[发明专利]一种海上搜救目标漂移路径的预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及海上搜救技术，具体涉及一种海上搜救目标漂移路径的预测方法。

背景技术

随着海洋开发规模的扩大，海事活动的频繁，海难事故更为人们所关注。海难事故在政治、经济、军事上都会给世界沿海各国带来巨大灾难，不仅是人员伤亡和财产的损失，还会给社会发展带来不良影响。因此，海上搜救工作越来越得到各沿海国家的重视。对于快速发展的海上运输业和渔上捕捞业，海上搜救行动能够给人员及财产的安全提供不可替代的保障作用。

目前，我国的海上搜救指挥协调工作主要依靠搜救指挥人员的经验和判断，尚不能根据海上失事地点水文气象状况，快速高效地预报失事人员、船舶的漂移方向和距离的范围，这在很大程度上影响了指挥与协调工作的快速性和准确性，往往会使搜救行动贻误时机。

发明内容

针对目前海上搜救工作存在的问题，本发明推出一种海上搜救目标漂移路径的预测方法，其目的在于，基于海面风、海流、海浪等海洋动力环境场数值预报技术，构建海上搜救预报模型来预报遇险落水人员和海上失事船舶的漂移路径，给出搜救目标各时刻的位置、不同概率的搜寻半径等信息，使搜救指挥人员在最短的时间内，给出现场救援的最佳方式，使搜救行动安全、快速地进行，为抢救人员生命和国家财产争取宝贵的时间。

本发明涉及的海上搜救目标漂移路径预测方法具体步骤包括：

S₁、收集历史气象数据，建立气象数据库；

S₂、利用大气模型调用S₁气象数据库中的相关数据，计算获得海上遇险事故发生地点周围海区的风场；

S₃、获取遇险事故发生地点周围海区的现场风实时观测数据，更新S₁建立的气象数据库；并对现场风观测数据进行数据同化，提高S₂中大气模型预报风场的精确度；

S₄、结合S₂风场结果，采用海浪数值模型预报遇险事故发生地点周围海区的波浪场；

S₅、基于TPXO全球潮汐卫星高度计反演数据集提供的8个分潮M₂、S₂、N₂、K₂、K₁、O₁、P₁、Q₁的调和常数给出潮汐与环流的开边界条件；

S₆、以S₂大气模型提供的风场、S₄海浪数值模型提供的波浪场为强迫场，并结合S₅提供的潮汐和环流开边界条件，使用海流数值模型预报包含风生流和潮流的三维流场；

S₇、基于S₂大气模型提供的风场、S₄海浪数值模型提供的波浪场以及S₆海流数值模型提供的三维流场，构建风漂速度计算模型、海上搜救目标漂移轨迹计算模型、误差传递模型和搜救半径计算模型，实现对海上遇险人员或船舶的动态漂移轨迹预测；

S₈、基于以上计算结果，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，S₂所述的大气模型为WRF,采用该模型完成遇险事故发生地点周围海区的未来48小时的风场计算。该模型采用完全可压缩非静力欧拉方程组，水平网格采用Arakawa C网格，垂直坐标采用基于质量的地形追随η坐标，η层可根据需要改变。

S₃所述的获取遇险事故发生地点周围海区的现场风实时观测数据的方法是，使用下载工具定时自动下载观测站服务器提供的常规地面观测数据、常规探空数据、船舶观测数据、卫星海面风观测数据与卫星辐射观测数据。

S₃所述的数据同化方法为3DVAR方法，为预报用的海流数值模型提供初始场与时变边界条件。

S₆所述的三维流场计算方法为：

利用海浪数值模型SWAN来计算搜救相关海区的海浪分布情况及变化，在运行S₃所述的大气模型的同时，每十五分钟输出一次风场并驱动该海浪数值模型，海浪谱在每一个格点上取36个频率和12个方向，通过对源函数项和传播项的积分，求得未来48小时内每小时输出一次的波浪场；