海上搜救决策支持系统方法及应用

前言

第1章 绪论

 1.1 海上事故灾难

 1.1.1 海上事故灾难的分类及特点

 1.1.2 海上事故灾难的评估与分级

 1.1.3 海上事故灾难应急救助需求特点

 1.1.4 海上事故灾难应急救助资源构成

 1.2 海上搜救与海上联合搜救体系

 1.2.1 海上搜救与海上搜寻规划

 1.2.2 海上搜救流程与方式

 1.2.3 海上联合搜救体系

 1.3 海上搜救应急预案与法规体系

 1.3.1 应急预案体系内涵

 1.3.2 我国海上搜救应急预案体系现状

 1.3.3 海上救援法规体系现状

第2章 海上搜救组织体系与搜救力量构成

 2.1 国外海上搜救组织体系与搜救力量

 2.1.1 美国海上搜救组织体系与搜救力量

 2.1.2 日本海上搜救组织体系与搜救力量

 2.1.3 英国海上搜救组织体系与搜救力量

 2.1.4 澳大利亚海上搜救组织体系与搜救力量

 2.2 我国海上搜救组织体系与搜救力量

 2.2.1 我国海上搜救力量的发展

 2.2.2 我国海上搜救组织结构体系

 2.2.3 我国海上搜救力量

第3章 海上搜救业务协调与决策流程

 3.1 海上搜救决策过程

 3.1.1 海上搜救应急救援协调决策过程

 3.1.2 海上搜救应急救援指挥通信流程

 3.1.3 我国海上搜救应急救援信息保障体系

 3.1.4 我国海上搜救决策一般流程

 3.2 海上搜救行动流程及案例推演分析

 3.2.1 海上搜救运作模式

 3.2.2 海上搜救行动典型案例推演分析

第4章 决策支持系统

 4.1 决策与决策过程

 4.1.1 决策的概念

 4.1.2 决策过程模型

 4.1.3 应急决策

 4.1.4 应急决策的特征与流程

 4.1.5 决策系统的组成

 4.1.6 决策系统建模方法

 4.2 决策支持系统概述

 4.2.1 决策支持系统的概念

 4.2.2 决策支持系统的产生与发展

 4.2.3 海上搜救决策支持系统

 4.2.4 决策支持系统的基本特征

 4.2.5 决策支持系统的基本框架

 4.2.6 决策支持系统的分类

 4.3 决策支持理论与方法

 4.3.1 决策支持的概念

 4.3.2 决策支持的理论体系

 4.3.3 决策支持问题的求解方法

第5章 海上搜救辅助决策支持系统研究现状

 5.1 搜寻理论及搜寻规划理论发展概况

 5.1.1 搜寻理论发展概况

 5.1.2 搜寻规划方法发展概况

 5.2 基于经典规划方法的海上搜救系统

 5.2.1 国外典型基于经典规划方法的海上搜救系统

 5.2.2 国内典型基于经典规划方法的海上搜救系统

 5.3 基于蒙特卡罗仿真的海上搜救系统

 5.3.1 国外典型基于蒙特卡罗仿真的海上搜救系统

 5.3.2 国内典型基于蒙特卡罗仿真的海上搜救系统

 5.4 国内外搜救系统对比

 5.4.1 国内外典型搜救系统优缺点对比

 5.4.2 现有搜救系统的不足与展望

第6章 海上搜救决策支持系统基本决策方法

 6.1 一般决策支持方法

 6.1.1 情景构建与推演方法

 6.1.2 多属性决策方法

 6.1.3 相似案例分析方法

 6.1.4 多目标规划方法

 6.2 搜寻理论的基础概述

 6.2.1 搜寻成功率

 6.2.2 扫海宽度

 6.2.3 搜寻努力程度

 6.2.4 覆盖因子

 6.2.5 搜寻基准

 6.3 海上搜寻方式的选择

 6.3.1 影响搜寻行动的因素

