海上搜救模拟中的可视化灾难再现模型研究

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1、海上搜救模拟中的可视化灾难再现模型研究林国顺1，马红2，郑中义3，郭栋41.大连海事大学交通运输管理学院，辽宁大连1160262.大连海事大学交通运输管理学院，辽宁大连1160263.大连海事大学航海学院，辽宁大连1160264.大连海事大学交通运输管理学院，辽宁大连116026Whisky1892@163.com摘要：为进一步使海上搜救模拟系统达到更好的模拟搜救效果，本文采用了多智能体建模的手段，在模拟系统的开发中引入了知识建模和规则库的概念，探索其基于知识的智能模拟理论方法，从而建立海上搜救系统的知识模型；同时在模拟系统中还进行了通信系统模型的研究，引入了socket通信技

2、术，对语音传输等的相关内容也都进行了较深入的实用理论探索，并在过程中实现了一些关键技术的突破。关键词：海上搜救，智能，模拟，信息通讯1引言随着我国经济、贸易的发展和海洋开发战略的实施，远洋运输、捕捞、海上石油勘探等活动日益频繁，发生水上险情和事故的频率也在不断增大，引起了国家和社会对海上交通安全的广泛关注。目前，我国已经建立了中国海上搜救中心、各省级搜救中心以及分中心的三级海上应急救援体系和海上险情应急反应预案，并举行的多次海上搜救演习，但由于实战训练周期长，消耗大，并且可能发生状态失控造成不必要的人员伤亡，因此，采用计算机模拟进行海上搜救的训练模式则成为了提高海上搜救能力的重

3、要训练途径。今年，政府尤其提出从实战演练方式向计算机模拟救援训练转化，向数字化救援训练转化。为此，国家海上安全有关部门与大连海事大学多学科联合攻关，试图解决海上搜救数字化模拟中的关键技术。本文主要以随机模拟的理论为基础，对海上航空器的模拟飞行以及模拟遇难的建模过程进行了分析及研究，同时探讨模拟系统中的通讯理论与方法，增强了模拟的逼真效果，实现了灾难再现建模方法中的若干关键技术的突破。2航空器灾难发生模型2.1航空器灾难发生过程航空器遇难模拟模型以航空器飞行模拟模型的状态输出作为本模型的状态输入，根据本模型的计算后，产生模型的状态输出到航空器待救模型中[1]。灾难的发生采取先发生

4、灾难，然后寻找原因的方法，即先根据一定的概率使灾难发生，然后再根据各种情况的概率大小来判断原因。这时我们可以将这个过程分为两个阶段：灾难发生阶段和灾难原因产生阶段。同时航空器的各个模块的状态根据灾难的影响发生变化，产生事故情况描述。(1)灾难发生阶段这个阶段主要解决航空器的灾难是如何产生的。根据航空器灾难发生模型产生灾难，决定航空器灾难的等级。(2)灾难原因产生阶段这个阶段主要解决航空器的灾难的原因是什么。根据航空器灾难原因产生模型判断灾难的原因，并根据原因判断航空器的损坏情况，为以后的航空器待救模型提供状态输入。2.2航空器灾难原因产生模型可以引发空难的原因是多种多样的，任何

5、小的故障和疏忽都有可能造成灾难的发生，根据多年来的数据统计发现，引发空难的主要原因有三种：机械故障、天气原因和人为因素。因为任何一起空难的真正原因是十分复杂的，甚至有可能是多种原因相互作用的结果，考虑到将全部原因加入系统中并不现实，在海上航空器遇难模型中，因此将航空器灾难发生因子简化为内部因素和外部因素，内部因素主要考虑机械故障与人为因素的影响，外部因素主要考虑天气原因的影响；灾难的发生是由内部因素与外部因素共同作用的结果。2.2.1航空器遇难发生的外部因素航空器的灾难发生的外部因素，主要考虑天气状况的影响。天气是空难发生的一个重要因素，风、雨、雪、雾等天气状况都可能引起航空器

6、灾难的发生。在灾难发生模型中，天气因素我们主要考虑大风、雷雨、多雾、晴这四种情况构成一个集合空间，其中wind代表大风因素，storm代表雷雨因素，fog代表多雾因素，fine代表晴因素。假设天气状况只可能是我们规定的因素。这样我们定义如下的外部因素的集合空间：其中代表当前的天气类型，它是属于集合空间的一个元素[2]。2.2.2航空器遇难发生的内部因素航空器的灾难发生的内部因素，主要考虑航空器内部一些系统原因以及人为原因。其中制动系统故障、油料系统故障、引擎故障是航空器机械故障中比较常见的原因[3]。取制动系统故障、油料系统故障、引擎故障、人为原因以及正常情况[4]，建立因素集

7、合空间，其中brake代表制动系统故障，oil代表油料系统故障，engine代表引擎故障，driver代表人为原因，fine代表一切运转正常。这样我们定义如下的内部因素集合空间：表示当前的系统状况，它只可能在空间中取值。2.3航空器灾难发生模型灾难的发生在时间上和地域上是随机的，也就是说，在某一时刻，航空器都有可能发生灾难。灾难概率的大小可以取决于模拟者的意愿[5]。作为本系统来说，由于重点训练航空器遇难后的模拟救援状况，所以航空器发生灾难的概率可以适当变大，甚至每次飞行都发生灾难。建立如下