CN116341043A - 海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于搜救仿真技术领域，具体公开了海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法及系统，包括：险情想定模块、救援力量想定模块、调度仿真模块和方案效能展示模块；对仿真软件输入包括有至少一个机场和安置点的参数的数据库，并设定遇险事件的参数；根据所述救援任务和路径航路点对多个所述航空器的救助以及是否转运进行仿真；获取仿真过程中的数据，对所述数据进行计算获得救援任务的效能；选择不同的所述参数，重复进行S1‑S4，以获得不同的效能；具有如下优点：采用不同的机场、航空器和安置点的参数设置，能够在不同地区的不同救援力量进行设置模拟，能够为实际救援提供不同方案的可视化展示和量化分析评估，为实际救援提供辅助决策参考作用。
Description
技术领域
本发明涉及搜救仿真技术领域，具体而言，涉及海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法及系统。
背景技术
我国海域广阔，拥有广泛的海洋战略利益，海洋事业发展迅速，相应的海难事故发生的频率也较高。海上失事舰船的遇险人数较多，救助任务需求较大并且较为急迫，进行救援任务的航空器数量较多，因而如何进行航空器救援任务规划，快速高效地进行海上航空应急救援的重要性日益凸显。
海上航空应急救援，是国家航空应急救援体系中的重要组成部分，是指通过航空器装备进行海上事故搜寻、救援的过程。航空器救援任务规划是面对海上失事舰船等较大规模遇险情况下的核心问题，是在一定约束条件下，对于执行任务的航空器组合的种类、性能、路径以及任务进行规划的问题。
在海上失事舰船的多机协同救援任务规划中，对每架航空器的种类、性能、路径以及所执行的任务进行规划是能执行和完成海上航空应急救援的必要手段。在多航空器执行海上应急救援任务前进行任务规划，对于避免航空器的时间冲突与空间冲突、提高救援效率、节约飞行时间等方面尤为重要。我国在海上航空应急救援的起步较晚，并且海上搜救支持仿真平台的功能仍有欠缺，存在要靠主观决策进行方案制定与选取的问题。
发明内容
本发明旨在提供海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法及系统，以解决或改善上述海上搜救支持仿真平台的功能的欠缺，存在要靠主观决策进行方案制定与选取的问题。
有鉴于此，本发明的第一方面在于提供海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法。
本发明的第二方面在于提供海上失事舰船的多机救援任务规划仿真系统。
本发明的第一方面提供了海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法，包括如下步骤：S1，在仿真软件中输入包括有至少一个机场和安置点的参数的数据库，并设定遇险事件的参数；S2，根据所述参数对机场中的航空器派发救援任务并生成救助的路径航路点；S3，根据所述救援任务和路径航路点对多个所述航空器的救助以及是否转运进行仿真；S4，获取仿真过程中的数据，对所述数据进行计算获得救援任务的效能；S5，选择不同的所述参数，重复进行S1-S4，以获得不同的效能。其中，所述航空器包括固定翼飞机和直升机。
本发明提供的海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法，通过对不同参数的设置能够对不同的遇险事件进行设定，以便在海洋事故中更广范围的分析和仿真，采用不同的机场、航空器和安置点的参数设置，能够在不同地区的不同救援力量进行设置模拟，能够为实际救援提供不同方案的可视化展示和量化分析评估，为实际救援提供辅助决策参考作用。
另外，根据本发明的实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：
上述任一技术方案中，所述效能用于不同所述参数下的仿真结果对比，所述效能具体包括：人员救援效能，包括：水中遇险人员救援平均时间、吊救单个水中遇险人员所需时间、吊救单个船上遇险人员所需时间、固定翼飞机搜索区域边长；直升机救援效能，包括：每个直升机从机场出动次数、直升机上当前遇险人数、水中人员存活死亡比例、舰船/救生艇上剩余遇险人数、救援总时间、航空器剩余油量、机场和安置点的剩余安置位置、每个航空器到达救援区域的平均耗时。
