一种海上落水人员移动轨迹预测方法、系统及存储介质与流程

本发明涉及海上救援，特别是一种海上落水人员移动轨迹预测方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、随着世界经济的快速发展，国际海洋货物运输以其通过能力大、运量大、运费低以及对货物适应性强等优点，加上全球特有的地理条件，使其成为国际贸易中主要的运输方式。

2、由于海上情况变化复杂、事故频发，落水人员缺乏漂浮救生器材，易致淹溺。低温海水中浸泡易造成冻僵，如水温0℃时，人仅能存活0.25h；水温5℃时,能存活1h左右。并且，落水人员在海洋中易受其他生物伤害，如鲨鱼、海蛇、有毒鱼类等。可见，落水人员海上生存时间十分有限。因此，海上救生问题也受到了多方的重视。

3、目前，海上救生过程中对海上落水人员的搜寻主要依靠搜救船舶、飞机上人员的肉眼观察、望远镜或红外设备(夜视仪和光电跟踪仪)。但是，落水人员在海上往往只露出头部，即使在气象条件较好的白天，参与救助人员靠肉眼观察只能看到远处600～700m的落水人员；而在风浪天、夜间或者能见度差时，搜寻可见范围更小。由于落水人员在水中面积小，利用红外搜索设备的效率也比较低。

4、即，现有技术中存在海上救生过程中，搜救效率较低的问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供了一种海上落水人员移动轨迹预测方法、系统及存储介质，旨在解决现有的海上落水人员移动轨迹预测方法搜救效率较低的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种海上落水人员移动轨迹预测方法，其包括以下步骤：获取落水人员的定位信息，根据定位信息确定落水人员信息，落水人员信息至少包括落水时间、所在水域的环境信息；实时显示落水人员的定位信息及落水人员信息；根据落水人员信息，基于海上救生模型预测落水人员的移动轨迹，并进行显示。

3、可选的，获取落水人员的定位信息具体为，获取海上救生装备传送的落水人员的定位信息，海上救生装备上设置有ais设备。

4、可选的，ais设备遇水自动启动，传送的落水人员的定位信息，ais设备的启动时间即为落水时间。

5、可选的，环境信息包括风、浪、流、温四个气象要素。

6、可选的，根据落水人员信息，基于海上救生模型预测落水人员的移动轨迹，并进行显示，具体包括如下步骤：s10、根据环境信息，确定风场数据与流场数据，风场数据至少包括风速、风向信息；流场数据至少包括水流的流速、流向信息；s20、判断风、流场数据的覆盖范围是否包括指定区域，若否，则根据风、流场数据对指定区域进行位置上的插值处理后，基于插值处理后得到流场数据，执行s30，若是，则直接执行s30；s30、提取正东方向上的流速分量u1、正北方向上的流速分量v1；s40、计算风压漂移量正东方向上的风压漂移分量u2、正北方向上的风压漂移分量v2；s50、将流速分量u1、v1与风压漂移分量u2、v2进行矢量求和，得到落水人员的海上漂移速度；s60、基于落水人员的海上漂移速度与拉格朗日方法，预测落水人员的移动轨迹，并进行显示。

7、可选的，s40具体包括如下步骤：s41、将落水人员的实际漂移速度l视为由顺风向漂移速度和垂直风向漂移速度两部分组成，得到以下关系式：dwl＝adw10+bd；cwl＝acw10+bc；其中，dwl为顺风向漂移速度，cwl为垂直风向漂移速度，w10为风力大小，ad、ac、bd、bc均为通过拟合实验数据所得的线性系数；s42、对线性关系的斜率和截距分别加上一个满足正态分布的随机扰动项，则：其中，为斜率an的随机扰动项，为截距bn的随机扰动项；s43、基于s42得到的公式，令s41中顺风向漂移速度和垂直风向漂移速度的关系式中的斜率和截距具有相同的扰动，则：s44、获取风向信息θ，并将顺风向漂移速度和垂直风向漂移速度的关系式进行正交分解，将分解后的风向漂移量视为标量，再进行标量加减运算即可得到风压漂移量正东方向上的风压漂移分量u2、正北方向上的风压漂移分量v2。

