Оптимальная система планирования поиска и спасания

редактировать
Вывод SAROPS

Оптимальная система планирования поиска и спасания (SAROPS) - это комплексная поисково-спасательная (SAR) система планирования, используемая Береговой охраной США при планировании и выполнении почти всех случаев SAR на территории и вокруг США и Карибский бассейн. SAROPS состоит из трех основных компонентов: графического интерфейса пользователя (GUI), сервера экологических данных (EDS) и симулятора (SIM). Использование набора инструментов коммерческого совместного картографирования (C / JMTK) с государственной лицензией на географическую информационную систему (ГИС) SAROPS может использоваться как в прибрежной, так и в океанской среде. В симулятор встроена возможность доступа к глобальным и региональным наборам данных о ветре и течениях, что делает SAROPS наиболее полным и мощным инструментом, доступным для специалистов по планированию поисково-спасательных операций на море.

Содержание

  • 1 Инструменты планирования исторического поиска
  • 2 Мотивация для разработка SAROPS
  • 3 Компоненты SAROPS
    • 3.1 Графический интерфейс пользователя (GUI)
    • 3.2 Сервер экологических данных (EDS)
    • 3.3 Симулятор SAROPS (SIM)
      • 3.3.1 Определения
      • 3.3. 2 Мастер моделирования
      • 3.3.3 Мастер оптимального планирования
  • 4 Приложения, не связанные с поисково-спасательными операциями
  • 5 Использование в реальных условиях
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки

Инструменты планирования исторического поиска

До SAROPS диспетчеры SAR в береговой охране США использовали компьютерное планирование поиска (CASP) и совместные автоматизированные рабочие листы (JAWS), в которых использовались устаревшие методы и алгоритмы планирования поиска. В частности, CASP был основан на старых вычислительных технологиях, а JAWS был взят непосредственно из методов пера и карандаша для более коротких продолжительности дрейфа в прибрежной среде. Данные об окружающей среде состояли из информации о ветре и течениях с низким разрешением (сетка широты / долготы 1 градус), которая применялась каждые 12 часов. Для большинства областей CASP использовал среднемесячные значения течения, в то время как JAWS использовал одно значение ветра и течения во время SAR. Ни одна из систем не могла своевременно получать доступ к выходным данным модели ветра и течения с высоким разрешением, что было существенным недостатком, поскольку одним из основных компонентов, определяющих точность решения дрейфа, является наличие точной и точной информации о ветре и течении для данной области.

Мотивация для разработки SAROPS

Береговая охрана США использует систематический подход к поисково-спасательным операциям. Для любого случая существует пять этапов SAR: осведомленность, начальные действия, планирование, операции и выводы. Узнав о случае в результате звонка «MAYDAY» или другой формы связи, диспетчеры SAR работают над сбором данных о случае, и чаще всего в первоначальном отчете есть много неопределенностей. Затем контроллер должен разработать область поиска на основе информации, оценить доступность и возможности ресурсов, опубликовать план поиска и развернуть ресурсы. Пока ресурсы проводят поиск, контроллер снова начинает процесс, собирая дополнительную информацию, разрабатывая последующий поиск, развертывая ресурсы и оценивая предыдущие поиски. Этот процесс продолжается до тех пор, пока выжившие не будут найдены и спасены или пока надлежащие органы не приостановят рассмотрение дела о SAR. Следовательно, существует потребность в быстром и простом инструменте, который минимизирует ввод данных, сводит к минимуму вероятность ошибок, может получать доступ к данным об окружающей среде с высоким разрешением и создавать планы действий по поиску, которые увеличивают вероятность успеха. Кроме того, Национальный план поиска и спасания Соединенных Штатов (2007 г.) бросает вызов поисково-спасательным сообществам в следующем отрывке:

Признавая критическую важность сокращения времени реагирования для успешных спасательных и аналогичных усилий, постоянное внимание будет уделяться разработке и внедрению средств сокращения времени, необходимого для:

a. Получение предупреждений и информации, связанной с аварийными ситуациями;. б. Планирование и координация операций;. c. Переходы на объект и обыски;. d. Спасает; и.

e. Оказание немедленной помощи, например, медицинской помощи, в зависимости от ситуации.

Если этого недостаточно, вертолет USCG стоит 9–14 тысяч долларов в час, а каттер USCG стоит 3–15 тысяч долларов в час. Сокращение времени нахождения самолета в воздухе или нахождения катера в зоне досмотра может значительно снизить расходы налогоплательщиков, а также спасти жизни и имущество. Береговая охрана США заключила контракт с Northrop Grumman Corporation, Applied Science Associates (ASA) и Metron Inc. на разработку комплексной системы, включающей последние графические параметры расхождения, параметры расхождения Leeway и Монте-Карло. методы для повышения вероятности успешного поиска дел. SAROPS соответствует и превосходит эти ожидания за счет минимизации сроков планирования и реагирования.

