海上立體搜尋全局優(yōu)化模型及仿真研究.pdf

1、海上立體搜救是最有效的海上人命救助方式，船舶與航空器協(xié)同實(shí)施搜尋救助的價(jià)值和效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了單一地使用船舶或航空器。海上立體搜救又是一個(gè)非常復(fù)雜而又性命攸關(guān)的活動(dòng)。當(dāng)遇險(xiǎn)目標(biāo)位置不明時(shí)，須進(jìn)行海上搜尋，搜尋行動(dòng)在整個(gè)搜救過(guò)程中是最昂貴、最危險(xiǎn)和最復(fù)雜的部分，也是發(fā)現(xiàn)和救助幸存者的唯一途徑。本文圍繞海上大面積搜尋實(shí)踐中經(jīng)常遇到的最優(yōu)搜尋力量選擇和任務(wù)分配這一核心問(wèn)題開(kāi)展了以下三個(gè)方面的研究工作:
　　 1.海上立體搜尋全局優(yōu)化問(wèn)題建

2、模、求解和分析。本文將海上立體搜尋行動(dòng)中迫切需要解決的搜尋力量選擇問(wèn)題抽象為帶有船舶總量和飛機(jī)總量約束的全局優(yōu)化問(wèn)題，建立了海上立體搜尋全局優(yōu)化模型。該模型充分考慮了待搜尋海域的面積、搜尋船舶和搜尋飛機(jī)的最大航速、搜尋能力、初始距離、最大續(xù)航時(shí)間等因素，通過(guò)引入“0-1型”決策變量，對(duì)搜尋力量的優(yōu)化選擇進(jìn)行直觀有效的判斷。通過(guò)求解模型在不同船舶總量和不同飛機(jī)總量約束條件下的全局最優(yōu)解，可以綜合分析搜尋覆蓋時(shí)間與搜尋力量數(shù)量(成本)之間的

3、關(guān)系，進(jìn)而得出優(yōu)化(經(jīng)濟(jì)且可行)的搜尋方案。
　　 2.提出并研制了多船舶和多飛機(jī)條件下的海上大面積搜尋區(qū)域剖分(任務(wù)分配)算法。根據(jù)海上立體搜尋全局優(yōu)化模型的求解結(jié)果，按照各個(gè)搜尋力量所能搜尋覆蓋的面積大小以及開(kāi)始進(jìn)行搜尋作業(yè)的位置(CSP)，將待搜尋海域剖分成互不重疊的搜尋分區(qū)，并充分考慮各分區(qū)的形狀特征，使各個(gè)搜尋力量能夠協(xié)同開(kāi)展搜尋行動(dòng)，從而以最短的時(shí)間完成對(duì)整個(gè)待搜尋海域的搜尋覆蓋。
　　 3.海上立體搜尋態(tài)勢(shì)