CN109823493B

CN109823493B - 水上大规模人命快速救援方法

Info

Publication number: CN109823493B
Application number: CN201910093453.6A
Authority: CN
Inventors: 周春辉; 孙业峰; 罗旺健; 王明栋; 孙杰; 甘浪雄
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2021-05-18
Anticipated expiration: 2039-01-30
Also published as: CN109823493A

Abstract

本发明公开了一种水上大规模人命快速救援方法，包括：救援中心通过卫星获取失事船舶的求救信号，通过救援直升机向事故所在地空投救援集结装置；同时救援船舶前往失事地点；获取每个救援集结装置传输回来的信息，并对信息进行储存并分析，建立出落水人员的分布图；根据所统计的落水人数判断前往的所有救援船舶其总运载能力是否能够将所有落水人员救起，如不足则增派救援船舶；若满足则根据救援船舶的运载能力、落水人员的数量及其分布，以人员水中停留总时间最短为标准进行救援路径规划，制定最优救援方案。本发明并以落水人员水中停留时间为判断标准进行多船路径规划问题，制定出最佳的救援方案，提高救援效率。

Description

水上大规模人命快速救援方法

技术领域

本发明专利涉及到水上交通安全领域，特别涉及到一种水上大规模人命快速救援方法。

背景技术

海上落水人员救生装备是指在海上对落水人员进行援救的器材设备。海上环境严酷,如淹溺、冷水浸泡、海洋生物伤害等，对落水人员的生存威胁很大。由于落水人员在海上生存的时间有限。为提高援救成功率，各国十分重视海上落水人员救生装备的研究。我国有漫长的海岸线,海区辽阔，随着我国航运业的兴起，海上船舶的流通量加大，致使发生事故的频率也在增加。目前研发的海上救援装置多是针对单人的，但发生事故时往往落水人员不是一两个，而是很多，救援效果并不是十分显著，因此针对海上落水人员的应急救援，尤其是针对海上多人的救援就显得尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种水上大规模人命快速救援方法，能够制定出最佳的救援方案，提高救援效率。

本发明解决其技术问题所采用一下的技术方案；

提供一种水上大规模人命快速救援方法，包括以下步骤：

救援中心通过卫星获取失事船舶的求救信号，通过救援直升机向事故所在地空投救援集结装置；同时救援船舶前往失事地点；

获取每个救援集结装置传输回来的信息，并对信息进行储存并分析，建立出落水人员的分布图；

根据所统计的落水人数判断前往的所有救援船舶其总运载能力是否能够将所有落水人员救起，如不足则增派救援船舶；若满足，则根据救援船舶的运载能力、落水人员的数量及其分布，以人员水中停留总时间最短为标准进行救援路径规划，制定最优救援方案。

接上述技术方案，该装置主要包括救援装置主体，该救援装置主体上设有充气外套、保温袋、自启动装置、救生手环；多个保温袋设置在救援装置主体的侧面；多个救生手环分布在救援装置主体顶部，与保温袋对应；救援装置主体内部设有高压气体罐、淡水储藏室，高压气体罐通过高压气体管与充气外套连接；救生手环下方放置有应急食物；自启动装置设置在救援装置主体的底部，当救援装置主体落水后，自启动装置自动开启，触发充气外套自动充气；

该救援装置主体上还设有指示灯，自启动装置自动开启后，弹出指示灯，并开启指示灯。

接上述技术方案，该救援装置主体的顶部还设有液晶显示器，用于显示救援的进展情况，包括显示救援船舶与落水人员的距离，以及预计到达的时间。

接上述技术方案，该救援装置主体的顶部还设有可伸缩的天线，指示灯设置在天线顶部；在自启动装置自动开启后，天线在高压气体的作用下被弹出。

接上述技术方案，还包括落水人员计数结构，通过独特的设计，可以准确的记录应急救援装置已救援的落水人员的人数。

接上述技术方案，还包括落水人员计数结构，包括外壳，外壳内设有软弹簧，软弹簧的底部设有圆形底片，圆形底片上设有多个接触位点，外壳底部设有与圆形底片上接触位点相接触的位点，形成接通电路；救生手环与圆形底片通过连接线连接，当救生手环被拉出时，带动接触位点分开，电路断开，落水人员计数结构根据断开电路的个数进行计数。

