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海空立体搜救装备资源优化研究文献综述

 2020-04-15 09:04  

1.目的及意义

1.1研究目的

海上搜救是指国家或相关部门针对在海上航行、停泊或作业的船舶及人员遭遇突发事故时做出的搜寻、救助等工作,它不仅是在海上事故发生后减小损失的最直接的手段,同时也是保护海上人民财产安全、防止海洋环境被污染的最后一道防线。近年来,随着国家“一带一路”、“海洋强国”战略的实施及“四个交通”发展目标的提出,国家投入了大量人力、物力于促进航运经济发展工作中,使得我国港航沿海经济发展突飞猛进,海上贸易运输呈现一派蓬勃景象[1],进出口货物量逐年上升,许多港口规模逐年扩大,船舶呈现出向大型化、智能化发展趋势,但另一方面,海上交通流的逐步密集以及船舶的逐步高危化也导致了海上交通事故的频发及重大险情事故发生后产生的巨大人命财产损失,这对海上搜救工作的开展提出了更高的要求,海上搜救任务更加繁重。

自2003年救捞体制改革以来,我国救捞事业焕发出新的生机与活力,专业救助能力显著提升,成为了国家应急反应体系最重要的组成部分[2]。但是,因为海上搜救工作起步晚、发展慢,纳入地方应急管理体系时间短,以及缺乏政府重视等原因,目前海上救助体系仍存在体制不明、机制不活、行动组织不协调、反应不迅速、资源配置分散等问题,这不仅长期制约了我国救助系统的发展,使其缺少核心竞争力,而且不完善的救助体系与有待加强的救助能力无法适应新形势下国家所提出的战略发展目标与要求。

在海上搜救中,船艇是最基础的搜救资源,其机动性可以使其在事故发生后迅速调动赶往现场,并长时间地进行搜寻、救助工作。而飞机是最有效的搜救资源,其快速性可使其尽快地响应搜救行动,同时,飞机可以克服在恶劣天气海况下船艇无法到达事故现场及船艇搜救覆盖范围不广的缺点。优化船艇、飞机等资源配置,解决资源站点布设及每个站点装备资源种类、数量问题,可有助于我国搜救行动的效率与能力提升,有利于我国贯彻落实作为国际海事组织A类理事国应提供的搜救应急行动支持,切实专业救助力量的关键性作用[3]

1.2研究现状

搜救装备资源配置可分为宏观配置与微观配置。宏观配置一般是指搜救站点的布设选址,微观配置一般是指单个站点的资源种类、数量配置。如何合理配置供应资源,一般应包含以下三个方面内容:供应迅速及时、装备种类正确、装备资源数量充分。为优化搜救资源配置,提升搜救工作效率,国内外学者围绕应急物资站点、应急交通等科学门类做了大量研究。

1.2.1 国内研究现状

国外学者Karatas, Mumtaz等[4]提出了一种结合优化和模拟的搜救直升机分配混合方法。该方法先通过构建一个整数线性规划(ILP)模型来提供有效的分配规划,之后利用模拟模型求解ILP模型无法解出的约束,再基于规则算法,生成替代解决方案并求出更优解。与单一的优化模型相比,该混合方法能更有效地利用资源。在船艇资源配置方面,Razi, Nasuh[5]等采用IB-BAM方法,令搜救船只配置站点选址问题取决于一个包含区域下的事故密度及类型、资源能力、地理因素和政府运营规则等要素的标准集合,由此建立了一个多目标模型分配搜救资源模型,得出了基于事故的最优船只分配方案。Abi-Zeid, Irène等[6]基于经典搜索理论和约束规划,提出了一种可求解多个不可分割的搜索者存在的航空搜救事件的搜索资源分配问题,使搜索计划在操作上可行并且成功的总概率最大化的算法。Akbari, Amin等[7]综合考虑主要和备用覆盖范围以及平均访问时间等因素,开发了一个多目标规划模型,用以优化搜救船舶在潜在的未来事故中的位置和分配,以实现更大的目标响应能力和覆盖范围。Akbayrak E[8]等认为管理海上救援资源配置应根据一些明确的标准进行,以便适当地覆盖世界的搜救区域,并讨论了一种基于搜救责任区域上的海上和空中道路的交通密度,定位搜救站并将搜救资源分配到台站的新方法,但并未涉及模型本身,只是讨论了该方法主要特征及框架。

1.2.2 国外研究现状

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