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海上搜救決策支持系統方法及應用 版權信息
- ISBN：9787030701664
- 條形碼：9787030701664 ; 978-7-03-070166-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
海上搜救決策支持系統方法及應用 內容簡介
本書將“很優”思想貫穿其中，致力于系統研究海上搜救領域系統的知識體系、決策支持系統理論和方法在海上搜救中的作用，以及如何運用海上搜救輔助決策系統實現決策的可視化、形成很優方案。全書8章：第1章為緒論，主要介紹海上搜救體系、應急預案和法規體系的現狀；第2章介紹海上搜救組織體系與搜救力量構成；第3章介紹海上搜救業務協調與決策流程；第4章介紹決策支持系統；第5章介紹海上搜救輔助決策支持系統研究現狀；第6章介紹海上搜救決策支持系統基本決策方法；第7章介紹海上搜救資源方案決策優化方法；第8章介紹海上搜救輔助決策支持系統的分析與設計。 本書可供海事專業工作者，以及應急管理、海上交通工程或者決策優化和決策技術支持系統研發領域的研究者，或者從事相關專業領域研究的高校或研究院所的本科生或研究生參考。
海上搜救決策支持系統方法及應用 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 海上事故災難 1
1.1.1 海上事故災難的分類及特點 2
1.1.2 海上事故災難的評估與分級 4
1.1.3 海上事故災難應急救助需求特點 5
1.1.4 海上事故災難應急救助資源構成 6
1.2 海上搜救與海上聯合搜救體系 9
1.2.1 海上搜救與海上搜尋規劃 9
1.2.2 海上搜救流程與方式 11
1.2.3 海上聯合搜救體系 13
1.3 海上搜救應急預案與法規體系 16
1.3.1 應急預案體系內涵 16
1.3.2 我國海上搜救應急預案體系現狀 17
1.3.3 海上救援法規體系現狀 20
第2章 海上搜救組織體系與搜救力量構成 29
2.1 國外海上搜救組織體系與搜救力量 29
2.1.1 美國海上搜救組織體系與搜救力量 29
2.1.2 日本海上搜救組織體系與搜救力量 33
2.1.3 英國海上搜救組織體系與搜救力量 36
2.1.4 澳大利亞海上搜救組織體系與搜救力量 40
2.2 我國海上搜救組織體系與搜救力量 41
2.2.1 我國海上搜救力量的發展 41
2.2.2 我國海上搜救組織結構體系 44
2.2.3 我國海上搜救力量 50
第3章 海上搜救業務協調與決策流程 53
3.1 海上搜救決策過程 53
3.1.1 海上搜救應急救援協調決策過程 53
3.1.2 海上搜救應急救援指揮通信流程 55
3.1.3 我國海上搜救應急救援信息保障體系 59
3.1.4 我國海上搜救決策一般流程 61
3.2 海上搜救行動流程及案例推演分析 62
3.2.1 海上搜救運作模式 62
3.2.2 海上搜救行動典型案例推演分析 64
第4章 決策支持系統 67
4.1 決策與決策過程 67
4.1.1 決策的概念 67
4.1.2 決策過程模型 68
4.1.3 應急決策 72
4.1.4 應急決策的特征與流程 73
4.1.5 決策系統的組成 75
4.1.6 決策系統建模方法 77
4.2 決策支持系統概述 78
4.2.1 決策支持系統的概念 78
4.2.2 決策支持系統的產生與發展 80
4.2.3 海上搜救決策支持系統 83
4.2.4 決策支持系統的基本特征 83
4.2.5 決策支持系統的基本框架 84
4.2.6 決策支持系統的分類 86
4.3 決策支持理論與方法 92
4.3.1 決策支持的概念 92