Компоненты SAROPS

SAROPS состоит из графического интерфейса пользователя (GUI), сервера экологических данных (EDS) и имитатора (SIM).

Графический интерфейс пользователя (GUI)

Графический интерфейс пользователя использует Географическую информационную систему (ArcGIS) Института исследований экологических систем (ESRI) и был изменен для включения специальных приложений береговой охраны США, таких как расширение SAR Tools и расширение SAROPS. Приложения имеют интерфейс на основе мастера и работают в многоуровневой среде ArcGIS. Для отображения доступны векторные и растровые диаграммы, а также планы поиска, шаблоны поиска, экологические данные области поиска и карты вероятностей. Наконец, графический интерфейс пользователя предоставляет отчеты по всем операциям поиска.

Сервер экологических данных (EDS)

Сервер экологических данных (EDS) собирает и хранит информацию об окружающей среде для использования в SAROPS. Местные серверы SAROPS в Соединенных Штатах запрашивают экологическую информацию от EDS в зависимости от интересующей области. На сервере каталогизируются различные экологические продукты, от систем наблюдений до продуктов моделирования. Наблюдения включают температуру поверхности моря, температуру воздуха, видимость, высоту волн, глобальные / региональные приливы и течения, и это лишь некоторые из них. Выходные данные моделей с высоким разрешением из операционных моделей прогнозов, таких как гибридная координатная модель океана (HYCOM) и Global NRL Coastal Ocean (NCOM), предоставляют информацию о ветрах и течениях, изменяющихся во времени и пространстве. Наконец, EDS может предоставить инструменты объективного анализа и агрегирования. Список доступных продуктов постоянно меняется, поскольку исследователи военно-морского флота, местных университетов и исследовательских центров постоянно повышают точность и надежность продуктов и делают их доступными на постоянной основе.

Симулятор SAROPS (SIM)

Определения

  • Вероятность удержания (POC) : Вероятность нахождения объекта поиска в границах некоторой области. Можно достичь 100% POC, увеличивая область до тех пор, пока не будут охвачены все возможные местоположения.
  • Вероятность обнаружения (POD) : вероятность обнаружения объекта или распознавания объекта поиска. Различные летательные аппараты, условия окружающей среды и типы объектов поиска могут давать различную вероятность обнаружения. Обычно вероятность обнаружения уменьшается с увеличением расстояния от объекта поиска.
  • Вероятность успеха (POS) : вероятность того, что объект поиска будет найден. POS зависит от POC и POD. POS = POC x POD

Мастер симулятора

Мастер симулятора использует несколько страниц описаний сценариев, которые вводятся пользователем для вычисления возможных местоположений и времени бедствия, последующих траекторий дрейфа объекта поиска, и влияние завершенных поисков на вероятности поискового объекта. Симулятор фиксирует неопределенность в позициях, временных параметрах окружающей среды и параметрах отклонения. После получения всей информации, относящейся к данному случаю, имитатор, используя метод Маркова Монте-Карло, моделирует дрейф до 10 000 частиц для каждого сценария. Для каждых 20 минут дрейфа симулятор учитывает изменения в потоке воды, свободе ветра и дивергенции запаса хода. Симулятор отображает результаты в виде карты плотности вероятности, которую можно анимировать в течение продолжительности дрейфа. На Рисунке 1 изображен этот тип карты. Модель ансамблевой траектории, управляющие уравнения модели случайного блуждания и случайного полета полностью объяснены в работах Брейвика и Аллена (2008) и Сполдинга и др. (2005), который находится в O'Donnell, et al. (2005). Короче говоря, цель симулятора - максимизировать вероятность успеха.

Мастер оптимального планирования

Мастер оптимального планирования принимает информацию о карте вероятности, а также другой набор пользовательских входных данных, таких как тип ресурсов, условия сцены и значения ширины развертки для разработки областей поиска которые увеличивают POS. Контроллер SAR может регулировать области поиска для дальнейшего увеличения POS. Вооружившись наилучшим подходом к имеющимся ресурсам, контроллер SAR может затем передать шаблон поиска поисковым средствам. Если поисковый объект не будет найден при первом поиске, мастер оптимального планирования учтет предыдущие неудачные поиски, рекомендуя последующие поиски.

Приложения вне поисково-спасательных служб

SAROPS могут быть расширены до включить другие приложения помимо поиска и спасения. Эти приложения могут включать, но не ограничиваются, прогнозы рыбных запасов и прогнозы разливов нефти.

Использование в реальном мире

SAROPS был использован в ответ на взрыв Deepwater Horizon и помог в окончательном восстановлении 115 человек.

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-07 07:34:12
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте