海上立体搜寻全局优化模型及仿真研究

发布时间：2021-04-11 17:27

　　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... 

【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：155 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
创新点摘要
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状及发展动态分析
    1.3 海上立体搜救概述
    1.4 论文主要研究内容
第2章 海上搜寻基本理论和方法
    2.1 引言
    2.2 海上搜寻区域确定方法
        2.2.1 搜寻基准
        2.2.2 目标位置的概率分布
    2.3 海上搜寻力量获取技术
        2.3.1 静态搜寻力量获取
        2.3.2 动态搜寻力量获取
    2.4 搜寻方式
        2.4.1 视力搜寻
        2.4.2 电子搜寻
    2.5 小结
第3章 海上立体搜寻全局优化模型
    3.1 引言
    3.2 海上立体搜寻全局优化模型的建立
        3.2.1 模型的提出
        3.2.2 模型求解复杂度分析
    3.3 模型的求解方法
        3.3.1 最优化基本知识
        3.3.2 模型求解算法
    3.4 算例分析
        3.4.1 模型算例
        3.4.2 结果分析
    3.5 小结
第4章 海上搜寻区域剖分算法
    4.1 引言
    4.2 搜寻区域剖分问题的提出
    4.3 搜寻区域剖分算法
        4.3.1 凸搜寻区域剖分算法
        4.3.2 凸搜寻区域剖分算法的改进
        4.3.3 任意搜寻区域剖分算法
        4.3.4 任意搜寻区域剖分算法的改进
        4.3.5 CSP在搜寻区域内的剖分算法
    4.4 小结
第5章 海上立体搜寻态势三维仿真
    5.1 引言
    5.2 我国海上立体搜救体系概况
        5.2.1 我国海上主要专业搜救设施
        5.2.2 我国海上专业搜救力量的空间部署
    5.3 立体搜寻三维场景建模方法
        5.3.1 采用空间数据叠加创建三维场景
        5.3.2 利用建模工具创建三维物标模型
    5.4 立体搜寻态势三维仿真方法
        5.4.1 ArcGIS动画原理概述
        5.4.2 搜寻态势仿真方法
        5.4.3 搜寻态势动画关键帧属性计算方法
        5.4.4 立体搜寻态势三维仿真效果
    5.5 小结
第6章 结论与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间公开发表论文
攻读学位期间获得国内外发明专利
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]低轨卫星自动识别系统在海事监管中的应用[J]. 兰培真,刘旺盛,刘晓佳,曹士连.  中国航海. 2012(02)
[2]基于区域分割的无人机路径规划[J]. 刘山,曹盛文,刘轩.  计算机仿真. 2012(03)
[3]LRIT系统与航运公司船舶动态监控[J]. 邢钺.  世界海运. 2011(08)
[4]求解0-1背包问题的动态规划法分析[J]. 吕聪颖,赵刚彬,周春光.  南阳理工学院学报. 2011(02)
[5]一种基于梯形剖分的多边形布尔运算方法[J]. 崔璨,王结臣.  测绘学报. 2011(01)
[6]我国应用星载基站AIS系统研究[J]. 杨倩.  中国海事. 2011(01)
[7]线性分式规划的Frank-wolfe优化算法[J]. 陈诚,杨森,李粉红.  商洛学院学报. 2010(02)
[8]中国海洋救助船主力船型——8000kW海洋救助船[J]. 郑梓荫,杨存国,顾艳.  船舶设计通讯. 2010(S1)
[9]我国海上救援直升机现状和分析[J]. 徐胜,李家云.  直升机技术. 2010(01)
[10]面向救援任务的地面移动机器人路径规划[J]. 秦世引,高书征.  智能系统学报. 2009(05)

博士论文
[1]海上搜救决策支持系统关键技术的研究[D]. 肖方兵.大连海事大学 2011
[2]非凸规划问题的全局最优性条件和全局最优化方法[D]. 全靖.上海大学 2011
[3]非凸优化问题的全局优化算法[D]. 周雪刚.中南大学 2010

硕士论文
[1]VTS船舶交通管理综合信息系统的研究[D]. 贾吉荣.大连海事大学 2011
[2]AIS-SART的研究与实现[D]. 郭成雄.大连海事大学 2011
[3]VTS的信息获取与播发技术的研究[D]. 崔建晔.大连海事大学 2009
[4]内河航道三维显示与分析系统的设计与实现[D]. 邢胜伟.大连海事大学 2008
[5]基于ArcGIS Engine的三维GIS系统开发与应用[D]. 范力铭.华东师范大学 2007
[6]海上搜寻技术研究[D]. 陈明东.大连海事大学 2007
[7]AIS基站控制软件系统的研究[D]. 朱飞祥.大连海事大学 2005



本文编号：3131660