(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111382237.7 (22)申请日 2021.11.19 (71)申请人 中国直升 机设计研究所 地址 333001 江西省景德镇市航空路6 -8号 (72)发明人 陈子坤　张润泽　建志旭　崔甲子　 徐茂　陈国军　于海鹰　 (74)专利代理 机构 中国航空专利中心 1 1008 代理人 张明 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06N 3/12(2006.01) G06F 30/27(2020.01) (54)发明名称 一种民用直升机海上搜救处置方案优化方 法 (57)摘要 本发明公开了一种民用直升机海上搜救处 置方案优化方法， 包括： 根据任务区域的参数化 定义及取值范围， 初始化处置方案的种群； 将种 群体进行非支配排序， 并赋予虚拟适应度， 直至 所有个体均被分组； 在种群中进行交叉、 变异、 选 择遗传变异操作， 当优化结果已收敛或迭代次数 已超过设定的最大遗传 代数， 则输出Pareto前 沿 解集； 在每一个前沿解集的任务区域中添加相应 的搜救模式和任务性质， 形成直升机海 上搜救的 处置方案集合； 按照顺序进行仿真推演， 并通过 大样本仿真输出处置方案评估指标在不确定性 因素影响下的仿真数据； 对每个处置方案的仿真 数据进行综合评估， 并以正态分布的形式对综合 评估结果进行表示， 选择均值最大且 方差最小的 处置方案 。 权利要求书3页 说明书6页 附图3页 CN 114219128 A 2022.03.22 CN 114219128 A 1.一种民用直升 机海上搜救处置方案优化方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1， 根据任务区域的参数化定义及取值范围， 利用非支配排序遗传算法， 初始化处 置方案的种群； 所述任务区域的参数包括： 任务区域宽度、 任务区域长度、 中心横坐标、 中心 纵坐标、 任务区域与横轴夹角； 在 任务区域的各个参数的取值范围中随机取值， 构成一个个 体； 采用多次取值的方法， 将所有个 体构成初始种群； 步骤2， 将种群 体进行非支配排序， 并赋予虚拟适应度， 直至所有个 体均被分组； 步骤3， 在种群 中进行交叉、 变异、 选择遗传变异操作， 当优化结果已收敛或迭代次数已 超过设定的最大遗传代数， 则静态优化过程停止并输出Pareto前沿解集， 否则继续下一次 迭代； 在每一个前沿解集的任务区域中添加相 应的搜救模式和任务性质， 形成直升机海上 搜救的处置方案集 合； 其中每 个处置方案均包 含以下信息： 去程路线， 以航路点的方式进行表示； 返程路线， 以航路点的方式进行表示； 任务区域， 以4个位置组成的矩形进行表示； 搜寻模式， 包括扩展方 形搜寻、 扇形搜寻、 平行线搜寻、 横移线搜寻； 任务性质， 包括搜寻救助、 仅搜寻、 仅救助； 步骤4， 将Pareto解集中的处置方案按照顺序进行仿真推演， 并通过大样本仿真输出处 置方案评估指标在不确定性因素影响下的仿真数据； 步骤5， 对Pareto解集中每个处置方案的仿真数据进行综合评估， 并以正态分布的形式 对综合评估结果进行表示， 选择均值 最大且方差最小的处置方案 。 2.根据权利要求1所述的民用直升机海上搜救处置方案优化方法， 其特征在于， 所述将 Pareto解集中的处置方案按照顺序进行仿真推演， 包括： 4.1处置方案解析 将处置方案 中的去程路线和返程路线直接设定为直升机往返任务 区域的飞行路线， 不 做进一步处理； 根据搜寻模式计算直升机在任务区域中的具体飞行路线， 并将该路线的起 始端与去程路线的末端相连、 将该路线的结束 端与返程路线的始端相连； 4.2确定仿真逻辑并执 行 根据任务 性质确定直升 机的具体飞行路径： 若任务性质为搜寻救助， 则直升机按照去程路线、 任务区域内飞行路线、 返程路线的顺 序运动， 且在任务区域内如果发现遇险目标， 则执 行救援逻辑后直接按返程路线返回基地； 若任务性质为仅搜寻， 则直升机按照去程路线、 任务区域内飞行路线、 返程路线的顺序 运动， 在发现遇险目标后， 直接将目标位置信息反馈 至指挥中心； 若任务性质为仅救助， 则直升机在接到指挥中心发送的遇 险目标位置后， 沿去程路线 前往任务区域， 并且在到达遇险目标位置后直接执行扩展方形搜寻， 在发现遇险目标后执 行救援逻辑后直接按返程路线返回基地； 根据所确定的飞行路径， 执 行仿真。 3.根据权利要求2所述的民用直升机海上搜救处置方案优化方法， 其特征在于， 对于仿 真逻辑中不确定性因素的处 理方法如下： 在海上搜救任务中， 主要影响结果的不确定性因素是落水人员的生存时间和直升机探 测遇险目标的概 率：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114219128 A 2Tml＝5.75exp(0.1 ·Tss) 其中， Tml为落水人员的生存时间， Tss为海水的表面温度； 其中， p为直升机的探测概率， W为搜救力量的扫视宽度， x为搜救力量与搜救目标在海 面上的投影距离； 对于仿真过程中的每一刻的状态， 按照固定的时间间隔不断计算Tml和p， 如当前仿真时 间已超过Tml， 则仿真停止， 输出结果为0， 否则继续仿真； 当p大于预 设概率值时， 则认为飞机 已发现遇险人员， 则继续仿真。 4.根据权利要求1所述的民用直升机海上搜救处置方案优化方法， 其特征在于， 所述对 Pareto解集中每个处置方案的仿 真数据进行综合评估， 并以正态分布的形式对综合评估 结 果进行表示， 选择均值 最大且方差最小的处置方案， 包括： 对同一个处置方案进行多次大样本的仿真， 从而汇总仿真结果计算处置方案的综合评 估结果； 处置方案的综合权 重、 评估结果、 归一 化处理、 结果分布频率的计算方法如下： a)处置方案 评估指标的综合权 重： 其中， 其中， j＝1, …Nei,Nei表示评估指标的数量， 表示第j项指标的客观权重， 通过仿真结果汇总得到； 表示第j项指标 的主观权重， 通过 网络分析法来确定； b)每次仿真实验的处置方案 评估结果： Rj表示第j个处置方案的评估结果， Nsp表示执行的仿真次数， Vij表示第i次仿真第j个指 标的归一 化结果； c)对每个处置方案的评估结果Rj进行归一 化， 得到 d)每一个处置方案的归一化评估 结果 可由Nsp个在0‑1区间内的无量纲数据 表示； 令 为 时样本量的个数， n(*)表示满足 在[a,b]区间范围内的个数； 当将[0,1]区间等分成D个子区间时， 归一化评估结果 落入第d个子区间的频率表示 为下式： 将上述综合评估结果得到的归一化评估结果落入不同子区间的频率利用正态分布的 形式进行表示， 选择均值 最大且方差最小的频率所对应的处置方案作为 最优方案 。 5.根据权利要求1所述的民用直升机海上搜救处置方案优化方法， 其特征在于， 所述非 支配排序算法包括 NSGA、 NSGA 2、 NSGA3扩展算法。 6.根据权利要求1所述的民用直升机海上搜救处置方案优化方法， 其特征在于， 所述处权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114219128 A 3