在该技术方案中，效能具体分为：人员救援的效能，能够体现在一定规划的搜索区域内，表达人员救援平均时间、单个水中或穿上救援时间，能够为分析提供最直接的救援效率；
直升机救援效能，能够表达每个直升机在救援中的救援效率参数，不仅能够显示最终的结果参数，也能够显示在仿真过程中的各项参数，有助于分析在不同的时间段不同的救援效率，以便在后续的分析中找到不同时间的最佳救援方案。
上述任一技术方案中，所述S3的步骤，具体包括：S31，机场派遣固定翼飞机和/或直升机前往遇险事件的失事海域；S32，采用固定翼飞机对失事海域进行搜索，以获得遇险事件的人员分布信息；S33，直升机到达失事海域并根据所述信息对所述人员进行救助；S34，在直升机到达最大的机载人数后，转运安置点或返航机场；其中，所述固定翼飞机和/或直升机从机场起飞时均为满油状态。
在该技术方案中，固定翼飞机负责失事海域的巡逻搜索，以便提供在失事海域的人员分布情况，为直升机提供可搜救的人员点位，以便进行后续的距离分析，以便在允许的条件下进行就近救援；
直升机在救援后可根据自身情况，保证剩余油量和承载人数，选择返航机场或飞往安置点，提供了更多的选择策略，以便在仿真中得到更佳效能的方案。
上述任一技术方案中，所述固定翼飞机通过以失事海域的中心点为中心划定搜索区域进行搜索，所述搜索区域的边长由失事海域的海面风力决定；所述固定翼飞机在搜索区域内的搜索轨迹为多个平行线；其中，所述搜索区域为多个边长相等的多边形。
在该技术方案中，在执行搜寻任务时，固定翼飞机进行平行线搜索，并且搜索区域边长基于遇险环境信息的海面风力计算得到，使得在搜索区域的面积规划时考虑到海面的风力，根据不同的海情提供适合的搜索面积，在降低搜索负担的情况下保证了失事海域搜索需要的覆盖。
具体地，固定翼飞机的搜索流程为在保障机场收到救援任务、前往失事海域、判断固定翼飞机的剩余油量在满足返航的情况下是否能够继续搜索，若是则继续进行若否则返航、采用平行线搜索方式执行搜索任务、判断是否完成搜索任务，若是则返航若否则进行油量判断。
上述任一技术方案中，在所述S31之前，所述S3的步骤还包括：采用失事海域周围的舰船/或救生艇对处于水中的所述人员进行救助。
在该技术方案中，当遇险船只周围具有伴行船只或者巡逻船只时，通常上述船只会早于直升机到达，因此将遇险周围功能正常的船只搜救情况纳入考虑范围内，有助于考虑的情况更加贴合真实情况。
上述任一技术方案中，当所述直升机到达失事海域时，判断水中是否有遇险的人员，所述S33的步骤包括：S331，当水中有遇险人员时，列出水中遇险的人员的名单，且所述直升机遍历名单进行救助，直至所述名单遍历完毕；S332，当水中没有遇险人员时，所述直升机对位于舰船/或救生艇上的所述人员进行救助；其中，计算直升机救助人员所需时间考虑下述参数：海面浪高、海面能见度和海面风力。
在该技术方案中，由于在失事海域内的遇险人员中处于海水中的会比被船只打捞上岸的更加危险，为了保证人员的救援成功率，直升机会优先救助转运水中的遇险人员，且对于水中的人员进行列表，从最近的人员开始逐一遍历，且考虑了其他直升机的救援情况，避免多个直升机搜救同一人员的情况，保证救援力量的最大程度释放；
在水中生还的人员全部被救出后在对船上暂时安全的遇险人员进行救助，确保了救援的时间和顺序，尽最大可能保证人员的存活。
上述任一技术方案中，所述S331的步骤，具体包括：S3311，选择所述名单中选择距离最近的人员，判断最近的人员是否存活，若否则从所述名单中删除当前人员并重新选择最近的人员，若是则进行S3312；S3312，判断当前的人员是否有直升机救助，若是则从所述名单中删除当前人员并返回S3311，若否则选择当前的人员进行救助并进行S3313；S3313，在当前的人员救助完毕后，判断直升机的剩余油量在满足返航的情况下是否能够继续救助，若是则进行S3314，若否则直升机返航机场；S3314，判断直升机的机载人数是否达到最大人数，若是则终止救助，若否则返回S3311；其中，人员的存活时间由海水温度决定。
在该技术方案中，在对水中的遇险人员前往救助时，需要考虑到此时人员是否存活，为了保证其他生还的人员能够被救助到，最大程度降低死亡率，在搜救阶段不顾死亡者，优先保证存货人员的搜救；