4.3.2 決策支持的理論體系 96
4.3.3 決策支持問題的求解方法 97
第5章 海上搜救輔助決策支持系統研究現狀 112
5.1 搜尋理論及搜尋規劃理論發展概況 112
5.1.1 搜尋理論發展概況 112
5.1.2 搜尋規劃方法發展概況 114
5.2 基于經典規劃方法的海上搜救系統 116
5.2.1 國外典型基于經典規劃方法的海上搜救系統 116
5.2.2 國內典型基于經典規劃方法的海上搜救系統 121
5.3 基于蒙特卡羅仿真的海上搜救系統 123
5.3.1 國外典型基于蒙特卡羅仿真的海上搜救系統 123
5.3.2 國內典型基于蒙特卡羅仿真的海上搜救系統 132
5.4 國內外搜救系統對比 139
5.4.1 國內外典型搜救系統優缺點對比 139
5.4.2 現有搜救系統的不足與展望 142
第6章 海上搜救決策支持系統基本決策方法 144
6.1 一般決策支持方法 144
6.1.1 情景構建與推演方法 144
6.1.2 多屬性決策方法 147
6.1.3 相似案例分析方法 157
6.1.4 多目標規劃方法 162
6.2 搜尋理論的基礎概述 167
6.2.1 搜尋成功率 168
6.2.2 掃海寬度 169
6.2.3 搜尋努力程度 174
6.2.4 覆蓋因子 175
6.2.5 搜尋基準 175
6.3 海上搜尋方式的選擇 177
6.3.1 影響搜尋行動的因素 177
6.3.2 視力搜尋 179
6.3.3 電子搜尋 183
6.3.4 海空聯合搜尋 184
6.3.5 海上搜尋方式的評估 186
第7章 海上搜救資源方案決策優化方法 188
7.1 海上搜救資源方案決策優化問題分析 188
7.1.1 海上搜救資源方案的特點 188
7.1.2 海上搜救資源方案決策的原則 189
7.1.3 海上搜救資源方案決策問題剖析 190
7.1.4 海上搜救資源方案決策的多目標分析 194
7.2 基于規則與多目標規劃的海上搜救資源方案決策優化 197
7.2.1 總體思路介紹 197
7.2.2 基于規則的海上搜救資源可行集生成 198
7.2.3 基于多目標規劃模型的海上搜救資源方案優化 203
7.3 案例分析 217
7.3.1 海上搜救險情的案例描述 217
7.3.2 基于規則庫的初步可行資源生成 219
7.3.3 基于多目標規劃模型的資源方案優化 220
7.3.4 結果分析 223
第8章 海上搜救輔助決策支持系統的分析與設計 230
8.1 海上搜救輔助決策支持系統的開發目的與設計原則 230
8.1.1 海上搜救輔助決策支持系統的開發目的 231
8.1.2 海上搜救輔助決策支持系統的設計思想 233
8.1.3 海上搜救輔助決策支持系統的設計原則 234
8.2 海上搜救輔助決策支持系統的需求分析 234
8.2.1 海上搜救輔助決策支持系統功能性需求分析 235
8.2.2 海上搜救輔助決策支持系統非功能性需求分析 238
8.3 海上搜救輔助決策支持系統的架構設計 239
8.4 海上搜救輔助決策支持系統的功能設計 241
8.4.1 海上搜尋區域確定 241
8.4.2 海上搜救資源調配 243
8.4.3 海上搜救計劃生成 247
8.4.4 海上搜救案例管理 250
8.5 海上搜救輔助決策支持系統的存儲層設計 254
8.5.1 海上搜救輔助決策支持系統數據庫 255
8.5.2 海上搜救輔助決策支持系統方法庫 257
8.5.3 海上搜救輔助決策支持系統模型庫 259
參考文獻 262
前言
第1章 緒論 1
1.1 海上事故災難 1
1.1.1 海上事故災難的分類及特點 2
1.1.2 海上事故災難的評估與分級 4
1.1.3 海上事故災難應急救助需求特點 5
1.1.4 海上事故災難應急救助資源構成 6
