CN112446811A - 一种基于5g通信技术的渔业海上搜救系统及搜救方法 - Google Patents

一种基于5g通信技术的渔业海上搜救系统及搜救方法 Download PDF

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CN112446811A CN202011330609.7A CN202011330609A CN112446811A CN 112446811 A CN112446811 A CN 112446811A CN 202011330609 A CN202011330609 A CN 202011330609A CN 112446811 A CN112446811 A CN 112446811A
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马胜伟
林锡坤
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Abstract

本发明涉及一种基于5G通信技术的渔业海上搜救系统及搜救方法，包括：获取海域空间数据信息，建立三维场景，并生成模型；接收求救信号，通过数学模型计算出目标区域；获取遇险船舶参数信息及海域环境信息，生成搜救决策；根据搜救决策对目标区域进行全覆盖搜寻，得到结果信息；将搜寻结果反馈至平台，判断搜寻是否成功，若成功，则将结果信息进行归类处理，建立专家知识库；若未成功，则生成修正信息，通过修正信息对目标区域进行修正，得到新的目标区域，在新的目标区域内进行再次搜寻。

Description

一种基于5G通信技术的渔业海上搜救系统及搜救方法
技术领域
本发明涉及一种渔业海上搜救系统，尤其涉及一种基于5G通信技术的渔业海上搜救系统及搜救方法。
背景技术
当前，我国经济的快速增长带动了航运业的蓬勃发展，港口、航道越来越拥挤，船舶也朝着大型化和高速化发展，随之而来的海上交通事故频频发生，海上搜寻救助能力受到了严峻考验。除了采取有效的行政和技术措施预防海上交通事故外，制定科学合理的搜救方案，对己发生事故进行高效处置，保障海上人命财产安全，也是一个急需解决的问题。目前，在海上遇险人员的搜寻救助方面，尽管各级领导都十分重视，但缺少一个高效运行的信息支持和科学决策机制，不能对各种搜救力量信息进行综合处理，搜救决策靠人工凭经验完成，经常会造成决策不合理、不迅速、不全面的现象，影响了搜寻救助的成功率。
5G网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。随着各种智能终端的普及，面向2020年及以后，移动数据流量将呈现爆炸式增长。在未来5G网络中，减小小区半径，增加低功率节点数量，是保证未来5G网络支持1000倍流量增长的核心技术之一。因此，超密集异构网络成为未来5G网络提高数据流量的关键技术，5G通讯在未来必然会应用在海上搜救领域，实现高效快速精准的搜救，减少事故发生概率。
为了能够对渔业船舶进行精准的搜救需要开发一款与其相匹配的系统进行控制，通过该系统获取遇险船舶参数信息及海域环境信息，生成搜救决策；根据搜救决策对目标区域进行全覆盖搜寻，得到结果信息；将搜寻结果反馈至平台，并制定对应的修正或生成专家库，如何对搜救系统实现精准控制，是亟待要解决的问题。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于5G通信技术的渔业海上搜救系统及搜救方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于5G通信技术的渔业海上搜救方法，包括：
获取海域空间数据信息，建立三维场景，并生成模型；
接收求救信号，通过数学模型计算出目标区域；
获取遇险船舶参数信息及海域环境信息，生成搜救决策；
根据搜救决策对目标区域进行全覆盖搜寻，得到结果信息；
将搜寻结果反馈至平台，判断搜寻是否成功，
若成功，则将结果信息进行归类处理，建立专家知识库；
若未成功，则生成修正信息，通过修正信息对目标区域进行修正，得到新的目标区域，在新的目标区域内进行再次搜寻。
在本发明的一个较佳实施例中，海域空间数据信息包括区域空间结构，海域空间分布以及航线位于海域中的空间分布信息以及船舶位于海域空间内的位置信息中的一种或多种组合。
