1、海上搜救任务中搜寻区域确定方法徐艳江继续教育学院 2009 级工程硕士 410073摘要:提出根据搜救目标最后已知的位置报告或其他位置信息确定基准点、基准 线，通 过计算失事海域的风和流对搜救目标位置的影响，确定搜救任务中的搜寻区域。关键词:基准点；基准线；风和流；搜寻半径，搜 寻区域引言：搜救本身具有复杂性和很强的专业性，依据我国国情，目前没有哪个部门可以独立承担起海上搜救的全部职能，所以只能通过政府来协调各方力量进行海上协作搜救。国家海上搜救系统是一个复杂的社会系统，不仅涉及交通、公安、海洋、渔业、环保等部门，也包括海军、陆军船艇和武警海防巡逻艇部队。任何单位执行搜寻任务都要有一个搜寻计划
2、，它可能是为一个搜寻设施制定的简短的计划或涉及到众多搜寻设施的复杂的计划。搜寻是整个搜救过程中最昂贵、最危险和最复杂的一部分。在制定搜寻计划时，计划人员必须谨慎地权衡时间限制、气象和海况、发现搜寻目标的能力、搜寻区域的尺度、搜寻区域到搜寻设施基地的距离、以及在当时条件下预期达到的发现概率。因为发生遇险事故后，幸存者的生存能力是有限的，争取时间具有极端重要性，任何延迟或对搜寻区域选择不当都会极大地减小发现幸存者的机率。海上搜救中，计划搜寻的第一步是确定搜寻范围，因此，在搜寻的初始阶段，搜寻计划人员必须在只有极少信息和较少的搜寻力量的情况下运用最佳判断开确定最佳搜寻区域，并在随后获得更多的信息和有
3、效数据的基础上调整搜寻区域，以实现在最短的时间内抢救最多生命安全的目标。1. 搜寻基准1.1 基准的种类搜寻基准是确定搜寻区域的地理参考，是整个搜救行动的依据。确定基准的方法是首先从遇险船舶的最后已知位置(LKP)开始，然后考虑风流对的漂移作用和目标的漂移时间，得出漂移方向和距离，从而确定搜寻基准。搜寻基准的种类有：1.1.1 基准点如果在搜寻前得知幸存者在某一时刻的位置点，那么由漂移计算可得搜寻基准点，即幸存者最可能处于的位置点。1.1.2 基准线如果幸存者可能处于两个或多个位置点上，那么在这些点上进行漂移计算，然后连线作为搜寻基准线，并假定幸存者处于基准线上的任何一点的可能性是相等的。遇险
4、位置属于位置线类型的情形下，得出的搜寻基准的类型也是基准线。1.1.3 基准区域基准区域是幸存者位置在其中的任何一点的概率都相等的区域。当遇险位置点和位置线都不得知时，能够得出的搜寻基准只能是基准区域。1.2 计算搜寻基准搜寻基准就是搜寻行动过程中，搜寻目标在某一具体时刻的最可能位置，也是搜寻行动的地理参考。一般以预计搜寻开始时的目标最可能位置为初始搜寻基准。基准的计算方法就是将搜寻目标从最后已知位置沿总漂移的方向移动，移动距离=总漂移速度漂移时间。目标漂移时间=搜寻开始时间-最后已知位置时间。对应总漂移方向的两种可能性，得出左右两个基准。有些国家的搜救手册，如加拿大国家搜救手册(1998)和
5、澳大利亚国家搜救手册(2005)，取左右两个基准的中点作为搜寻基准，而国际航空和海上搜救手册则(2003)则将左右两个基准分别成为两个独立的搜寻基准对待，并不取它们的中点为搜寻基准。由这两种不同确定基准的方法和漂移误差计算方法，使得计算出搜寻半径和搜寻区域的大小也互不相同。国际航空和海上搜寻救手册(2003)认为搜寻目标出现在两个基准的中点的可能性很小，搜寻中点附近区域不会取得很大成效。1.3 基准更新和标号在搜寻目标遇险后，幸存者处于风和流的漂移作用下位置不断变化，因此有必要定期重新计算搜寻基准，按时间顺序编号，如基准1、基准2、基准3，如此类推。如果搜寻行动的时间跨度较大，各初始基准可能要
6、经过多次漂移计算更新。为了避免混淆，有必要对个搜寻时期的基准进行编号。最后己知位置或遇险位置的编号为A，沿计划航线的各个用于计算基准的点按字母排列依次编号为B、C、D。根据这些点计算出的基准在其字母代号后面再加一个数字代表是第几次计算的基准。如B 1表示用计划航线上的B点第一次计算的基准，而C 2表示用用C点第二次计算的基准。2. 风和流的影响。通常有两类力量使搜寻目标产生移动或漂移：风和流。为了计算幸存者的位置，就必须估算漂移的方向和速率。一旦估算出风压差和总流压差矢量的大小和方向，就可以根据矢量迭加原理计算出漂移的方向和速度。在有强水流的海域，计划人员必须将搜寻区域沿漂移方向作充分的扩展，