在存活确认后还需要考虑是否有其他直升机前往，避免救援力量分配不均；
在每个人员救援之间考虑直升机的油量和机载人数，对直升机的救援作业进行限制，使得整个过程更加符合真实情况。
具体地，遇险人员的行为逻辑流程为：遇到险情、判断是否落入水中，若是则继续进行若否则等待救助转运、根据海水温度确定最大生存时间、在水中等待救助转运、是否到达最大生存时间，若是则死亡。
上述任一技术方案中，所述S332的步骤，具体包括：S3321，直升机对距离最近的位于舰船/或救生艇上的所述人员进行救助；S3322，当前的人员救助完毕后，判断直升机的剩余油量在满足返航的情况下是否能够继续救助，若是则返回进行S3323，若否则终止救助并返航机场；S3323，判断直升机的机载人数是否达到最大人数，若是则终止救助，若否则返回S3321。
在该技术方案中，在对于每个舰船/或救生艇上的所述人员进行救助之间，考虑直升机的油量和机载人数，对直升机的救援作业进行限制，使得整个过程更加符合真实情况。
上述任一技术方案中，所述S34的步骤，包括：S341，计算直升机的当前位置与各个安置点之间的距离，并选择距离最短的安置点；S342，判断当前的安置点是否有两个以下的直升机前往/停留以及具有安置位置，若否则删除当前的安置点并返回S341，若是则前往当前的安置点；S343，判断直升机的剩余油量在满足返航的情况下是否能够继续救助，若是返航机场，若否则进行S344；S344，判断直升机的剩余油量在满足返航的情况下是否能够继续救助，若是则前往失事海域，若否则返航机场。
在该技术方案中，在直升机剩余油量满足继续任务且人员满载的情况下，可进行安置点的飞行和运输，若不满足在保障直升机正常飞行状态下，有限返航机场，能够避免救援中出现事故，使得仿真得出的方案能够被救援力量在时间的救援中应用。
本发明的第一方面提供了海上失事舰船的多机救援任务规划仿真系统，包括：包括：险情想定模块、救援力量想定模块、调度仿真模块和方案效能展示模块；所述险情想定模块用于设置并输出遇险的单位和环境的参数；所述救援力量想定模块用于设置并输出机场和安置点的参数；所述调度仿真模块用于设置并输出地图界面、基于所述航空器的航路点的参数，根据所述参数设置用于仿真的仿真界面；所述方案效能展示模块用于根据所述仿真的结果计算并输出当前所述仿真的效能的参数；其中，所述系统用于实施上述第一方面中任一项技术方案所述的方法。
本发明提供的海上失事舰船的多机救援任务规划仿真系统，通过设置险情想定模块、救援力量想定模块、调度仿真模块以及方案效能展示模块的仿真模块，基于多智能体建模的多机救援任务规划仿真方法的实现，以及对应仿真模块的可视化仿真界面的设计，实现了海上失事舰船的多机救援任务规划仿真和效能论证，为实际救援提供了量化辅助决策工具，可实现险情任务想定的读入、救援任务的规划、救援过程的可视化推演、以及方案效能的实时展示，以便对实际的海上航空应急救援中的面向失事舰船的多机协同救援任务规划进行论证。
具体地，险情想定模块用于设置遇险单位信息和遇险环境信息，遇险单位信息包括遇险单位数量和遇险单位位置分布，遇险环境信息包括海水温度、浪高、能见度和风力，上述条件共同决定险情区域范围、搜索区域范围、遇险单位生存时间和环境信息影响航空器救援力量性能；
具体地，救援力量想定模块用于设置航空器部署机场、航空器力量信息和安置点信息，航空器部署机场包括固定翼机场和直升机机场，且进一步包括机场的名称、位置和能力参数，航空器力量信息包括固定翼飞机和直升机，且进一步包括飞机的名称、性能参数和部署机场，安置点信息包括安置点的名称、位置和能力参数；
具体地，调度仿真模块用于调度仿真包括固定翼飞机、直升机、机场、安置点和遇险单位的仿真智能体、GIS地图界面，且二者共同组成仿真界面；航空器智能体路径数据，且进一步包括航空器规避危险、气象区域和固定翼飞机平行搜索；
具体地，方案效能展示模块用于显示航空器能效和救援任务能效，航空器能效包括仿真过程中展示航空器能效数据、救援任务能效包括仿真结果数据输出和能效显示。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果：
通过设置险情想定模块、救援力量想定模块、调度仿真模块以及方案效能展示模块的仿真模块开发，基于多智能体建模的多机救援任务规划仿真方法的实现，以及对应仿真模块的可视化仿真界面的设计，实现了海上失事舰船的多机救援任务规划仿真和效能论证；