在本发明的一个较佳实施例中，获取遇险船舶参数信息及海域环境信息，具体包括，
船舶参数信息为船舶船型、航线、航速、主机功率、目的地、预抵时间、船载货物信息中的一种或两种以上的组合；
所述海域环境信息为风压、风生流、海流、潮流、能见度、气温、海温、风向、风速中的一种或两种以上的组合。
在本发明的一个较佳实施例中，根据搜救决策对目标区域进行全覆盖搜寻，具体包括，
确定目标区域，建立搜救基准信息；
根据搜救基准信息将目标区域分割成若干个子区域；
获取搜寻力量信息，将搜寻力量根据子区域特征进行分配，并建立搜寻方式；
根据搜寻方式进行子区域搜寻。
在本发明的一个较佳实施例中，确定目标区域，建立搜救基准信息；具体为，
接收求救信号，建立求救信号地理位置点，
以地理位置点为搜寻基准建立目标区域，
采集海域环境信息，建立遇险目标移动信息；
将目标移动信息与搜寻基准进行比较，得到偏差率；
判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；
若大于，则对搜寻基准进行校正。
在本发明的一个较佳实施例中，所述搜寻基准为基点，以基点为中心，设定搜寻半径R，以搜寻半径R画圆，用该圆的切线形成正方形搜寻区域即为目标区域。
在本发明的一个较佳实施例中，所述搜寻基准为基点，以基点为中心，设定搜寻半径R，以搜寻半径R形成的圆形区域即为目标区域，在进行第一次搜寻时，以基点为搜寻起点，进行扇形区域搜寻，若完成第一次搜寻未找到搜寻目标，则转动扇形区域30至60度，并下移搜寻半径的一半进行第二次扇形搜寻，依次类推。
本发明第二方面还提供了一种基于5G通信技术的渔业海上搜救系统，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括基于5G通信技术的渔业海上搜救方法程序，所述基于5G通信技术的渔业海上搜救方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
获取海域空间数据信息，建立三维场景，并生成模型；
接收求救信号，通过数学模型计算出目标区域；
获取遇险船舶参数信息及海域环境信息，生成搜救决策；
根据搜救决策对目标区域进行全覆盖搜寻，得到结果信息；
将搜寻结果反馈至平台，判断搜寻是否成功，
若成功，则将结果信息进行归类处理，建立专家知识库；
若未成功，则生成修正信息，通过修正信息对目标区域进行修正，得到新的目标区域，
在新的目标区域内进行再次搜寻。
在本发明的一个较佳实施例中，根据搜救决策对目标区域进行全覆盖搜寻，具体包括，
确定目标区域，建立搜救基准信息；
根据搜救基准信息将目标区域分割成若干个子区域；
获取搜寻力量信息，将搜寻力量根据子区域特征进行分配，并建立搜寻方式；
根据搜寻方式进行子区域搜寻。
在本发明的一个较佳实施例中，确定目标区域，建立搜救基准信息；具体为，
接收求救信号，建立求救信号地理位置点，
以地理位置点为搜寻基准建立目标区域，
采集海域环境信息，建立遇险目标移动信息；
将目标移动信息与搜寻基准进行比较，得到偏差率；
判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；
若大于，则对搜寻基准进行校正。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
(1)通过建立模型并进行求解分析，得到经济可行的搜寻力量选择方案，同时对搜寻的目标区域进行剖分，解决搜寻分区的科学划分和合理分配的问题，使搜寻力量在各自的分区中协同工作，实现搜寻海域的高效搜救覆盖，搜寻力量包括飞机、搜救船舶以目标区域附近的其余临近船舶，实现立体式搜救，提高搜救效率。
(2)通过三维仿真技术对搜救力量在搜寻行动中的动态显示，有利于搜救过程中指挥系统的全局把握，提高搜救效率，不仅克服了传统的二位电子地图的搜救指挥系统指挥决策的有效应，还能够对制定的搜救方案进行仿真模拟。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1示出了本发明一种基于5G通信技术的渔业海上搜救方法的流程图；
图2示出了全覆盖搜寻方法流程图；
图3示出了获取搜救基准信息方法流程图；
