Busca e salvamento Optimal Sistema de Planejamento - Search and Rescue Optimal Planning System
Busca e Salvamento Optimal Sistema de Planejamento (SAROPS) é um abrangente de busca e salvamento do sistema (SAR) o planejamento utilizado pela Guarda Costeira dos Estados Unidos no planejamento e execução de quase todos os casos de SAR e em torno dos Estados Unidos e do Caribe. SAROPS tem três componentes principais: o Graphical User Interface (GUI), o Servidor de Dados Ambientais (EDS) ea Simulator (SIM). Usando licenciamento governo do Commercial Joint Mapping ferramenta do Kit (JMTK C /) do Sistema de Informação Geográfica (SIG) SAROPS pode ser usado tanto em um ambiente costeiro e oceânico. Embutido no simulador é a capacidade de acessar vento global e regional e conjuntos de dados atuais fazendo SAROPS a ferramenta mais abrangente e poderosa disponível para os planejadores de SAR marítimas.
Conteúdo
Ferramentas de planejamento históricos
Antes de SAROPS, controladores de SAR na Guarda Costeira dos EUA usou o Computer Assisted Pesquisa Planejamento (CASP) e Fichas de trabalho conjunto Automated (JAWS), que usou técnicas e algoritmos datadas pesquisa de planejamento. Mais especificamente, CASP foi baseada em tecnologia de computação de idade e JAWS foi levado diretamente a partir de técnicas de caneta e lápis por períodos mais curtos de deriva em ambientes costeiros. dados ambientais consistiu em baixa resolução (1 grau de latitude grid / longitude) vento e informações atuais que foi aplicado a cada 12 horas. Para a maioria das áreas, CASP utilizados valores atuais mensal-médios, enquanto JAWS utilizado um vento e valor atual durante o caso SAR. Nenhum sistema foi capaz de acessar vento de alta resolução atempada nem a saída do modelo atual, que era uma desvantagem significativa já que um dos principais componentes que determinam a precisão da solução deriva é a presença de vento precisas e exactas e informações atuais para a área dada de interesse.
A motivação para o desenvolvimento de SAROPS
A Guarda Costeira dos EUA usa uma abordagem sistemática para operações de busca e salvamento. Há cinco fases SAR para qualquer caso: a consciência, ações iniciais, planejamento, operações e conclusões. Quando tiverem conhecimento de um caso de uma chamada "MAYDAY" ou outra forma de comunicação, os controladores de SAR trabalho para reunir dados sobre o caso e mais frequentemente do que não, há muitas incertezas no relatório inicial. O controlador, então, deve desenvolver uma área de pesquisa com base nas informações, estimar a disponibilidade de recursos e capacidade, promulgar o plano de pesquisa e implementar os recursos. Enquanto os activos estiverem realizando uma pesquisa, o controlador começa o processo novamente por reunir informações adicionais, desenvolvendo uma pesquisa subseqüente, a implantação de recursos e avaliação de pesquisas anteriores. Este processo continua até que os sobreviventes são encontrados e resgatados ou autoridades competentes suspender o caso SAR. Consequentemente, há uma necessidade de uma ferramenta que é rápido, simples, minimiza a entrada de dados, minimiza potencial de erro, pode acessar dados ambientais de alta resolução, e criar planos de ação de busca que maximizem a probabilidade de sucesso. Além disso, o Plano de Busca e Salvamento Nacional dos Estados Unidos (2007) , desafia as comunidades de busca e salvamento na seguinte passagem:
Reconhecendo a importância crítica de tempo de resposta reduzido no resgate bem sucedido e esforços semelhantes, um foco contínuo será mantido no desenvolvimento e meios de execução para reduzir o tempo necessário para:
uma. Receber alertas e informações associadas a situações de emergência;
b. Planejamento e operações de coordenação;
c. Trânsitos instalações e pesquisas;
d. resgates; ee. Prestação de assistência imediata, tais como assistência médica, conforme o caso.
Se isso não é motivação suficiente, uma aeronave de asa rotativa USCG custa R $ 9-14K por hora e um cortador de USCG custa R $ 3-15K por hora para operar. Reduzindo o tempo de uma aeronave estiver no ar ou um cortador está em uma área de pesquisa pode reduzir consideravelmente os custos dos contribuintes, bem como salvar vidas e bens. A Guarda Costeira dos EUA contraiu Northrop Grumman Corporation, Applied Science Associates (ASA), e Metron Inc., para desenvolver um sistema abrangente que inclui os últimos parâmetros gráficos de divergência, Leeway parâmetros de divergência e Monte-Carlo métodos para melhorar a probabilidade de sucesso de casos de busca. SAROPS cumpre e supera essas expectativas por minimizar a planificação e resposta prazos.
componentes SAROPS
SAROPS é composta do Graphical User Interface (GUI), o Servidor de Dados Ambientais (EDS) ea Simulator (SIM).