1.2 海上搜救與海上聯合搜救體系 9
1.2.1 海上搜救與海上搜尋規劃 9
1.2.2 海上搜救流程與方式 11
1.2.3 海上聯合搜救體系 13
1.3 海上搜救應急預案與法規體系 16
1.3.1 應急預案體系內涵 16
1.3.2 我國海上搜救應急預案體系現狀 17
1.3.3 海上救援法規體系現狀 20
第2章 海上搜救組織體系與搜救力量構成 29
2.1 國外海上搜救組織體系與搜救力量 29
2.1.1 美國海上搜救組織體系與搜救力量 29
2.1.2 日本海上搜救組織體系與搜救力量 33
2.1.3 英國海上搜救組織體系與搜救力量 36
2.1.4 澳大利亞海上搜救組織體系與搜救力量 40
2.2 我國海上搜救組織體系與搜救力量 41
2.2.1 我國海上搜救力量的發展 41
2.2.2 我國海上搜救組織結構體系 44
2.2.3 我國海上搜救力量 50
第3章 海上搜救業務協調與決策流程 53
3.1 海上搜救決策過程 53
3.1.1 海上搜救應急救援協調決策過程 53
3.1.2 海上搜救應急救援指揮通信流程 55
3.1.3 我國海上搜救應急救援信息保障體系 59
3.1.4 我國海上搜救決策一般流程 61
3.2 海上搜救行動流程及案例推演分析 62
3.2.1 海上搜救運作模式 62
3.2.2 海上搜救行動典型案例推演分析 64
第4章 決策支持系統 67
4.1 決策與決策過程 67
4.1.1 決策的概念 67
4.1.2 決策過程模型 68
4.1.3 應急決策 72
4.1.4 應急決策的特征與流程 73
4.1.5 決策系統的組成 75
4.1.6 決策系統建模方法 77
4.2 決策支持系統概述 78
4.2.1 決策支持系統的概念 78
4.2.2 決策支持系統的產生與發展 80
4.2.3 海上搜救決策支持系統 83
4.2.4 決策支持系統的基本特征 83
4.2.5 決策支持系統的基本框架 84
4.2.6 決策支持系統的分類 86
4.3 決策支持理論與方法 92
4.3.1 決策支持的概念 92
4.3.2 決策支持的理論體系 96
4.3.3 決策支持問題的求解方法 97
第5章 海上搜救輔助決策支持系統研究現狀 112
5.1 搜尋理論及搜尋規劃理論發展概況 112
5.1.1 搜尋理論發展概況 112
5.1.2 搜尋規劃方法發展概況 114
5.2 基于經典規劃方法的海上搜救系統 116
5.2.1 國外典型基于經典規劃方法的海上搜救系統 116
5.2.2 國內典型基于經典規劃方法的海上搜救系統 121
5.3 基于蒙特卡羅仿真的海上搜救系統 123
5.3.1 國外典型基于蒙特卡羅仿真的海上搜救系統 123
5.3.2 國內典型基于蒙特卡羅仿真的海上搜救系統 132
5.4 國內外搜救系統對比 139
5.4.1 國內外典型搜救系統優缺點對比 139
5.4.2 現有搜救系統的不足與展望 142
第6章 海上搜救決策支持系統基本決策方法 144
6.1 一般決策支持方法 144
6.1.1 情景構建與推演方法 144
6.1.2 多屬性決策方法 147
6.1.3 相似案例分析方法 157
6.1.4 多目標規劃方法 162
6.2 搜尋理論的基礎概述 167
6.2.1 搜尋成功率 168
6.2.2 掃海寬度 169
6.2.3 搜尋努力程度 174
6.2.4 覆蓋因子 175
6.2.5 搜尋基準 175
6.3 海上搜尋方式的選擇 177
6.3.1 影響搜尋行動的因素 177
6.3.2 視力搜尋 179
6.3.3 電子搜尋 183
6.3.4 海空聯合搜尋 184
6.3.5 海上搜尋方式的評估 186
第7章 海上搜救資源方案決策優化方法 188
7.1 海上搜救資源方案決策優化問題分析 188