图4示出了一种基于5G通信技术的渔业海上搜救系统的框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了本发明一种基于5G通信技术的渔业海上搜救方法的流程图。
如图1所示，本发明第一方面提供了一种基于5G通信技术的渔业海上搜救方法，包括：
S102，获取海域空间数据信息，建立三维场景，并生成模型；
S104，接收求救信号，通过数学模型计算出目标区域；
S106，获取遇险船舶参数信息及海域环境信息，生成搜救决策；
S108，根据搜救决策对目标区域进行全覆盖搜寻，得到结果信息；
S110，将搜寻结果反馈至平台，判断搜寻是否成功，
S112，若成功，则将结果信息进行归类处理，建立专家知识库；
S114，若未成功，则生成修正信息，通过修正信息对目标区域进行修正，得到新的目标区域，在新的目标区域内进行再次搜寻。
需要说明的是，通过建立模型并进行求解分析，得到经济可行的搜寻力量选择方案，同时对搜寻的目标区域进行剖分，解决搜寻分区的科学划分和合理分配的问题，使搜寻力量在各自的分区中协同工作，实现搜寻海域的高效搜救覆盖，搜寻力量包括飞机、搜救船舶以目标区域附近的其余临近船舶，实现立体式搜救，提高搜救效率。
根据本发明实施例，海域空间数据信息包括区域空间结构，海域空间分布以及航线位于海域中的空间分布信息以及船舶位于海域空间内的位置信息中的一种或多种组合。
根据本发明实施例，获取遇险船舶参数信息及海域环境信息，具体包括，
船舶参数信息为船舶船型、航线、航速、主机功率、目的地、预抵时间、船载货物信息中的一种或两种以上的组合；
所述海域环境信息为风压、风生流、海流、潮流、能见度、气温、海温、风向、风速中的一种或两种以上的组合。
如图2所示，本发明公开了全覆盖搜寻方法流程图；
根据本发明实施例，根据搜救决策对目标区域进行全覆盖搜寻，具体包括，S202，确定目标区域，建立搜救基准信息；
S204，根据搜救基准信息将目标区域分割成若干个子区域；
S206，获取搜寻力量信息，将搜寻力量根据子区域特征进行分配，并建立搜寻方式；
S208，根据搜寻方式进行子区域搜寻。
需要说明的是，在进行搜寻时，需要综合考虑待搜救目标的类型、气象海域条件、搜寻目标区域内目标可能位置的分布概率，搜寻力量的本身类型以及配备的探测设备的情况，进行选择合适的搜寻方式，以达到最佳的搜救效果；
搜救目标类型包括落水人员、故障船舶等，气象海域条件包括能见度、风速、风浪浪高等，搜寻力量本身类型包括附近商船、直升机或无人机等；探测设备包括视力搜寻设备或电子搜寻设备，电子搜寻设备包括超声波探测、雷达探测等。
如图3所示，本发明公开了获取搜救基准信息方法流程图；
根据本发明实施例，确定目标区域，建立搜救基准信息；具体为，
S302，接收求救信号，建立求救信号地理位置点，
S304，以地理位置点为搜寻基准建立目标区域，
S306，采集海域环境信息，建立遇险目标移动信息；
S308，将目标移动信息与搜寻基准进行比较，得到偏差率；
S310，判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；
S312，若大于，则对搜寻基准进行校正。
根据本发明实施例，所述搜寻基准为基点，以基点为中心，设定搜寻半径R，以搜寻半径R画圆，用该圆的切线形成正方形搜寻区域即为目标区域。
需要说明的是，设定基点位置后，可以通过在此处投放无线电浮标，作为搜寻力量的参考点，保证搜寻力量能够以无线电浮标为圆点，使搜寻力量在基点附近海域进行搜寻，防止搜寻区域发生偏移。
根据本发明实施例，所述搜寻基准为基点，以基点为中心，设定搜寻半径R，以搜寻半径R形成的圆形区域即为目标区域，在进行第一次搜寻时，以基点为搜寻起点，进行扇形区域搜寻，若完成第一次搜寻未找到搜寻目标，则转动扇形区域30至60度，并下移搜寻半径的一半进行第二次扇形搜寻，依次类推。
如图4所示，本发明公开了一种基于5G通信技术的渔业海上搜救系统的框图；
本发明第二方面还提供了一种基于5G通信技术的渔业海上搜救系统4，该系统4包括：存储器41、处理器42，所述存储器中包括基于5G通信技术的渔业海上搜救方法程序，所述基于5G通信技术的渔业海上搜救方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
获取海域空间数据信息，建立三维场景，并生成模型；
接收求救信号，通过数学模型计算出目标区域；