7、并且搜寻线的方向应尽量与漂移方向一致，以免搜寻目标在搜寻过程中逃逸出搜寻区域。2.1 总水流的计算洋面模式下，总水流由海流(SC)和风生流(WC)合成得到。海流是一个合成矢量，通常取一定时段内(如一年)观测所得到的平均值；但是海流并非经常处于稳定状态，所以要谨慎使用海流平均值。可以从相关资料中查阅得到基点附近的海流信息。风生流是由于风持续作用在水面上而形成的，风对当地风生流的实际影响不很清楚，一般认为过去48 h影响最大。通常6h报告一次风的情况，如0000Z，0600Z，1200Z和1800Z。风力有效期为报告前后的3h，如2100Z-0000Z-0300Z。因此，某个报告日期时间组的风生流
8、矢量是过去48h内(8个报告时间组)风生流矢量的合成，在合成时要充分考虑风对流的影响系数(该系数可从风对流的影响系数表中查出)。而总的风生流矢量则是搜救目标漂移时间内所有报告时间组的风生流矢量的合成。采用(WCS) k表示第K个风生流矢量(WC)k。的大小，(WCD) k表示第K个的风生流矢量(WC) k的方向，则有：式(1)中A i表示第i个报告时间组的风向；B i表示第i个报告时间组的风速；C i表示第i个报告时间组的风向和流向的关系系数；D i表示第i个报告时间组的风速和流速的关系系数。为了叙述方便，我们设定：则有： ()arctn()kXWCDcfY式(2)中cf为修正因子，若X和Y同
9、为正数，则cf=0，若X0则cf=360 0，若Y0，则cf=360 0，若Y0则不论X为何值，cf=180 0222 计算风压矢量海面平均风的方向ASWD加上(或减去)180 0，获得真下风方向TWD。不同搜寻目标的风压漂移是不同的，可需要查阅风压差图，得到搜寻目标的风压漂移矢量，设搜寻目标的风压漂移率为LWS，风压漂移方向为LWD，则： ()LWSAMtmmin)DTax(式中：tm为漂移的时间，、的取值与搜寻目标的种类有关。3 确定搜寻区域确定搜寻区域的一般方法从最后已知位置或推算的遇险位置，经过漂移计算得出搜寻基准，再在位置总或然误差的基准上推算出搜寻半径，然后以搜寻基准为中心确定搜寻
10、区域。3.1位置总然误差位置总或然误差E(或简称为总或然误差，设为E)，是衡量搜寻目标位置的不确定性(基准计算误差)和搜寻船艇精确航行能力的综合尺度，也是决定搜寻区域大小的一个重要因素。构成E的分量较多，需逐层分析。首先有：211()si()cosnni iii iWSMtm22eEXYD式中，X表示目标初始位置误差；Y表示搜寻船艇位置误差；D e表示漂移误差。而这三个又是由各自的分量构成的，分析如下：(1)目标初始位置误差X eXFixR式中：Fix e为搜寻目标定位误差，DR e为搜寻目标航迹推算误差。Fix e的取值可查阅定位误差表；DR e与推算航程的长度成正比，不同搜救目标取值不同。
11、(2)搜寻设施位置误差Y eYFixDR式中:Fix e为搜寻设施的定位误差；搜寻设施的航迹推算误差DR e与搜寻目标的DR e一样取值。(3)漂移误差D e 22eeeASWVTCLtA式中，ASWDV e表示平均表面风误差引起的漂移速度误差，TWC e表示总水流误差，LW e表示风压误差，t表示漂移时间长度。3.2 用基点和搜寻半径确定搜寻区域得出位置总或然误差E之后，就可以计算最佳搜寻半径R了。R的计算公式如下： sRfE式中的f s表示最佳搜寻因数,是一个基于相对搜寻能力的数值，在单个基准点时，以基准点为圆心以搜寻半径R为半径的圆周的外切正方形为最佳搜寻区域，如图一所示。在左右两个漂移
12、分支基准点的情形下，分别以左右两个基准点为圆心以R为半径画圆，这两个圆周的外切矩形即为最佳搜寻区域，如图二所示。+ 基 准（ 右 ）基 准 （ 左 ） 2R0+D2R0LKP右 漂 移左 漂 移N 图 二 基 于 两 个 漂 移 分 支 基 准 点 的 最 佳 搜 寻 区 域LKP+ 图 一 最 佳 搜 寻 区 域 图在基准线情形下，以基准线的两个端点及中间转折点为圆心以R半径作圆，这些圆周的切线所围成的矩形(或多边形)为最佳搜寻区域。结语海上搜寻与救援是一项系统的工作，搜寻区域的确定是救援工作的前提，如何在掌握信息量有限的情况下，在最短的时间内，最大可能地准确确定搜寻区域，是成功实施搜救，减少失事损失的一个关键。参考文献1 中华人民共和国海事局，国际航空和海上搜寻救助手册北京，人民交通出版社，2003.2唐仲才.浅析影响海上救捞时间和速度的因素航海技术，1997，1:1720.3 张炳祥.航空器失事时搜寻区域的确定方法.中国民航学院学报，2000，18(4):32-35.4季晓阳，吴辉碇海面风场数值预报的历史和现状海洋预报，2005，5:167172.5张占海，吴辉定.渤海潮汐和潮流数值计算.海洋预报，1994，11(1):48-51.+ +R1 R2 R3图 三 基 于 基 准 线 的 最 佳 搜 寻 区 域
