[发明专利]一种民用直升机海上搜救处置方案优化方法

说明书

本发明公开了一种民用直升机海上搜救处置方案优化方法，包括：根据任务区域的参数化定义及取值范围，初始化处置方案的种群；将种群体进行非支配排序，并赋予虚拟适应度，直至所有个体均被分组；在种群中进行交叉、变异、选择遗传变异操作，当优化结果已收敛或迭代次数已超过设定的最大遗传代数，则输出Pareto前沿解集；在每一个前沿解集的任务区域中添加相应的搜救模式和任务性质，形成直升机海上搜救的处置方案集合；按照顺序进行仿真推演，并通过大样本仿真输出处置方案评估指标在不确定性因素影响下的仿真数据；对每个处置方案的仿真数据进行综合评估，并以正态分布的形式对综合评估结果进行表示，选择均值最大且方差最小的处置方案。

技术领域

本发明涉及直升机海上搜救辅助决策支持方法，具体涉及一种民用直升机海上搜救处置方案优化方法。

背景技术

直升机在海上搜救中发挥着越来越重要的作用，当有突发事件发生时，直升机会根据处置方案执行搜救任务，因此处置方案的合理性在很大程度上决定了任务能否成功。但是，由于海上搜救任务中存在很多不确定性因素，这导致遇险目标可能出现的位置分布较广，传统方法在规划阶段难以制定合适处置方案有效覆盖预测位置，而且这些不确定性会导致直升机按照既定处置方案执行任务的效果服从一种概率分布。

目前，直升机海上搜救处置方案的有效性存在一定不足，主要表现在制定和评估2个方面。处置方案主要包括任务区域的具体信息以及往返任务区域的具体航线，其中前者是主要决定因素，在已有的任务区域规划方法中，存在规划过程不灵活、优化结果是局部最优解的问题。另一方面，现有的评估方法不能解决处置方案执行过程中多种不确定性因素对评估结果的影响，因此往往在执行任务之前难以对其进行综合评估。

发明内容

本发明的目的是提供一种民用直升机海上搜救处置方案优化方法，以改善目前在执行相关任务时主要依靠经验制定处置方案，且任务成功率不高的现状，从而提高民用直升机的运营支持能力。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种民用直升机海上搜救处置方案优化方法，包括：

步骤1，根据任务区域的参数化定义及取值范围，利用非支配排序遗传算法，初始化处置方案的种群；所述任务区域的参数包括：任务区域宽度、任务区域长度、中心横坐标、中心纵坐标、任务区域与横轴夹角；在任务区域的各个参数的取值范围中随机取值，构成一个个体；采用多次取值的方法，将所有个体构成初始种群；

步骤2，将种群体进行非支配排序，并赋予虚拟适应度，直至所有个体均被分组；

步骤3，在种群中进行交叉、变异、选择遗传变异操作，当优化结果已收敛或迭代次数已超过设定的最大遗传代数，则静态优化过程停止并输出Pareto前沿解集，否则继续下一次迭代；在每一个前沿解集的任务区域中添加相应的搜救模式和任务性质，形成直升机海上搜救的处置方案集合；其中每个处置方案均包含以下信息：

去程路线，以航路点的方式进行表示；

返程路线，以航路点的方式进行表示；

任务区域，以4个位置组成的矩形进行表示；

搜寻模式，包括扩展方形搜寻、扇形搜寻、平行线搜寻、横移线搜寻；

任务性质，包括搜寻救助、仅搜寻、仅救助；

步骤4，将Pareto解集中的处置方案按照顺序进行仿真推演，并通过大样本仿真输出处置方案评估指标在不确定性因素影响下的仿真数据；

步骤5，对Pareto解集中每个处置方案的仿真数据进行综合评估，并以正态分布的形式对综合评估结果进行表示，选择均值最大且方差最小的处置方案。

进一步地，所述将Pareto解集中的处置方案按照顺序进行仿真推演，包括：

4.1处置方案解析