获取遇险船舶参数信息及海域环境信息，生成搜救决策；
根据搜救决策对目标区域进行全覆盖搜寻，得到结果信息；
将搜寻结果反馈至平台，判断搜寻是否成功，
若成功，则将结果信息进行归类处理，建立专家知识库；
若未成功，则生成修正信息，通过修正信息对目标区域进行修正，得到新的目标区域，
在新的目标区域内进行再次搜寻。
根据本发明实施例，根据搜救决策对目标区域进行全覆盖搜寻，具体包括，确定目标区域，建立搜救基准信息；
根据搜救基准信息将目标区域分割成若干个子区域；
获取搜寻力量信息，将搜寻力量根据子区域特征进行分配，并建立搜寻方式；
根据搜寻方式进行子区域搜寻。
需要说明的是，需要说明的是，在进行搜寻时，需要综合考虑待搜救目标的类型、气象海域条件、搜寻目标区域内目标可能位置的分布概率，搜寻力量的本身类型以及配备的探测设备的情况，进行选择合适的搜寻方式，以达到最佳的搜救效果；
搜救目标类型包括落水人员、故障船舶等，气象海域条件包括能见度、风速、风浪浪高等，搜寻力量本身类型包括附近商船、直升机或无人机等；探测设备包括视力搜寻设备或电子搜寻设备，电子搜寻设备包括超声波探测、雷达探测等。
根据本发明实施例，确定目标区域，建立搜救基准信息；具体为，
接收求救信号，建立求救信号地理位置点，
以地理位置点为搜寻基准建立目标区域，
采集海域环境信息，建立遇险目标移动信息；
将目标移动信息与搜寻基准进行比较，得到偏差率；
判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；
若大于，则对搜寻基准进行校正。
根据本发明实施例，海域空间数据信息包括区域空间结构，海域空间分布以及航线位于海域中的空间分布信息以及船舶位于海域空间内的位置信息中的一种或多种组合。
根据本发明实施例，获取遇险船舶参数信息及海域环境信息，具体包括，
船舶参数信息为船舶船型、航线、航速、主机功率、目的地、预抵时间、船载货物信息中的一种或两种以上的组合；
所述海域环境信息为风压、风生流、海流、潮流、能见度、气温、海温、风向、风速中的一种或两种以上的组合。
根据本发明实施例，所述搜寻基准为基点，以基点为中心，设定搜寻半径R，以搜寻半径R画圆，用该圆的切线形成正方形搜寻区域即为目标区域。
需要说明的是，设定基点位置后，可以通过在此处投放无线电浮标，作为搜寻力量的参考点，保证搜寻力量能够以无线电浮标为圆点，使搜寻力量在基点附近海域进行搜寻，防止搜寻区域发生偏移。
根据本发明实施例，所述搜寻基准为基点，以基点为中心，设定搜寻半径R，以搜寻半径R形成的圆形区域即为目标区域，在进行第一次搜寻时，以基点为搜寻起点，进行扇形区域搜寻，若完成第一次搜寻未找到搜寻目标，则转动扇形区域30至60度，并下移搜寻半径的一半进行第二次扇形搜寻，依次类推。
综上所述，通过建立模型并进行求解分析，得到经济可行的搜寻力量选择方案，同时对搜寻的目标区域进行剖分，解决搜寻分区的科学划分和合理分配的问题，使搜寻力量在各自的分区中协同工作，实现搜寻海域的高效搜救覆盖，搜寻力量包括飞机、搜救船舶以目标区域附近的其余临近船舶，实现立体式搜救，提高搜救效率。通过三维仿真技术对搜救力量在搜寻行动中的动态显示，有利于搜救过程中指挥系统的全局把握，提高搜救效率，不仅克服了传统的二位电子地图的搜救指挥系统指挥决策的有效应，还能够对制定的搜救方案进行仿真模拟，本发明中搜寻过程中，搜救力量以及通讯设备、探测设备与系统平台之间通过5G通信技术进行实现信息传输，保证在搜寻过程中，搜救指挥系统在进行实时指挥过程中没有延时，提高搜寻效率及搜救精度。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于5G通信技术的渔业海上搜救方法，其特征在于，包括：
获取海域空间数据信息，建立三维场景，并生成模型；
接收求救信号，通过数学模型计算出目标区域；
获取遇险船舶参数信息及海域环境信息，生成搜救决策；
根据搜救决策对目标区域进行全覆盖搜寻，得到结果信息；
将搜寻结果反馈至平台，判断搜寻是否成功，
若成功，则将结果信息进行归类处理，建立专家知识库；
若未成功，则生成修正信息，通过修正信息对目标区域进行修正，得到新的目标区域，
