作用下漂移的位置；

基于預設的置信水平值和多個所述粒子的位置，確定所述置信水平值的所述粒子的置信區間；

基于所述漂移物的位置判斷所述漂移物在所述置信區間的保證率；