采用建模仿真方法，对应实际救援过程，基于遇险人员和航空器的行为逻辑进行对应的仿真智能体设计，对救援任务进行时序规划，避免了航空器救援过程中的时空冲突；
基于多机协同救援规则进行救援、保障等智能体的行为决策过程建模，使仿真系统到达更贴合实际救援任务规划的效果；
进行综合各仿真模块的仿真系统界面设计，实现对仿真救援过程的推演和效能数据的实时展示，能够为实际救援提供不同方案的可视化展示和量化分析评估，为实际救援提供辅助决策参考作用。对实际的海上航空应急救援中的面向失事舰船的多机协同救援任务规划有论证参考价值。
根据本发明的实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过根据本发明的实施例的实践了解到。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1为本发明的海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法及系统框架图；
图2为本发明的固定翼飞机的行为逻辑图；
图3为本发明的多架直升机行为的逻辑图；
图4为本发明的遇险人员的行为逻辑图；
图5为本发明的海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法流程图；
图6为本发明的航空器部署规划数据库；
图7为本发明的安置点位置数据库；
图8为本发明的航空器路径规划数据库；
图9为本发明的险情想定数据输入界面；
图10为本发明的航空器力量想定数据输入界面；
图11为本发明的海上失事舰船的多机协同救援任务规划仿真方法的一种仿真系统仿真态势图；
图12为本发明的仿真方案效能展示模块的一个展示示意图；
图13为本发明的仿真方案效能展示模块的另一个展示示意图；
图14为本发明的仿真方案效能展示模块的另一个展示示意图。
具体实施方式
为了可以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。
请参阅图1-5，本发明提供了海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法及系统，系统包括：险情想定模块、救援力量想定模块、调度仿真模块与方案效能展示模块；
所述险情想定模块包括遇险单位信息和遇险环境信息，所述遇险单位信息包括遇险单位位置信息、遇险单位数量信息以及遇险单位分布信息；所述遇险环境信息即为遇险单位遇险位置周围的海洋环境数据信息；
所述救援力量想定模块包括航空器部署规划数据库、航空器力量想定数据与安置点位置数据库，救援力量想定模块组成了执行海上应急救援任务的救援力量，根据任务想定信息选择不同的救援力量进行部署规划；
所述调度仿真模块包括仿真智能体、GIS地图展示界面以及航空器路径规划数据库，所述仿真智能体基于险情想定模块和救援力量想定模块生成；所述GIS地图展示界面用于可视化海上失事舰船的多机协同救援任务规划的仿真推演，体现在推演规则约束下仿真智能体之间的交互行为；所述航空器路径规划数据库面向基于救援力量想定模块信息生成的航空器仿真智能体，规划安全的巡航路径，得到航路点信息；
所述方案效能展示模块基于仿真推演的结果，用于输出仿真推演的数据并进行方案效能计算与展示，包括航空器效能展示模块和救援任务效能展示模块。
具体地，所述遇险单位信息包括失事舰船的遇险位置信息、遇险人数信息、遇险人数位置分布信息；所述遇险环境信息包括遇险位置的海水温度、海面浪高、海面能见度以及海面风力。
具体地，所述航空器部署规划数据库包括机场位置、机场可容纳人数以及航空器位置部署信息；航空器力量想定数据包括航空器型号、数量、巡航速度、搜寻速度、总油量、耗油率、保障时间以及载人量；安置点位置数据库包括安置点位置数据以及可安置人数数据信息；
具体地，所述航空器效能展示模块实时展示固定翼飞机的实时速度、固定翼飞机搜索区域边长、每架直升机上当前人数、每架直升机出动次数以及每架直升机当前的油量信息，并在仿真推演结束后，展示每架直升机在机场出发到达遇险区域的平均耗时以及直升机吊救单个遇险人数所需时间；所述救援任务效能展示模块在仿真推演结束后展示各个安置点已安置人数、救援任务持续时间、遇险人员救援比例以及单位遇险人员救援平均时间。
方法包括如下步骤：
S1，按照内部数据库格式建立并输入完整的航空器部署规划数据库、安置点位置数据库；