7.1.1 海上搜救資源方案的特點 188
7.1.2 海上搜救資源方案決策的原則 189
7.1.3 海上搜救資源方案決策問題剖析 190
7.1.4 海上搜救資源方案決策的多目標分析 194
7.2 基于規則與多目標規劃的海上搜救資源方案決策優化 197
7.2.1 總體思路介紹 197
7.2.2 基于規則的海上搜救資源可行集生成 198
7.2.3 基于多目標規劃模型的海上搜救資源方案優化 203
7.3 案例分析 217
7.3.1 海上搜救險情的案例描述 217
7.3.2 基于規則庫的初步可行資源生成 219
7.3.3 基于多目標規劃模型的資源方案優化 220
7.3.4 結果分析 223
第8章 海上搜救輔助決策支持系統的分析與設計 230
8.1 海上搜救輔助決策支持系統的開發目的與設計原則 230
8.1.1 海上搜救輔助決策支持系統的開發目的 231
8.1.2 海上搜救輔助決策支持系統的設計思想 233
8.1.3 海上搜救輔助決策支持系統的設計原則 234
8.2 海上搜救輔助決策支持系統的需求分析 234
8.2.1 海上搜救輔助決策支持系統功能性需求分析 235
8.2.2 海上搜救輔助決策支持系統非功能性需求分析 238
8.3 海上搜救輔助決策支持系統的架構設計 239
8.4 海上搜救輔助決策支持系統的功能設計 241
8.4.1 海上搜尋區域確定 241
8.4.2 海上搜救資源調配 243
8.4.3 海上搜救計劃生成 247
8.4.4 海上搜救案例管理 250
8.5 海上搜救輔助決策支持系統的存儲層設計 254
8.5.1 海上搜救輔助決策支持系統數據庫 255
8.5.2 海上搜救輔助決策支持系統方法庫 257
8.5.3 海上搜救輔助決策支持系統模型庫 259
參考文獻 262
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海上搜救決策支持系統方法及應用 節選
第1章緒論 改革開放以來，我國漁業、海洋資源開發、航運、海上旅游等行業保持高速發展，因海上活動日趨頻繁而導致的交通事故也時有發生，我國海上事故應急搜救能力面臨極大的考驗。我國在20世紀80年代初期加入《國際海上人命安全公約》(International Convention for Safety of Life at Sea，SOLAS)(1974年頒布)和《1979年國際海上搜尋救助公約》(International Convention on Maritime Search and Rescue of 1979)，這意味著我國有履行管轄海域搜救行動的國際義務。在各項公約的要求下，我國成立了中國海上搜救中心，負責海上搜救的協調與指揮工作。建立、健全海上搜救體系，提高海上搜救效率，*大限度地減少生命傷亡和經濟損失，是深刻理解和把握總體國家安全觀的重要體現。國內外大規模海難事故緊急搜救實踐證明，在加強搜救設施建設的同時，必須建立高效、完善的海上搜救應急反應機制，加強海上聯合搜救體系統籌建設，在掌握可用搜救力量信息的基礎上，對各種資源進行科學調度指揮，才能逐步提升海上搜救能力。本章首先介紹海上事故災難的分類、特點、評估與分級，包括應急救助的需求特點和物資構成，及事故等級劃分標準，闡述了海上搜救與聯合搜救體系的基本概念與內涵；其次，對我國海上搜救應急響應力量構成進行了分析，為后續章節展開詳細闡述奠定基礎。 1.1海上事故災難 1999年在渤海海峽煙臺附近海域的“11 24”特大海難事故，造成282人死亡，直接經濟損失約9000萬元。事故發生后，各有關單位組織并派遣了眾多艘船舶奮力搜救，但由于缺少專業的空中救援力量，未能挽救大部分旅客的生命。