[發(fā)明專利]一種海上救援資源配置方案優(yōu)選方法和系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211476572.8
• 申請(qǐng)日: 2022-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN116050729A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宇;孟偉;楊鶴笛;張國(guó)宇;李艷軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京京航計(jì)算通訊研究所
• 主分類號(hào): G06Q10/0631
• 分類號(hào): G06Q10/0631;G06Q50/26;G06F18/23213
• 代理公司: 北京天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所有限公司 11386
• 代理人: 龐許倩

1.一種海上救援資源配置方案優(yōu)選方法，其特征在于，包括如下步驟：

根據(jù)接收到的搜救任務(wù)得到能夠提供的搜尋資源類型、數(shù)量，以及最大允許搜救時(shí)間；

基于落水人員的落水點(diǎn)和落水時(shí)海況計(jì)算目標(biāo)搜尋區(qū)域；

基于搜尋資源和目標(biāo)搜尋區(qū)域計(jì)算不同搜尋方案的單個(gè)搜尋資源搜尋總航程和搜尋總時(shí)間；

基于落水人員的落水點(diǎn)以及落水時(shí)的海況，通過(guò)風(fēng)致漂移模型預(yù)估落水人員的實(shí)際救援位置；

基于不同搜尋方案的搜尋總時(shí)間和每個(gè)落水人員的實(shí)際救援位置，計(jì)算不同救援方式對(duì)應(yīng)所需要的海上救援總時(shí)長(zhǎng)；

基于海上救援總時(shí)長(zhǎng)、最大允許搜救時(shí)間、單個(gè)搜尋資源搜尋總航程，結(jié)合落水人員的狀態(tài)和海況，篩選得到最優(yōu)搜救方案。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)選方法，其特征在于，所述基于落水人員的落水點(diǎn)和落水時(shí)海況計(jì)算目標(biāo)搜尋區(qū)域包括：

計(jì)算落水人員的基點(diǎn)；

計(jì)算落水人員的搜索半徑；

基于所述基點(diǎn)和搜索半徑確定落水人員的搜尋區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的優(yōu)選方法，其特征在于，所述計(jì)算落水人員的基點(diǎn)包括單個(gè)落水人員情況和多個(gè)落水人員情況：

對(duì)于單個(gè)落水人員情況，基于單個(gè)落水人員的落水點(diǎn)、風(fēng)壓差、海流和風(fēng)生流計(jì)算得到單個(gè)落水人員的基點(diǎn)；

對(duì)于多個(gè)落水人員情況，在得到每個(gè)落水人員的基點(diǎn)后，基于所有落水人員基點(diǎn)組成的離散點(diǎn)集確定多個(gè)落水人員的基點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的優(yōu)選方法，其特征在于，所述確定目標(biāo)搜尋區(qū)域包括：

以所述落水人員的基點(diǎn)為圓心，以所述落水人員的搜索半徑為半徑得到一個(gè)圓，做這個(gè)圓的外接正方形，得到目標(biāo)搜尋區(qū)域。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的優(yōu)選方法，其特征在于，所述計(jì)算落水人員的搜索半徑使用如下公式：

其中，E表示位置總或然誤差，f_s表示最佳搜尋因數(shù)，A為落水點(diǎn)的初始估算誤差，B為搜索設(shè)備的位置誤差，D為落水人員漂移運(yùn)動(dòng)的估算誤差。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)選方法，其特征在于，所述不同救援方式包括著水救援方式和空投救援方式；其中，對(duì)于著水救援的救援方式，當(dāng)為多個(gè)落水人員時(shí)，基于所述每個(gè)落水人員的實(shí)際救援位置，采用K-MEANS聚類方法，計(jì)算合理的著水位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的優(yōu)選方法，其特征在于，所述海上救援總時(shí)長(zhǎng)包括：

對(duì)于著水救援方式，若搜尋使用的設(shè)備為普通飛機(jī)或直升機(jī)，需救援人數(shù)大于飛機(jī)/直升機(jī)載客量，則海上救援總時(shí)長(zhǎng)＝搜尋總時(shí)間+救援船只到達(dá)著水位置時(shí)長(zhǎng)；

對(duì)于著水救援方式，若搜尋使用的設(shè)備為普通飛機(jī)或直升機(jī)，需救援人數(shù)小于飛機(jī)/直升機(jī)載客量，海上救援總時(shí)長(zhǎng)≈搜尋總時(shí)間；

對(duì)于空投救援的救援方式，海上救援總時(shí)長(zhǎng)＝搜尋總時(shí)間+救援船只到達(dá)實(shí)際救援位置時(shí)長(zhǎng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的優(yōu)選方法，其特征在于，所述最優(yōu)搜救方案的約束條件包括：

海上救援總時(shí)長(zhǎng)＜落水人員生存時(shí)長(zhǎng)；

單個(gè)飛機(jī)/直升機(jī)航程能力＞所選方案單個(gè)搜尋資源搜尋總航程。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的優(yōu)選方法，其特征在于，所述基于所述每個(gè)落水人員的實(shí)際救援位置，采用K-MEANS聚類方法，計(jì)算合理的著水位置包括：

把所述每個(gè)落水人員的實(shí)際救援位置的離散點(diǎn)集作為樣本集，從樣本集中隨機(jī)選擇K個(gè)對(duì)象作為初始聚類的中心；

計(jì)算樣本集中剩余數(shù)據(jù)與聚類中心的歐拉距離，把距離最近的歸入其中的類別，形成新的K個(gè)類；

利用均值的方法更新該K個(gè)類的中心值；

使用迭代法最終找出的K個(gè)聚類中心就是距離每個(gè)點(diǎn)都最近的位置，即合理的著水位置。

10.一種海上救援資源配置方案優(yōu)選系統(tǒng)，其特征在于，包括

搜尋計(jì)算模塊，用于基于落水人員的落水點(diǎn)以及落水時(shí)海況計(jì)算目標(biāo)搜尋區(qū)域；基于搜尋資源和目標(biāo)搜尋區(qū)域計(jì)算單個(gè)搜尋資源搜尋總航程和搜尋總時(shí)間；

救援計(jì)算模塊，用于基于落水人員的落水點(diǎn)和落水時(shí)的海況，通過(guò)風(fēng)致漂移模型預(yù)估落水人員的實(shí)際救援位置；基于實(shí)際救援位置和搜尋計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果，計(jì)算著水救援方式或空投救援方式對(duì)應(yīng)所需要的海上救援總時(shí)長(zhǎng)；

方案篩選模塊，用于展示基于救援計(jì)算模塊計(jì)算得到的海上救援總時(shí)長(zhǎng)的排序、展示落水人員生存模型以及方案選擇約束條件，提供給方案決策人員以便結(jié)合落水人員的狀態(tài)和海況進(jìn)行綜合判斷，篩選最優(yōu)搜救方案。