[发明专利]一种改进的海上搜救区域预测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及海上搜救技术，特别是涉及一种改进的海上搜救区域预测方法及系 统。

背景技术

近年来，随着海洋开发规模的扩大，我国的海上对外贸易、旅游业、水产养殖业、资 源开采勘探、科学研究等一系列涉海活动的空前繁荣，涉海人员数量也迅速增多。日益频繁 的海上活动极大地增加了人为因素导致的海上事故发生的频率，海难事故更为人们所关 注。海上搜救行动能否在事故发生后迅速有效地搜索到搜救目标并实施救助，对于保障人 员生命财产安全具有重要意义。

关于搜救理论的研究最早可追溯至二战时期，进一步的研究有美国海岸警卫队研 究与发展中心对于风压漂移模型的研究，该风压模型假设正负两个垂直侧风向的风压漂流 分布相同，忽略同种运动侧风漂移方向发生变化的不确定因素，进而使得该方法在确定搜 救区域时存在误差，如专利申请号为CN103366227的专利，该专利中的风压漂移模型在获 取风压漂移速度时，便忽略了侧风偏移方向发生变化这一因素，进而不能精确地确定包含 搜救范围，搜救目标极有可能由于搜救区域不准确而得不到及时救助，从而贻误了搜救的 最佳时机，降低搜救成功的概率。

发明内容

本发明提供一种针对不同落水目标的海上搜救区域预测模型，加入漂移目标在漂 移过程中方向发生变化的不确定因素，以解决现有技术提供确定海上搜救区域的方法存在 的缺陷，提升搜救的成功率。

具体方案如下：一种改进的海上搜救区域预测方法，包括以下步骤：

S1：收集历史气象数据，建立气象数据库；

S2：输入事故发生位置、发生时间、预测时长、搜救对象类型以及样本数；

S3：根据S2提供的发生位置以及发生时间调用S1中的气象数据库，获得海上遇险 事故对应时间地点周围海区的风场；

S4：利用改进的风压漂移模型并根据搜救对象类型确定该搜救对象的风压特性参 数；

S5：根据S2提供的发生位置以及发生时间生成搜救对象的初始位置样本集；

S6：利用海流数值模型预报潮流的三维流场；

S7：针对每个样本，利用改进的风压漂移模型、三维流场以及海上搜救目标漂移轨 迹计算模型实现对海上搜救对象的动态漂移轨迹预测；

S8：利用可视化技术将搜救目标漂移路径预测结果直观显示。

其中，所述改进的风压漂移模型为改进的AP98风压漂移模型，用于计算海上搜救 目标风压漂移速度，所述模型如下：

DWL＝a_dnW₁₀+b_dn

CWL＝a_cnW₁₀+b_cn

其中，W₁₀为距离海面10米高风速，DWL为下风方向的风压矢量，a_dn、b_dn分别为下风 方向风速斜率系数估计值和下风方向截距估计值，CWL为侧风方向的风压矢量，a_cn、b_cn分别 为侧风方向风速斜率系数估计值和侧风方向截距估计值；

下风方向风速斜率系数估计值与下风方向风速斜率系数、风压扰动系数之间满足 关系a_dn＝a_d+ε_dn/20，其中a_d为下风方向的风速斜率系数，ε_dn为下风向风压扰动系数，从均值 为0，风压扰动系数方差为σ_d的正态分布中随机抽取；

下风方向截距估计值与下风方向截距、风压扰动系数之间满足关系b_dn＝b_d+ε_dn/2， 其中b_d为下风方向的风速斜率系数；

侧风方向风速斜率系数估计值与侧风方向风速斜率系数、风压扰动系数之间满足 关系a_cn＝a_c+ε_cn/20，其中a_c为侧风方向的风速斜率系数，ε_cn为侧风向风压扰动系数，从均值 为0，风压扰动系数方差为σ_c的正态分布中随机抽取；