S2，根据险情想定模块信息输入险情想定信息，包括遇险单位信息与遇险环境信息，根据可用航空器力量输入航空器力量性能数据；
S3，根据险情想定模块信息和救援力量想定模块信息按照内部数据库格式建立并输入航空器路径规划数据库；
S4，开始仿真演练，系统调用所建立的内部数据库信息，基于智能体状态图逻辑进行推演仿真，并按照需求调解仿真倍速；
S5，仿真推演过程中以及仿真推演结束后，系统对执行的任务情况进行航空器效能展示与任务效能展示；
S6，重复步骤S1-S5进行多次仿真，选择不同的航空器力量组合以及部署机场进行仿真推演，对比不用航空器力量组合的优劣，论证海上航空应急救援中多机救援的任务效能。
在仿真推演的过程中，还设置了下述参数、规则或条件：
(1)每架固定翼飞机/直升机必须满油才能从通航机场起飞；
(2)海上失事舰船的救援任务中航空器的任务包括巡航飞行、搜寻、救助、转运和加油五个环节；
(3)海上失事舰船的遇险人数较多，单航空器不能满足救援任务要求，需要派遣固定翼飞机进行搜寻，多架直升机多次往返进行救助、转运和加油任务；
(4)在执行搜寻任务时，固定翼飞机进行平行线搜索，并且搜索区域边长基于遇险环境信息的海面风力计算得到；
(5)在直升机进行救助的过程中，直升机救助单位遇险人员的时间是基于海面浪高、海面能见度以及海面风力计算得到的；
(6)遇险单位位置分布信息将遇险人员分为在失事舰船的遇险人员、在救生艇上的遇险人员以及落入水中的遇险人员，落入水中的遇险人员有着基于海水温度计算得到最大生存时间，落入水中的遇险人员如果在最大生存时间内未被救援就会死亡；
(7)直升机会优先救助转运水中的遇险人员；
(8)直升机会在救助转运的过程中实时监测自身油量，如果自身油量不足以完成此次救助转运任务在返回机场时，就要请求返回机场；
(9)直升机会在救助转运的过程中实时监测机载人数，如果机载人数达到直升机最大载人数时，直升机就会选择前往安置点进行转运；
(10)直升机在选择安置点的过程中，需要判断此时自身的位置与每个安置点之间的距离以及安置点已在进行转运工作的直升机数量，依托就近安置原则，选择安置点前往进行转运，如果安置点已在进行转运的直升机数量超过两架或安置人数已达最大安置人数，就依次选择距离次近的安置点前往转运。
实施例1
如图6-7所示，仿真前置的设定条件为：
具体险情想定信息为：20XX年X月X日白天，某一舰船在东海区域作业，由于突然海洋灾害导致舰船倾覆，一部分遇险人员在倾覆的舰船上，一部分遇险人员逃到舰船自带的救生艇上，一部分遇险人员不慎落入水中，需要海上航空应急救援，通过舰船尚存的通信了解到舰船失事地点坐标为30.500°N，124°E，遇险时海水温度9摄氏度，浪高2米，能见度1.5千米，风力15米每秒，了解到750人在舰船上、450人在救生艇上以及有150人不慎落入水中。
如图6所示，附近的机场包括：
M机场，坐标为31.146°N，121.808°E，部署固定翼飞机；
N机场，坐标31.335°N，121.625°E，部署1号直升机与2号直升机，N机场最大可安置人数1000人；
P机场，坐标29.931°N，122.356°E,，部署3号直升机与4号直升机，最大可安置人数1000人；
其中，所有机场均具有救援航空器起飞前加油保障和返航后补给的能力，且机场可用航空器力量为：
M机场，部署固定翼飞机，巡航速度480千米/时，搜索速度270千米/时，总油量，22600千克，保障时间30分钟，可用数量1架；
N机场，部署直升机A，巡航速度287千米/时，总油量1120千克，耗油率0.10389千克/秒，保障时间20分钟，最大载人数12人，可用数量2架；部署直升机B，巡航速度287千米/时，总油量1063千克，耗油率0.095千克/秒，保障时间20分钟，最大载人数13人，可用数量1架；
P机场，部署直升机C，巡航速度287千米/时，总油量1063千克，耗油率0.076千克/秒，保障时间25分钟，最大载人数8人，可用数量2架；部署直升机D，巡航速度175千米/时，总油量2553千克，耗油率0.16千克/秒，保障时间30分钟，最大载人数19人，可用数量1架。
如图7所示，附近的安置点包括：
安置点A，坐标30.881°N，123.401°E，最大安置人数为120人；
安置点B，坐标30.720°N，122.820°E，最大安置人数为1000人；
