海上搜寻区域确定方法

海上搜寻区域确定方法

无论陆地还是海洋,计划搜寻的第一步是确定搜寻范围,该范围用于指导搜寻力量开展实际搜寻行动。通常以遇险目标的最后已知位置(Last Known Position-LKP)为圆心,最后已知时间到己知或推算的遇险时间之间所能达到的最远距离为半径画圆,以此得到可能位置的极限范围(包含了所有可能存在遇险目标的位置)，如图2.1所示。

R LDP LDP──最后落水点位置

R──目标能达到的最远距离 图1 飞机残骸存在水域的极限范围

搜寻如此大的极限范围在很多情况下是不切实际的,极限范围的意义体现在可以作为搜寻计划人员判断所获取的有关失踪的遇险目标的情报是否适用于该事故。接下来进行遇险推断,找出一个或多个事故可能的情况,或已知事实,加上一些深思熟虑后的假设,描述从遇险前最后一个安全位置之后,到底发生了什么事情,并建立搜寻基准(Datum)。最后,计算位置总或然误差,得到需要搜寻的合理范围,确定搜寻区域的流程,如图2所示:

最后落水点位置 最远可达距离

图2 确定搜寻区域流程图

极限范围 很大，不切实际 搜寻基准 最有可能位置 搜寻区域 合理搜寻范围 遇险判断 漂移计算 分布概率 总或然误差

2. 2. 1搜寻基准

在搜寻计划中作为参考的地理位置点、线或区域称为基准,它是在某一时刻遇险目标最可能(目标存在概率最大)的位置。利用基准和位置总或然误差可以划定遇险目标的可能区域,在该区域范围内遇险目标的位置服从一定的概率分布,作为搜寻区域。搜寻基准的类型不同,搜寻区域的形状、范围也有所不同。此外,海难事故往往发生于恶劣的气象海况条件下,加之目标可能失去动力,会随风、流在海上漂移,基准会随着漂移作用而发生变化,因此搜寻基准要做出调整以弥补对遇险后目标移动的估算,从而计算新的搜寻基准。为了便于采取搜寻行动,在某一段时间内,可以认为搜寻基准保持不变。最后,分析评估新基准的不可靠程度,并且估算包含遇险目标所有可能位置的最小范围,作为搜寻区域。确定搜寻基准除了考虑上述因素外,根据搜寻计划人员对遇险目标最后已知位置的掌握情况,搜寻基准可分为基点、基线、基准区域三类。基准的类型在一定程度上决定了搜寻区域的几何形状,进而影响搜寻区域的剖分方法,因此,有必要说明搜寻基准如何决定搜寻区域。

通过查询资料，本文选择基线作为搜寻基准。在基线情况下,搜寻区域是以基线的两个端点以及中间的转向点为圆心,以搜寻半径R为半径作圆,这些圆周的切线所围成的多边形区域,如图2.4所示。

漂移后的搜寻区域

LDP

转向点

漂移矢量

计划航迹线线（基线） 无漂移的搜寻区域

图3 由基线确定的多边形搜寻区域

如图3所示，通过查阅有关资料，我们综合考虑了风漂、风海流、海流、潮流等因素的影响，将各种漂移力合成为一个总漂移力，即图中的漂移矢量。考虑到不同区域的漂移力有所不同，因此适当改变漂移力的值。同时扩大搜寻区域以保证其有效性。

基线确定后，就必须考虑可能产生的偏差，以便确定搜寻区域的形状和大小。这包括漂移估算值的偏差、最后落水点的偏差以及搜寻设施本身的航行偏差。可以用统计学方法来估算总偏差E，即各种偏差的平方和等于可能产生总偏差的平 方

E2?a2?b2?c2?

表1 漂移后搜寻区域的半径值

漂移距离 ≤5 5~10 ≥10

总偏差E 5% 10% 15% 半径值R R1?(1?5%)?r R2?(1?10%)?r R3?(1?15%)?r 2. 2. 2飞机残骸位置的概率分布

在可能区域内，飞机残骸位置可能性的概率分布是在搜寻计划中需要重点考虑的因素,因为它影响到如何使用搜寻设施。本文以基线作为中轴线，通过查阅资料，飞机残骸位置的概率分布采用标准正态分布，其概率分布图如图5所示。

图5 基线区域内概率密度分布图

2. 2. 3搜寻方式的确定

海上常用搜寻方式根据使用探测设备的不同可分为视力搜寻和电子搜寻两种。视力搜寻包括扇形搜寻、扩展方形搜寻、航迹线搜寻、平行线扫视搜寻等方式。根据之前的分析，本文采用航迹线搜寻方式，如图6所示。

消失飞机的计划航线

（a）单程航迹线搜寻

消失飞机的计划航线

（b）往返航迹线搜寻

图6 航迹线搜寻

2. 2.4搜寻力量的优化选择

海上立体搜寻是空中搜寻力量(航空器)与海面搜寻力量(船舶)协同开展的搜寻行

动,是发现海上遇险目标最有效的方式。当存在众多可用搜寻力量时,如何选择搜寻飞机和搜寻船舶并使其协同工作,以最短的时间对待搜寻海域实施快速高效的搜寻覆盖,是海上搜寻实践中经常遇到的问题。本文针对该问题建立全局优化数学模型,通过求解模型的最优解,得到使海空立体搜寻力量的利用率达到全局最优的选择方案。

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