2002年，大連“5 7”空難(飛機失事墜海特大空難事故)，參加搜救工作的軍地多部門聯動，出動船只達128艘，累計救援時間長達6955小時，但此次空難事故無人生還。在大規模的搜救行動中如何有效地開展行動，科學指揮和協調搜救力量，成為搜救指揮者所面臨的重大課題。2014年馬航MH370失蹤，中國政府調動各方資源展開了史上*大規模的海上搜救，搜索范圍大、風高浪急霧濃等不利因素導致搜索困難，調用商船救援多以租賃方式運營，一天需支付的租金就高達數萬美元，因此如果沒有科學地制定搜救計劃，不僅會導致搜救行動的低效，而且會造成資源浪費。2018年，在我國長江口以東約160海里(1海里=1.852km)處，巴拿馬籍油輪“桑吉號”與香港籍貨船“長峰水晶號”相撞，致使裝載有11.13萬噸凝析油與千余噸船用燃油的“桑吉號”起火。事故發生后，交通運輸部高度重視，地方部門迅速響應，動用大量資源進行應急救援，但由于油料的易燃性與揮發性，給救援帶來極大的風險和難度，同時也反映出我國海上搜救能力與溢油應急處置能力建設仍有不足之處。 定義1-1海上事故災難[1]。 海上事故災難是指船舶、設施在海上發生火災、爆炸、碰撞、擱淺、沉沒、油類物質或危險化學品泄漏以及民用航空器海上遇險可能造成人員傷亡、財產損失、環境污染的事件。 海上事故救援工作同陸地搜救任務有本質上的不同。一方面，海上事故救援受到洋流、氣象水文和周圍環境等海上搜救獨有特點影響，搜救目標會隨著洋流發生漂移，海上泄漏的污染物或燃燒物會兼有持續性和移動擴散性的特點，海上和空中作業相比較陸上搜救來講風險度和難度更大。另一方面，搜集力量參與范圍更廣，但各個參救力量救援效果并不能準確估量。為保證應急資源及時有效供應，往往根據前往事發地的行程距離來決定所派出的搜救力量，考慮到行程中海風洋流等氣候因素所帶來的影響，距離*近的救援力量到達事故點的時間未必*短，從這個角度講，需要采取多方協作的聯合救援行動以保證救援效率*大化。 1.1.1海上事故災難的分類及特點 與人們熟知的陸上事故災難相比，海上事故災難具有如下特點。 (1)海上事故災難誘發因素多。 海上事故災難主要分為自然災難和人為災難。自然災難包括臺風、海嘯、濃霧、冰山、觸礁、擱淺等。人為災難主要包括在船只、海上平臺、艦艇等發生的爆炸、火災、危險物品泄漏等，除此之外，還有戰爭等原因。 (2)海上事故災難發生突然。 海上事故災難發生前通常沒有預兆或預兆不明，災難預警困難，情況發生突然，導致應對不及時，極易在極短時間內形成難以控制的災難。 (3)海上事故災難人員生存概率(probability of survival，POL)小。 海上環境復雜，災難波及范圍大，突發性強，人員落水后體溫和體力迅速下降，容易受到生物二次傷害，落水后如不及時救起生存概率渺茫。 (4)海上救援環境復雜。 海上事故災難多樣，在發生災難后極易引起火災爆炸等次生災害，給救援帶來困難，救援環境潛在風險源難以全面充分估計，救援過程中救援人員的生命安全隨時可能受到危害。 (5)海上事故災難救援有一定涉外性。 沿岸國有對管轄水域遇險船只救助的義務，國家海上搜救能力建設水平展現出國家力量和國家責任，能否妥善處理好這類險情關乎國家的國際形象，其中涉及的國際權益更加復雜。 通常，我們根據事故類型對海上事故災難進行劃分。荷蘭危機研究專家羅森塔爾(Rosenthal)從危機發展速度和終結速度兩個角度入手對危機進行分類，具體的分類見表1-1。 根據羅森塔爾的危機劃分理論，結合事態的發展演變、進展態勢、結束形態和影響大小等幾個方面的綜合考慮，形成事態的分類(表1-2)。依據不同事態的分類方法，對應歸納出不同的特點(表1-3)，綜合比較歸納出事態的類型和*終特點(表1-4)。 因為不同事件類型具備不同的特點規律，事件的影響大小、波及范圍也不相同，對應的應急搜救方法，行動過程中對時間、行動、方式方法也有各不相同的具體限制，所以采取的應急搜救手段要根據事件的類型決定。 