安置点C，坐标30.430°N，122.480°E，最大安置人数为1000人；
安置点D，坐标30.223°N，123.506°E，最大安置人数为150人。
如图8-13所示，仿真的演练过程为：
S1在AnyLogic软件中按照内部数据库格式建立并输入完整的航空器部署规划数据库、安置点位置数据库；
S2根据仿真前置的设定条件中的险情位置以及机场位置确定航空器的安全路径。在AnyLogic软件中按照内部数据库格式建立并输入航空器路径规划数据库，如图8所示；
S根据险情想定模块信息输入险情想定信息，包括遇险单位信息与遇险环境信息，根据可用航空器力量输入航空器力量性能数据；
具体地，选用航空器力量情况如下：选用M机场的固定翼飞机执行搜寻任务；选用直升机A为1号直升机、选用直升机B为2号直升机、选用直升机C为3号直升机以及选用直升机D为4号直升机执行救助转运任务，输入相应性能数据，如图9和图10所示；
S4点击开始，进行仿真，系统调用所建立的内部数据库信息，基于智能体状态图逻辑进行推演仿真，并按照需求调解方针倍速，仿真态势界面图如图11所示；
S5仿真推演过程中以及仿真推演结束后，系统会对执行的任务情况进行航空器效能展示与任务效能展示，如图12与图13方案效能展示模块所示；
S6进行多次仿真，选择不同的航空器力量组合以及部署机场进行仿真推演，对比不用航空器力量组合的优劣，论证海上航空应急救援中多机救援的任务效能。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，在仿真软件中输入包括有至少一个机场和安置点的参数的数据库，并设定遇险事件的参数；
S2，根据所述参数对机场中的多个航空器分别派发救援任务并生成救助的路径航路点；
S3，根据所述救援任务和路径航路点对多个所述航空器的救助以及是否转运进行仿真；
S4，获取仿真过程中的数据，对所述数据进行计算获得救援任务的效能；
S5，选择不同的所述参数，重复进行S1-S4，以获得不同的效能。
其中，所述航空器包括固定翼飞机和直升机。
2.根据权利要求1所述的海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法，其特征在于，所述效能用于不同所述参数下的仿真结果对比，所述效能具体包括：
人员救援效能，包括：水中遇险人员救援平均时间、吊救单个水中遇险人员所需时间、吊救单个船上遇险人员所需时间、固定翼飞机搜索区域边长；
直升机救援效能，包括：每个直升机从机场出动次数、直升机上当前遇险人数、水中人员存活死亡比例、舰船/救生艇上剩余遇险人数、救援总时间、航空器剩余油量、机场和安置点的剩余安置位置、每个航空器到达救援区域的平均耗时。
3.根据权利要求1所述的海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法，其特征在于，所述S3的步骤，具体包括：
S31，机场派遣固定翼飞机和/或直升机前往遇险事件的失事海域；
S32，采用固定翼飞机对失事海域进行搜索，以获得遇险事件的人员分布信息；
S33，直升机到达失事海域并根据所述信息对所述人员进行救助；
S34，在直升机到达最大的机载人数后，转运安置点或返航机场；
其中，所述固定翼飞机和/或直升机从机场起飞时均为满油状态。
4.根据权利要求3所述的海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法，其特征在于，所述固定翼飞机通过以失事海域的中心点为中心划定搜索区域进行搜索，所述搜索区域的边长由失事海域的海面风力决定；
所述固定翼飞机在搜索区域内的搜索轨迹为多个平行线；
其中，所述搜索区域为多个边长相等的多边形。
5.根据权利要求3所述的海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法，其特征在于，在所述S31之前，所述S3的步骤还包括：
采用失事海域周围的舰船/或救生艇对处于水中的所述人员进行救助。
6.根据权利要求5所述的海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法，其特征在于，当所述直升机到达失事海域时，判断水中是否有遇险的人员，所述S33的步骤包括：
S331，当水中有遇险人员时，列出水中遇险的人员的名单，且所述直升机遍历名单进行救助，直至所述名单遍历完毕；
