海上搜寻船舶协同调度方法研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laohuob
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我国作为航运大国,海洋资源丰富。近年来,随着海上贸易的迅猛发展,加上我国加大了海洋资源的开发力度,一些海域的海上交通十分繁忙,无疑增加了海上航行船舶的危险因素,海上交通事故也时有发生。当目标落水后,在无动力的情况下在海水中做漂移运动,所以海上搜寻是发现幸存者的唯一途径。由于海水温度较低,目标在海水中的存活时间有限,所以制定的搜寻方案应快速、合理。所以本文就海上搜寻制定搜寻方案中决策阶段所涉及的关键问题——海上搜寻船舶协同调度方法展开研究。
  当确定出包含目标在内的搜寻区域后,需考虑调度搜寻船舶对搜寻区域进行搜寻。为降低协调难度,同时使搜寻船舶的搜寻任务更加明确,根据目标的概率分布情况将搜寻区域划分成多个搜寻子区域,并对目标在各子区域内的概率进行研究,明确不同概率的子区域对优质搜寻船舶的调用优先级。考虑了各搜寻船舶的搜寻覆盖能力、距各子区域的最短直线距离、最大航速等因素后,在满足不同子区域对优质搜寻资源的调用优先级的前提下,构建了以各子区域的搜寻完成时间最小为目标的数学模型,提出包括船舶选择和搜寻任务指派两方面内容的海上搜寻船舶协同调度优化方法。设计改进的遗传算法对问题进行求解,应用案例获得海上搜寻船舶协同调度方案。基于决策者的不同风险偏好,求解出对应的船舶调度方案,给出各子区域搜寻完成时间的情况。为进一步提高搜寻效率,对原有船舶调度方案进行改进。得到的结论如下:(1)海上搜寻船舶协同调度方法能够满足不同搜寻子区域对优质搜寻资源的调用优先级,即优质搜寻船舶对概率大的搜寻子区域展开重点搜寻,并有搜寻结束的时间最短;概率低的子区域的搜寻完成时间相对较长。(2)根据决策者的风险偏好,不同的船舶调度方案所对应的各子区域搜寻完成时间与目标在各子区域内的概率呈负相关。保守型船舶调度方案和冒险性船舶调度方案之间的差异主要体现在:前者的搜寻任务结束时间较短,后一种船舶调度方案中概率高的子区域被搜寻完成的用时较短。(3)将改进前后的实验结果进行对比分析,结果表明,经改进的船舶调度方案可以提高搜寻效率,缩短搜寻任务的完成时间;同时还能够节省搜寻总成本,减少搜寻船舶的投入量,有效提高投入搜寻船舶的利用率,为有关部门制定搜寻船舶调度方案提供参考。
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