8、可选的，s44具体包括如下步骤：获取风向信息θ，根据风力大小w10，风力的正东方向分量为u′＝w10cosθ，风力的正北方向分量为v′＝w10sinθ；将顺风向漂移速度和垂直风向漂移速度的关系式正交分解至东西、南北方向上，再进行标量加减运算，得到的风压漂移量正东方向上的风压漂移分量u2、正北方向上的风压漂移分量v2：u2＝dwl*cosθ+(+cwl*sinθ)，v2＝dwl*sinθ-(+cwl*cosθ)。

9、可选的，s60预测得到的移动轨迹具体为：其中，分别为横、纵坐标上的预测轨迹，x、y为落水人员的定位信息，v、u是在t时刻落水人员的海上漂移速度，δαx、δαy均为预设的受到湍流涡动形成的距离。

10、与所述海上落水人员移动轨迹预测方法相对应的，本发明提供一种海上落水人员移动轨迹预测系统，其包括：信息获取模块，用于获取落水人员的定位信息，并根据定位信息确定落水人员信息；显示模块，用于实时显示落水人员的定位信息及落水人员信息、移动轨迹；移动轨迹预测模块，用于根据落水人员信息，基于海上救生模型预测落水人员的移动轨迹，并进行显示；救生模块，用于根据移动轨迹，确定搜救方案。

11、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有海上落水人员移动轨迹预测，所述海上落水人员移动轨迹预测被处理器执行时实现如上文所述的海上落水人员移动轨迹预测方法的步骤。

12、本发明的有益效果是：

13、(1)与现有技术相比，本发明通过落水人员的定位信息确定落水人员信息，能够快速获知落水人员的落水时间、所在水域的环境信息，便于进行移动轨迹预测；通过海上救生模型预测落水人员的移动轨迹，能够快速确定落水人员的实时状态，避免由于海上情况复杂影响搜救效率，能够有效提高救援效率；通过实时显示落水人员的定位信息及落水人员信息、移动轨迹，能够更加直观地进行展示，便于救援人员查看；

14、(2)与现有技术相比，本发明通过ais设备遇水自动启动，传送的落水人员的定位信息，能够避免落水人员被困水中，无法手动发送定位信息造成的救援不便；

15、(3)与现有技术相比，本发明通过海上救生模型预测落水人员的移动轨迹，能够准确确定落水人员的状态变化，同时，对移动轨迹进行显示，便于救援人员查看；

16、(4)与现有技术相比，本发明通过拟合实验数据所得的线性系数结合随机扰动项，能够提高海上救生模型的预测准确率。

技术特征：

1.一种海上落水人员移动轨迹预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的海上落水人员移动轨迹预测方法，其特征在于：获取落水人员的定位信息具体为，获取海上救生装备传送的落水人员的定位信息，海上救生装备上设置有ais设备。

3.根据权利要求2所述的海上落水人员移动轨迹预测方法，其特征在于：ais设备遇水自动启动，传送的落水人员的定位信息，ais设备的启动时间即为落水时间。

4.根据权利要求1所述的海上落水人员移动轨迹预测方法，其特征在于：环境信息包括风、浪、流、温四个气象要素。

5.根据权利要求1所述的海上落水人员移动轨迹预测方法，其特征在于：根据落水人员信息，基于海上救生模型预测落水人员的移动轨迹，并进行显示，具体包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的海上落水人员移动轨迹预测方法，其特征在于：s40具体包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的海上落水人员移动轨迹预测方法，其特征在于：s44具体包括如下步骤：

8.根据权利要求5所述的海上落水人员移动轨迹预测方法，其特征在于：s60预测得到的移动轨迹具体为：

9.一种海上落水人员移动轨迹预测系统，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有海上落水人员移动轨迹预测，所述海上落水人员移动轨迹预测被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的海上落水人员移动轨迹预测方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种海上落水人员移动轨迹预测方法、系统及存储介质，其包括：获取落水人员的定位信息，根据定位信息确定落水人员信息，落水人员信息至少包括落水时间、所在水域的环境信息；实时显示落水人员的定位信息及落水人员信息；根据落水人员信息，基于海上救生模型预测落水人员的移动轨迹，并进行显示。本发明通过落水人员的定位信息确定落水人员信息，能够快速获知落水人员的落水时间、所在水域的环境信息，便于进行移动轨迹预测；通过海上救生模型预测落水人员的移动轨迹，能够快速确定落水人员的实时状态，有效提高救援效率。

技术研发人员：庄海东,华楷,孙小东,蔡志勇,黄接华
受保护的技术使用者：厦门蓝海天信息技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/29