Poszukiwania i Ratownictwa Optymalny system planowania - Search and Rescue Optimal Planning System
Search and Rescue System planowania Optimal (SAROPS) to kompleksowe poszukiwania i ratownictwa System (SAR) planowanie używany przez United States Coast Guard w planowaniu i realizacji prawie wszystkich przypadkach SAR i wokół Stanów Zjednoczonych i na Karaibach. SAROPS ma trzy główne składniki: Graficzny interfejs użytkownika (GUI), danych serwera na środowisko (EDS) oraz Symulator (SIM). Używanie (C / JMTK) licencji rządowej handlowej wspólnego Mapping Zestaw narzędzi dotyczącą Systemu Informacji Geograficznej (GIS) SAROPS mogą być wykorzystywane zarówno w środowisku przybrzeżnym i oceanicznym. Wbudowany w symulatorze jest możliwość dostępu do globalnej i regionalnej wiatr i aktualne zbiory danych co SAROPS najbardziej wszechstronne i potężne narzędzie dostępne dla planistów SAR morskich.
Zawartość
Historyczne narzędzia planowania wyszukiwania
Przed SAROPS kontrolery SAR w US Coast Guard używane Computer Assisted Szukaj Planning (CASP) i Arkusze Wspólne Automated działa (Jaws), który używany przestarzałych technik planowania i algorytmy wyszukiwania. Dokładniej, CASP oparto na starej technologii komputerowej i JAWS została podjęta bezpośrednio z technik długopis i ołówek na krótsze czasy trwania dryfu w środowiskach przybrzeżnych. Dane dotyczące środowiska składał się z małej rozdzielczości (1 stopnia szerokość / długość sieci) wiatru i prądu informacji, które zostały zastosowane w ciągu 12 godzin. Na większości obszarów, CASP stosowany miesięczny uśrednione wartości prądu podczas JAWS używany jeden wiatr i aktualną wartość SAR podczas wypadku. Żaden system był zdolny do dostępu do terminowego wiatr wysokiej rozdzielczości, ani wyjście modelu aktualny, co było poważną wadą, ponieważ jednym z głównych elementów, które determinują dokładność rozwiązania dryfu jest obecność precyzyjnego i dokładnego wiatrem i aktualnych informacji dla danego obszaru zainteresowań.
Motywacja do rozwoju SAROPS
US Coast Guard wykorzystuje systematyczne podejście do działań poszukiwawczych i ratowniczych. Istnieje pięć etapów SAR dla każdym razie: świadomość, wstępnych działań, planowanie, operacje i wnioski. Po zapoznaniu się z obudowy z „MAYDAY” połączenia lub innej formy komunikacji, kontrolery SAR pracy w celu zebrania danych o sprawie i częściej niż nie, istnieje wiele niejasności w raporcie wstępnym. Sterownik, a następnie należy rozwinąć obszar wyszukiwania w oparciu o informacje, oszacowanie dostępności zasobów i zdolności, ogłosić plan poszukiwania i wdrażania środków. Podczas gdy aktywa są przeprowadzeniu wyszukiwania, sterownik rozpoczyna proces ponownie poprzez zbieranie dodatkowych informacji, opracowanie późniejsze poszukiwania, wdrażania i oceny zasobów poprzednich wyszukiwań. Proces ten trwa do momentu znalezienia i uratował ocaleni lub właściwe władze zawiesić sprawę SAR. W związku z tym, istnieje zapotrzebowanie na narzędzia, który jest szybki, prosty, minimalizuje wprowadzanie danych, minimalizuje możliwość popełnienia błędu, można uzyskać dostęp do danych o wysokiej rozdzielczości na środowisko, a także tworzyć wyszukiwania planów działania, które zwiększają prawdopodobieństwo sukcesu. Ponadto Narodowy Plan Poszukiwania i Ratownictwa w Stanach Zjednoczonych (2007) , kwestionuje poszukiwania i ratownictwa społeczności w następującym fragmencie:
Uznając znaczenie krytyczne zmniejszenie czasu reakcji w udanej ratowania i podobnych wysiłków nieustannym celem będzie utrzymywana na opracowywaniu i wdrażaniu środków w celu zmniejszenia czasu potrzebnego na:
za. Otrzymywanie powiadomień i informacji związanych z sytuacji kryzysowej;
b. Planowanie i koordynowanie działań;
do. Tranzyty i przeszukania obiektu;
re. ratuje; imi. Zapewnienie natychmiastowej pomocy, takich jak pomoc medyczną, jak właściwe.
Jeśli nie jest to na tyle motywacji, wykorzystując USCG obrotowym skrzydło samolotu kosztuje 9-14K $ za godzinę i USCG frez kosztuje 3-15K $ za godzinę w obsłudze. Skrócenie czasu samolot jest w powietrzu lub kuter znajduje się w strefie wyszukiwania może znacznie obniżyć koszty podatników, jak ratować życie i mienie. US Coast Guard zamówienia Northrop Grumman Corporation, Applied Science Associates (ASA) i Metron Inc., w celu opracowania kompleksowego systemu, który obejmował najnowsze graficzne parametry rozbieżności swobodę parametry rozbieżności i Monte-Carlo metody prowadzące do zwiększenia prawdopodobieństwa sukcesu przypadki wyszukiwania. SAROPS przewyższa te oczekiwania autorem zminimalizować planowania i reagowania w ramach czasowych.
SAROPS komponenty
SAROPS składa się z graficznego interfejsu użytkownika (GUI), danych serwera na środowisko (EDS) oraz Symulator (SIM).