 6.3.2 视力搜寻

 6.3.3 电子搜寻

 6.3.4 海空联合搜寻

 6.3.5 海上搜寻方式的评估

第7章 海上搜救资源方案决策优化方法

 7.1 海上搜救资源方案决策优化问题分析

 7.1.1 海上搜救资源方案的特点

 7.1.2 海上搜救资源方案决策的原则

 7.1.3 海上搜救资源方案决策问题剖析

 7.1.4 海上搜救资源方案决策的多目标分析

 7.2 基于规则与多目标规划的海上搜救资源方案决策优化

 7.2.1 总体思路介绍

 7.2.2 基于规则的海上搜救资源可行集生成

 7.2.3 基于多目标规划模型的海上搜救资源方案优化

 7.3 案例分析

 7.3.1 海上搜救险情的案例描述

 7.3.2 基于规则库的初步可行资源生成

 7.3.3 基于多目标规划模型的资源方案优化

 7.3.4 结果分析

第8章 海上搜救辅助决策支持系统的分析与设计

 8.1 海上搜救辅助决策支持系统的开发目的与设计原则

 8.1.1 海上搜救辅助决策支持系统的开发目的

 8.1.2 海上搜救辅助决策支持系统的设计思想

 8.1.3 海上搜救辅助决策支持系统的设计原则

 8.2 海上搜救辅助决策支持系统的需求分析

 8.2.1 海上搜救辅助决策支持系统功能性需求分析

 8.2.2 海上搜救辅助决策支持系统非功能性需求分析

 8.3 海上搜救辅助决策支持系统的架构设计

 8.4 海上搜救辅助决策支持系统的功能设计

 8.4.1 海上搜寻区域确定

 8.4.2 海上搜救资源调配

 8.4.3 海上搜救计划生成

 8.4.4 海上搜救案例管理

 8.5 海上搜救辅助决策支持系统的存储层设计

 8.5.1 海上搜救辅助决策支持系统数据库

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第1章绪论　　改革开放以来，我国渔业、海洋资源开发、航运、海上旅游等行业保持高速发展，因海上活动日趋频繁而导致的交通事故也时有发生，我国海上事故应急搜救能力面临极大的考验。我国在20世纪80年代初期加入《国际海上人命安全公约》(International Convention　for　Safety　of　Life　at　Sea，SOLAS)(1974年颁布)和《1979年国际海上搜寻救助公约》(International　Convention　on　Maritime　Search　and　Rescue　of 1979)，这意味着我国有履行管辖海域搜救行动的国际义务。在各项公约的要求下，我国成立了中国海上搜救中心，负责海上搜救的协调与指挥工作。建立、健全海上搜救体系，提高海上搜救效率，*大限度地减少生命伤亡和经济损失，是深刻理解和把握总体国家安全观的重要体现。国内外大规模海难事故紧急搜救实践证明，在加强搜救设施建设的同时，必须建立高效、完善的海上搜救应急反应机制，加强海上联合搜救体系统筹建设，在掌握可用搜救力量信息的基础上，对各种资源进行科学调度指挥，才能逐步提升海上搜救能力。本章首先介绍海上事故灾难的分类、特点、评估与分级，包括应急救助的需求特点和物资构成，及事故等级划分标准，阐述了海上搜救与联合搜救体系的基本概念与内涵；其次，对我国海上搜救应急响应力量构成进行了分析，为后续章节展开详细阐述奠定基础。　　1.1海上事故灾难　　1999年在渤海海峡烟台附近海域的“11 24”特大海难事故，造成282人死亡，直接经济损失约9000万元。