接上述技术方案，指示灯为LED灯，开启后会不停的闪烁。

接上述技术方案，所述淡水储藏室上连接多根淡水管，多根淡水管引至救援装置主体上。

接上述技术方案，所述自启动装置的表面设有多个透水孔，所述自启动装置内部设有遇水快速熔接的高溶解速度固体、软弹簧和插销，软弹簧和插销均与高溶解速度固体连接，该插销还与高压气体管连接，该高压气体管与所述高压气体罐连接。

本发明还提供一种水上大规模人命快速救援***，包括：

事故响应模块，用于通过卫星获取失事船舶的求救信号，在获知船舶在海上失事的位置后，向直升机发出空投救援集结装置的指令；同时向救援船舶发出救援船舶前往失事地点的指令；

信息接收与处理模块，用于通过北斗通信***获取救援集结装置发出的落水人员的数量信息及位置信息，并将接收到的信息分位置信息与人数信息两类储存，同时根据所统计的位置信息和人数信息在失事船舶附近的海图上标记出各个大规模人命救助装置的位置以及所救援的人数，模拟出失事船舶附近落水人员分布图；

救援方案制定模块，用于结合模拟的失事船舶附近的落水人员分布图以及前去救援的救援船舶的数量及其位置制定出最佳的救援路线，根据所统计的落水人数判断前往的所有救援船舶其总运载能力是否能够将所有落水人员救起，如不足则增派救援船舶；当满足条件时，根据救援船舶的运载能力、落水人员的数量及其分布，以人员水中停留总时间最短为标准进行救援路径规划，制定最优救援方案。

接上述技术方案，该***还包括救助协调模块，用于将最优救援方案发送到各个救援船舶，指挥船舶按照预定的救援方案对落水人员进行救助。

本发明的有益效果：本发明通过空投救援集结装置能够根据失事现场的具体情况绘制出失事船舶附近的落水人员分布图，并以落水人员水中停留时间为判断标准，利用遗传算法解决在船舶的数量、载重能力、航速有限的情况下多船路径规划问题，制定出最佳的救援方案，提高救援效率。

本发明通过“1+N”的结构设计，即一个救援主体系多个救援副体，实现了单个救援装置对多个落水人员的救援。本发明可以广泛的应用到海上应急救援中。

进一步地，通过设置落水人员计数结构，实现了准确的记录落水人员的人数。

进一步地，通过自启动装置，实现了装置的入水即启动，充气外层快速充气。

进一步地，通过设置醒目的指示灯，使落水人员可以轻松发现应急救援装置的位置

进一步地，通过设置触屏显示器，落水人员可以通过液晶显示器获知实时的救援信息，还可以通过装置上的触屏显示器与救援中心保持联系。

附图说明

图1为本发明应急救援网络的工作流程示意图

图2为本发明应急救援网络***救援方法

图3为本发明模拟的失事船舶附近落水人员救援路线图

图4为本发明实施例水上落水人员救援集结装置未展开示意图；

图5为本发明实施例水上落水人员救援集结装置展开示意图；

图6为本发明实施例水上落水人员救援集结装置剖视图；

图7 为本发明实施例落水人员计数结构的剖视图；

图8 为本发明实施例自启动装置的剖视图；

图9 为本发明实施例自启动装置的外观图；

图中：1.救援装置主体，2.天线，3.触屏显示器，4.救生手环以及应急口粮，5.保温袋，6.吊环，7.自启动装置，8.LED灯，9.充气外套，10.电池，1.1高压气体管，12.高压气体罐，13.淡水管，14.淡水储藏室，15.落水人员计数结构，16.链接救生手环与圆形底片的链接线，17.落水人员计数结构外壳，18.软弹簧，19.圆形底片，20.接触点位，21.高溶解速度固体，22.插销，23.弹簧，24.支撑立板，25.自启动装置外壳，26.透水孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明水上大规模人命快速救援方法主要包括以下步骤：