在新的目标区域内进行再次搜寻。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G通信技术的渔业海上搜救方法，其特征在于：海域空间数据信息包括区域空间结构，海域空间分布以及航线位于海域中的空间分布信息以及船舶位于海域空间内的位置信息中的一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的一种基于5G通信技术的渔业海上搜救方法，其特征在于：获取遇险船舶参数信息及海域环境信息，具体包括，
船舶参数信息为船舶船型、航线、航速、主机功率、目的地、预抵时间、船载货物信息中的一种或两种以上的组合；
所述海域环境信息为风压、风生流、海流、潮流、能见度、气温、海温、风向、风速中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的一种基于5G通信技术的渔业海上搜救方法，其特征在于：根据搜救决策对目标区域进行全覆盖搜寻，具体包括，
确定目标区域，建立搜救基准信息；
根据搜救基准信息将目标区域分割成若干个子区域；
获取搜寻力量信息，将搜寻力量根据子区域特征进行分配，并建立搜寻方式；
根据搜寻方式进行子区域搜寻。
5.根据权利要求4所述的一种基于5G通信技术的渔业海上搜救方法，其特征在于：确定目标区域，建立搜救基准信息；具体为，
接收求救信号，建立求救信号地理位置点，
以地理位置点为搜寻基准建立目标区域，
采集海域环境信息，建立遇险目标移动信息；
将目标移动信息与搜寻基准进行比较，得到偏差率；
判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；
若大于，则对搜寻基准进行校正。
6.根据权利要求1所述的一种基于5G通信技术的渔业海上搜救方法，其特征在于：所述搜寻基准为基点，以基点为中心，设定搜寻半径R，以搜寻半径R画圆，用该圆的切线形成正方形搜寻区域即为目标区域。
7.根据权利要求1所述的一种基于5G通信技术的渔业海上搜救方法，其特征在于：
所述搜寻基准为基点，以基点为中心，设定搜寻半径R，以搜寻半径R形成的圆形区域即为目标区域，在进行第一次搜寻时，以基点为搜寻起点，进行扇形区域搜寻，若完成第一次搜寻未找到搜寻目标，则转动扇形区域30至60度，并下移搜寻半径的一半进行第二次扇形搜寻，依次类推。
8.一种基于5G通信技术的渔业海上搜救系统，其特征在于，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括基于5G通信技术的渔业海上搜救方法程序，所述基于5G通信技术的渔业海上搜救方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
获取海域空间数据信息，建立三维场景，并生成模型；
接收求救信号，通过数学模型计算出目标区域；
获取遇险船舶参数信息及海域环境信息，生成搜救决策；
根据搜救决策对目标区域进行全覆盖搜寻，得到结果信息；
将搜寻结果反馈至平台，判断搜寻是否成功，
若成功，则将结果信息进行归类处理，建立专家知识库；
若未成功，则生成修正信息，通过修正信息对目标区域进行修正，得到新的目标区域，
在新的目标区域内进行再次搜寻。
9.根据权利要求8所述的一种基于5G通信技术的渔业海上搜救系统，其特征在于：根据搜救决策对目标区域进行全覆盖搜寻，具体包括，
确定目标区域，建立搜救基准信息；
根据搜救基准信息将目标区域分割成若干个子区域；
获取搜寻力量信息，将搜寻力量根据子区域特征进行分配，并建立搜寻方式；
根据搜寻方式进行子区域搜寻。
10.根据权利要求9所述的一种基于5G通信技术的渔业海上搜救系统，其特征在于：确定目标区域，建立搜救基准信息；具体为，
接收求救信号，建立求救信号地理位置点，
以地理位置点为搜寻基准建立目标区域，
采集海域环境信息，建立遇险目标移动信息；
将目标移动信息与搜寻基准进行比较，得到偏差率；
判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；
若大于，则对搜寻基准进行校正。
CN202011330609.7A 2020-11-24 2020-11-24 一种基于5g通信技术的渔业海上搜救系统及搜救方法 Pending CN112446811A (zh)

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