Graficzny interfejs użytkownika (GUI)
Graficzny interfejs użytkownika wykorzystuje Environmental Systems Research Institute (ESRI) Geographic Information System (ArcGIS) i został zmieniony w celu włączenia US Coast Guard specyficznych zastosowań, takich jak SAR do przedłużania i SAROPS Extension. Wnioski mają interfejs kreatora oparte i pracować w środowisku ArcGIS warstwowe. Wektorowej i rastrowej wykresy są dostępne na wyświetlaczu, a także planów wyszukiwania, wzorce wyszukiwania, obszar wyszukiwania danych o środowisku i mapami prawdopodobieństwa. Wreszcie GUI zapewnia raporty dotyczące wszystkich operacji wyszukiwania.
Serwer danych środowiskowych (EDS)
Environmental Data Server (EDS) gromadzi i przechowuje informacje o środowisku, do wykorzystania w ciągu SAROPS. Lokalne SAROPS serwery po Stanach Zjednoczonych zażądać informacji o środowisku z EDS oparciu obszarze zainteresowania. Różne produkty ekologiczne są skatalogowane na serwerze, począwszy od systemów obserwacyjnych produktów modelowania. Obserwacje obejmują temperaturę powierzchni morza, temperatura powietrza widoczności, wysokość fali, globalny / region pływy i prądy, aby wymienić tylko kilka. Wysoka rozdzielczość wyjściowa modelu od prognoz modeli operacyjnych, takich jak hybrydy współrzędnych modelu ocean (HYCOM) i Global NRL Coastal Ocean (NCOM) zapewnia czasowo i przestrzennie zmienny wiatr i aktualne informacje. Wreszcie, EDS jest w stanie zapewnić obiektywne narzędzia analizy i agregacji. Lista dostępnych produktów ciągle się zmienia jak naukowców w marynarce, lokalnymi uniwersytetami i ośrodkami badawczymi nieustannie poprawiają dokładność i niezawodność produktów i udostępniają je na stałe.
SAROPS Symulator (SIM)
definicje
- Prawdopodobieństwo ograniczającej (POC) : Prawdopodobieństwo obiektu wyszukiwania są zawarte w granicach pewnego obszaru. Jest to możliwe do osiągnięcia 100% POC poprzez obszar większy i większy, aż wszystkie możliwe lokalizacje są objęte gwarancją.
- Prawdopodobieństwo detekcji (POD) : Prawdopodobieństwo wykrycia obiektu lub rozpoznawania przedmiotów wyszukiwarki. Inny samolot, warunki środowiskowe i typy wyszukiwania obiektów może dać inny prawdopodobieństwo wykrycia. Ogólnie, prawdopodobieństwo wykrycia maleje wraz ze wzrostem odległości od przedmiotu wyszukiwania.
- Prawdopodobieństwo sukcesu (POS) : prawdopodobieństwo, że obiekt Wyszukiwanie zostanie znaleziony. POS zależy PKOl i POD. Pos = POC x POD
symulator Kreator
Kreator symulator umożliwia korzystanie z wielu stron opisów scenariuszy, które są wprowadzone przez użytkownika w celu obliczenia możliwych pozycji niebezpieczeństwie i kolejne razy, wyszukiwania obiektów trajektorie Drift, a efekt zakończonych wyszukiwań prawdopodobieństw wyszukiwania obiektów. Symulator oddaje niepewność Pozycje, czas wejść środowiska i parametrów margines oceny. Otrzymawszy wszystkie informacje potrzebne do przypadku, w symulatorze, stosując Markova metodą Monte Carlo symuluje dryfu do 10000 cząstek do każdej sytuacji. Na każde 20 minut dryfu, symulator uwzględniającym zmiany prądu wody, wiatru i swobodę swobodę rozbieżności. Symulator wyświetla wyniki jako mapa gęstości prawdopodobieństwa, że mogą być animowane w czasie trwania dryfu. Rysunek 1 przedstawia ten typ mapy. Zespół trajektoria model błądzenia losowego i losowy modelu lotu regulujące równania są w pełni wyjaśnione w Breivik i Allen (2008) i Spaulding, et al. (2005), która znajduje się w zasięgu O'Donnell, et al. (2005). W skrócie, celem symulatora jest maksymalizacja prawdopodobieństwa sukcesu.
Optymalne planowanie Kreator
Kreator planowanie optymalnej bierze prawdopodobieństwa danych kartograficznych, jak również inny zestaw wejść użytkowników, takich jak rodzaj zasobów, na warunkach sceny i wartości szerokości przemiatania rozwoju obszarów wyszukiwania, które maksymalizują poz. Obszary wyszukiwania mogą być regulowane przez regulatora SAR dalszego zmaksymalizować poz. Uzbrojony najlepszego dopasowania danych dostępnych zasobów, sterownik SAR może następnie przekazać wzorca wyszukiwania do aktywów wyszukiwania. Jeśli obiekt wyszukiwania nie znajduje się na pierwszym wyszukiwaniu, optymalna kreator planowania będą stanowić poprzednich nieudanych poszukiwań kiedy polecając późniejsze wyszukiwanie.
Zastosowania poza poszukiwania i ratownictwa
SAROPS może zostać rozszerzona na inne aplikacje poza poszukiwania i ratownictwa. Aplikacje te mogą obejmować, ale nie są ograniczone do projekcji zasobów rybnych i prognoz wycieku oleju.
Zastosowanie świat realny
SAROPS stosowano w odpowiedzi na eksplozję DCT Horizon i wspierana ostatecznego odzyskiwania 115 osób.