Graphical User Interface (GUI)
O Graphical User Interface usa o Environmental Systems Research Institute (ESRI) Sistema de Informação Geográfica (ArcGIS) e foi alterado para incluir aplicativos específicos da Guarda Costeira dos EUA, como o SAR Ferramentas de Extensão e SAROPS Extension. Os aplicativos têm uma interface baseada em assistente e trabalho dentro dos ArcGIS ambiente em camadas. Vetoriais e raster gráficos estão disponíveis para exibição, bem como planos de busca, padrões de pesquisa, dados ambientais da área de pesquisa e mapas de probabilidade. Finalmente, o GUI fornece relatórios sobre todas as operações de busca.
Dados ambiental Server (EDS)
A Environmental Data Server (EDS) recolhe e armazena informações ambientais para uso dentro SAROPS. servidores SAROPS locais em todo os Estados Unidos solicitar informação ambiental da EDS com base na área de interesse. Diferentes produtos ambientais sejam catalogados no servidor variando de sistemas de observação para produtos de modelagem. Observações incluem a temperatura da superfície do mar, temperatura do ar, a visibilidade, a altura das ondas, das marés globais / região e correntes para citar alguns. saída do modelo de alta resolução a partir de modelos de previsão operacionais como o híbrido coordenar vento modelo oceânico (HYCOM) ea Global NRL Oceano costeira (NCOM) fornecem temporal e espacialmente variável e informações atuais. Por fim, a EDS é capaz de fornecer ferramentas de análise de objetivos e de agregação. A lista de produtos disponíveis está sempre mudando como pesquisadores na Marinha, universidades locais e centros de pesquisa continuamente melhorar a precisão e confiabilidade dos produtos e torná-los disponíveis em uma base consistente.
SAROPS Simulador (SIM)
definições
- Probabilidade de Contenção (POC) : A probabilidade do objeto de pesquisa a ser contido dentro dos limites de alguma área. É possível alcançar 100% POC, tornando a área maior e maior até que todas as localizações possíveis são cobertos.
- Probabilidade de Detecção (POD) : A probabilidade de detectar um objecto ou reconhecer o objecto de pesquisa. Aeronaves diferentes, as condições ambientais e tipos de pesquisa de objetos pode dar uma probabilidade diferente de detecção. Geralmente, a probabilidade de detecção diminui com o aumento da distância a partir do objecto de pesquisa.
- Probabilidade de Sucesso (POS) : A probabilidade de que um objeto de pesquisa serão encontrados. POS depende da POC eo POD. POS = POC x POD
Assistente Simulator
O assistente simulador faz uso de várias páginas de descrições de cenários que são inseridos pelo usuário, a fim de calcular as posições possíveis de socorro e tempos, posteriores trajetórias de deriva busca de objetos e o efeito de pesquisas concluídas nas probabilidades de busca de objetos. O simulador de captura incerteza em posições, insumos ambientais parâmetros de tempo e margem de manobra. Após a recepção de todas as informações pertinentes para o caso, o simulador, utilizando de Markov método de Monte Carlo , simula o desvio de até 10000 partículas para cada um dos cenários. Para cada 20 minutos de deriva, o simulador é responsável por mudanças na corrente de água, margem de manobra vento e divergência margem de manobra. O simulador exibe os resultados como um mapa de densidade de probabilidade de que podem ser animados ao longo da duração de deriva. A Figura 1 ilustra este tipo de mapa. O modelo de conjunto trajetória, passeio aleatório e modelo de vôo aleatório equações governantes são totalmente explicados no Breivik e Allen (2008) e Spaulding, et al. (2005) que está localizada dentro de O'Donnell et al. (2005). Em suma, o objetivo do simulador é maximizar a probabilidade de sucesso.
Assistente de Planejamento Optimal
O assistente de planejamento ótimo leva a informação mapa de probabilidade, bem como um outro conjunto de entradas do usuário, tais como o tipo de recursos, em condições de cena e valores de largura de varredura para desenvolver áreas de pesquisa que maximizem o POS. As áreas de pesquisa podem ser ajustados pelo controlador SAR para maximizar ainda mais POS. Armado com as melhores ajuste possível os recursos disponíveis, o controlador de SAR podem então transmitir o padrão de busca para os ativos de busca. Se o objeto de pesquisa não é encontrado na primeira busca, o assistente de planejamento ótimo serão responsáveis por pesquisas anteriores malsucedidas quando recomendando pesquisas posteriores.
Aplicações fora de busca e salvamento
SAROPS pode ser expandida para incluir outras aplicações fora de busca e salvamento. Essas aplicações podem incluir, mas não estão limitados à projecção de estoques de pesca e projecções derramamento de óleo.
uso no mundo real
SAROPS foi utilizado na resposta à explosão em águas profundas Horizon e ajudou na recuperação final de 115 pessoas.