1.1.2海上事故災難的評估與分級 對險情信息核實確認后，海上搜救中心根據險情劃分等級，具體包括事故類型、險情性質、遇險人數、船舶狀況、遇險船舶類型、載物狀況、氣象海況等信息對險情進行綜合評估，并按照程序和要求及時施救。 1.險情評估應考慮的因素 海上搜救中心在獲取相應信息后進行分析評估，并對事故或者險情可能造成的危害進行初步評估。 險情評估應考慮的因素包括如下： (1)遇險人數和危險程度； (2)對通航環境、通航安全的影響程度； (3)對救援人員及資源可能造成的危害性； (4)事故或險情擴大的可能性及程度； (5)對岸基生命財產安全和環境造成的影響程度等。 海上搜救中心評定海上突發事件級別，提出所需的應急救援力量，其中有搜救資源的能力指標要求，以及搜救及被救助人員自身安全保障、物資供應和后勤補給需求、法律援助和心理疏導等不同方面的需要。 2.海上事故災難的分級 根據海上突發事件的性質、對生命安全及海洋環境的威脅程度以及事態發展趨勢，《國家海上搜救應急預案》中將應急反應級別分為四級：特大險情、重大險情、較大險情、一般險情。具體見表1-5。 各級海上搜救中心將根據海上事故災難具體現狀，對照相應等級標準，按照各級機關規定上報的信息內容和程序逐級上報。 1.1.3海上事故災難應急救助需求特點 海上事故災難所涉及的范圍較廣，涉及的主體較多。一般而言，根據海上事故災難的時空分布規律，可將海上應急救助分為海上應急救助和內河應急救助，包括海上生命財產救助、水域環境保護、應對災害性天氣等，海上事故災難應急救助強調對生命無償、義務的救助，且對生命財產救助應做到及時有效、一視同仁地救助海上遇險的個體，體現人道主義精神和國家責任，同時注重救助資源保障有效可靠和可持續供應。 1.海上生命救助的義務性 海上生命救助義務是指靠外來力量在海上任何水域對遭遇海難的船舶、貨物和人命施行的救援。1981年的救助公約草案將海上救助的對象擴大到危險中的任何其他海上財產，以及防止或減輕環境污損。國際上公認的海上應急搜救相關的法律條文有：《統一海上救助若干法律規則的國際公約》(1910年通過，1931年生效)、《公海公約》(1958年簽訂、1962年生效)、《國際海上人命安全公約》、《1979年國際海上搜尋救助公約》、《聯合國海洋法公約》等。這些條約明確了相關海上救助的義務和責任，我國在海上搜救事務中扮演負責任大國形象。國內相關行政法規有《中華人民共和國海商法》《中華人民共和國海上交通安全法》，詳細規定了我國相關部門和船只在海上搜救中的責任和義務。 2.海上救助的及時性 海上事故災難可能會發生船體沉沒、起火、爆炸、泄漏等一系列連鎖反應，直接危害生命財產安全和海洋環境。如果不能迅速控制局面，消除事故影響，切斷事故傳導鏈條，則事態將擴大升級，極易導致難以估計的嚴重后果。因此，救助行動一定要做到及時、迅速。 3.資源保障的有效性 海上事故災難應急救助過程中為遇險者提供的綜合保障物資即應急救助資源，其中包括配備必要的現場救援所需要的物資資源和機械設備，資源保障主要包括對受險人員和潛在受危險人員及物資進行轉移、予以傷病員救治、回收和處置泄漏污染物或廢棄物等工作，物資供給的有效性保障整個救援行動的順暢開展，避免應急救助系統因后勤保障工作低效而掣肘全局。 1.1.4海上事故災難應急救助資源構成 《國家突發公共事件總體應急預案》中將應急保障分為人力資源、財力保障、物資保障、交通運輸、醫療衛生及通信保障等，即廣義的應急資源；而狹義的應急資源僅指應急救助所需要的各種物資保障。 根據應急救助所需要的物資保障的種類，海上事故災難應急救助資源可分為人力資源、物資資源、財力資源、信息資源、技術資源五種類別，具體如圖1-1所示。
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