事故发生后，各有关单位组织并派遣了众多艘船舶奋力搜救，但由于缺少专业的空中救援力量，未能挽救大部分旅客的生命。2002年，大连“5 7”空难(飞机失事坠海特大空难事故)，参加搜救工作的军地多部门联动，出动船只达128艘，累计救援时间长达6955小时，但此次空难事故无人生还。在大规模的搜救行动中如何有效地开展行动，科学指挥和协调搜救力量，成为搜救指挥者所面临的重大课题。2014年马航MH370失踪，中国政府调动各方资源展开了史上*大规模的海上搜救，搜索范围大、风高浪急雾浓等不利因素导致搜索困难，调用商船救援多以租赁方式运营，一天需支付的租金就高达数万美元，因此如果没有科学地制定搜救计划，不仅会导致搜救行动的低效，而且会造成资源浪费。2018年，在我国长江口以东约160海里(1海里=1.852km)处，巴拿马籍油轮“桑吉号”与香港籍货船“长峰水晶号”相撞，致使装载有11.13万吨凝析油与千余吨船用燃油的“桑吉号”起火。事故发生后，交通运输部高度重视，地方部门迅速响应，动用大量资源进行应急救援，但由于油料的易燃性与挥发性，给救援带来极大的风险和难度，同时也反映出我国海上搜救能力与溢油应急处置能力建设仍有不足之处。　　定义1-1海上事故灾难[1]。　　海上事故灾难是指船舶、设施在海上发生火灾、爆炸、碰撞、搁浅、沉没、油类物质或危险化学品泄漏以及民用航空器海上遇险可能造成人员伤亡、财产损失、环境污染的事件。　　海上事故救援工作同陆地搜救任务有本质上的不同。一方面，海上事故救援受到洋流、气象水文和周围环境等海上搜救独有特点影响，搜救目标会随着洋流发生漂移，海上泄漏的污染物或燃烧物会兼有持续性和移动扩散性的特点，海上和空中作业相比较陆上搜救来讲风险度和难度更大。另一方面，搜集力量参与范围更广，但各个参救力量救援效果并不能准确估量。为保证应急资源及时有效供应，往往根据前往事发地的行程距离来决定所派出的搜救力量，考虑到行程中海风洋流等气候因素所带来的影响，距离*近的救援力量到达事故点的时间未必*短，从这个角度讲，需要采取多方协作的联合救援行动以保证救援效率*大化。　　1.1.1海上事故灾难的分类及特点　　与人们熟知的陆上事故灾难相比，海上事故灾难具有如下特点。　　(1)海上事故灾难诱发因素多。　　海上事故灾难主要分为自然灾难和人为灾难。自然灾难包括台风、海啸、浓雾、冰山、触礁、搁浅等。人为灾难主要包括在船只、海上平台、舰艇等发生的爆炸、火灾、危险物品泄漏等，除此之外，还有战争等原因。　　(2)海上事故灾难发生突然。　　海上事故灾难发生前通常没有预兆或预兆不明，灾难预警困难，情况发生突然，导致应对不及时，极易在极短时间内形成难以控制的灾难。　　 (3)海上事故灾难人员生存概率(probability　of　survival，POL)小。　　海上环境复杂，灾难波及范围大，突发性强，人员落水后体温和体力迅速下降，容易受到生物二次伤害，落水后如不及时救起生存概率渺茫。　　(4)海上救援环境复杂。　　海上事故灾难多样，在发生灾难后极易引起火灾爆炸等次生灾害，给救援带来困难，救援环境潜在风险源难以全面充分估计，救援过程中救援人员的生命安全随时可能受到危害。　　(5)海上事故灾难救援有一定涉外性。　　沿岸国有对管辖水域遇险船只救助的义务，国家海上搜救能力建设水平展现出国家力量和国家责任，能否妥善处理好这类险情关乎国家的国际形象，其中涉及的国际权益更加复杂。　　通常，我们根据事故类型对海上事故灾难进行划分。荷兰危机研究专家罗森塔尔(Rosenthal)从危机发展速度和终结速度两个角度入手对危机进行分类，具体的分类见表1-1。　　　　　　根据罗森塔尔的危机划分理论，结合事态的发展