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《大连海事大学》 2012年
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海上立体搜寻全局优化模型及仿真研究

邢胜伟  
【摘要】:海上立体搜救是最有效的海上人命救助方式,船舶与航空器协同实施搜寻救助的价值和效果远远超过了单一地使用船舶或航空器。海上立体搜救又是一个非常复杂而又性命攸关的活动。当遇险目标位置不明时,须进行海上搜寻,搜寻行动在整个搜救过程中是最昂贵、最危险和最复杂的部分,也是发现和救助幸存者的唯一途径。本文围绕海上大面积搜寻实践中经常遇到的最优搜寻力量选择和任务分配这一核心问题开展了以下三个方面的研究工作: 1.海上立体搜寻全局优化问题建模、求解和分析。本文将海上立体搜寻行动中迫切需要解决的搜寻力量选择问题抽象为带有船舶总量和飞机总量约束的全局优化问题,建立了海上立体搜寻全局优化模型。该模型充分考虑了待搜寻海域的面积、搜寻船舶和搜寻飞机的最大航速、搜寻能力、初始距离、最大续航时间等因素,通过引入“0-1型”决策变量,对搜寻力量的优化选择进行直观有效的判断。通过求解模型在不同船舶总量和不同飞机总量约束条件下的全局最优解,可以综合分析搜寻覆盖时间与搜寻力量数量(成本)之间的关系,进而得出优化(经济且可行)的搜寻方案。 2.提出并研制了多船舶和多飞机条件下的海上大面积搜寻区域剖分(任务分配)算法。根据海上立体搜寻全局优化模型的求解结果,按照各个搜寻力量所能搜寻覆盖的面积大小以及开始进行搜寻作业的位置(CSP),将待搜寻海域剖分成互不重叠的搜寻分区,并充分考虑各分区的形状特征,使各个搜寻力量能够协同开展搜寻行动,从而以最短的时间完成对整个待搜寻海域的搜寻覆盖。 3.海上立体搜寻态势三维仿真。提出了利用3D GIS技术实现海上搜寻力量态势仿真的方法,通过对海空立体搜寻力量的动态进行三维可视化,辅助搜寻指挥人员形象、直观地判断搜寻态势;通过对搜寻方案进行时空分析,验证各搜寻力量是否能够协同工作,保证搜寻行动能够安全高效进行。
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U698.6

【参考文献】
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