S332，当水中没有遇险人员时，所述直升机对位于舰船/或救生艇上的所述人员进行救助。
其中，计算直升机救助人员所需时间考虑下述参数：海面浪高、海面能见度和海面风力。
7.根据权利要求6所述的海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法，其特征在于，所述S331的步骤，具体包括：
S3311，选择所述名单中选择距离最近的人员，判断最近的人员是否存活，若否则从所述名单中删除当前人员并重新选择最近的人员，若是则进行S3312；
S3312，判断当前的人员是否有直升机救助，若是则从所述名单中删除当前人员并返回S3311，若否则选择当前的人员进行救助并进行S3313；
S3313，在当前的人员救助完毕后，判断直升机的剩余油量在满足返航的情况下是否能够继续救助，若是则进行S3314，若否则直升机返航机场；
S3314，判断直升机的机载人数是否达到最大人数，若是则终止救助，若否则返回S3311；
其中，人员的存活时间由海水温度决定。
8.根据权利要求6所述的海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法，其特征在于，所述S332的步骤，具体包括：
S3321，直升机对距离最近的位于舰船/或救生艇上的所述人员进行救助；
S3322，当前的人员救助完毕后，判断直升机的剩余油量在满足返航的情况下是否能够继续救助，若是则返回进行S3323，若否则终止救助并返航机场；
S3323，判断直升机的机载人数是否达到最大人数，若是则终止救助，若否则返回S3321。
9.根据权利要求3所述的海上失事舰船的多机救援任务规划仿真方法，其特征在于，所述S34的步骤，包括：
S341，计算直升机的当前位置与各个安置点之间的距离，并选择距离最短的安置点；
S342，判断当前的安置点是否有两个以下的直升机前往/停留以及具有安置位置，若否则删除当前的安置点并返回S341，若是则前往当前的安置点；
S343，判断直升机的剩余油量在满足返航的情况下是否能够继续救助，若是返航机场，若否则进行S344；
S344，判断直升机的剩余油量在满足返航的情况下是否能够继续救助，若是则前往失事海域，若否则返航机场。
10.海上失事舰船的多机救援任务规划仿真系统，其特征在于，包括：险情想定模块、救援力量想定模块、调度仿真模块和方案效能展示模块；
所述险情想定模块用于设置并输出遇险的单位和环境的参数；
所述救援力量想定模块用于设置并输出机场和安置点的参数；
所述调度仿真模块用于设置并输出地图界面、基于所述航空器的航路点的参数，根据所述参数设置用于仿真的仿真界面；
所述方案效能展示模块用于根据所述仿真的结果计算并输出当前所述仿真的效能的参数；
其中，所述系统用于实施如权利要求1-9任一项所述的方法。
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117591795A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-02-23 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种预估多机种参与海上大规模搜救成功率的方法 |
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2022
- 2022-12-30 CN CN202211722300.1A patent/CN116341043A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117591795A (zh) * | 2024-01-18 | 2024-02-23 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种预估多机种参与海上大规模搜救成功率的方法 |
| CN117591795B (zh) * | 2024-01-18 | 2024-04-05 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种预估多机种参与海上大规模搜救成功率的方法 |
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