通过救援集结装置向应急救援网络***传递的信息，使应急救援网络***可以分析出落水人员的分布情况，最后通过SAS分析所有大规模人命救助装置传输的信息并结合救援船舶的自身情况，以人员水中停留总时间最短为标准进行救援路径规划，制定出最佳的救援路线。

为实现上述方法，提供了一种水上大规模人命快速救援***，主要包括事故响应模块、数据处理接受与模块、救援方案制定模块以及救助协调模块。

该救援***具体如图2所示，包括：

一、事故响应模块

在获知船舶在海上失事的位置后，应急救援***会根据失事地点的位置信息立即派出搭载了大规模人命救助装置的直升机和救援船舶，救援直升机在到达失事地点后，在失事船舶的上空根据落水人员的分布情况释放大规模人命救助装置。

释放后的大规模人命救助装置会对海上的落水人员提供救援，在对落水人员进行救援的同时，大规模人命救助装置会通过其内部的装置获取装置已救援的落水人员的数量信息，并将落水人员的数量信息及位置信息通过北斗通信***传递给跟应急救援***。

二、信息接收与处理模块

应急救援***将接收到的信息分位置信息与人数信息两类储存。并根据所统计的位置信息和人数信息在失事船舶附近的海图上标记出各个大规模人命救助装置的位置以及所救援的人数，模拟出失事船舶附近落水人员分布图。

三、救援方案制定模块

应急救援***通过结合模拟的失事船舶附近的落水人员分布图以及应急救援***所派往前去救援的救援船舶的数量及其特点制定出最佳的救援路线。具体步骤如下；

（1）首先根据所统计的落水人数判断前往的所有救援船舶其总运载能力是否能够将所有落水人员救起。如不足则增派救援船舶。

（2）当满足条件时，应急救援***根据救援船舶的运载能力、落水人员的数量及其分布，制定出以人员水中停留总时间最短为标准的最优解。

为求取以落水人员水中停留时间最短为标准的路线规划问题，计划采取遗传算法解决。与传统求解类似的限制容量多路径规划问题方法相比，本专利采取的遗传算法采用了新的适应度函数。海上救援的路径规划问题的目标是在救援效率高。因此在用遗传算法解决海上救援的路径规划问题中可以用人员水中停留总时间最短作为适应度函数。

人员水中停留最短总时间；设Ti为救援船由i-1点航行至i点的过程所历经的时间，Ti’为i点一位落水人员在水中的停留的总时间；

Xi、Yi为i点的坐标，V为救援船舶的航行速度。

最后利用遗传算法规划出的失事船舶附近落水人员救援路线图如图3所示。

四、救助协调模块

应急救援***根据制定出的最优救援方案，并将救援计划发送到各个救援船舶，指挥船舶按照预定的救援方案对落水人员进行救助。

本发明主要针对海上多人的救援。当在海上发生多人落水的情况时，本发明可以同时救援多名落水人员，为他们提供救生环、淡水以及应急食物，并且将落水人数通过网络发送给救援中心，落水人员也可以通过装置上的触屏显示器与救援中心进行联系，这样可以使落水人员在最短的时间内得到救援。

本发明所设计的应急救援装置是一种针对海上多人落水的应急救援装置，本装置通过一个救援主体系多个救援副体的设计，实现了单个救援装置对多个落水人员的救援。主要包括救援装置主体、充气外套、保温袋、吊环、机械计数结构、自启动装置、救生手环、高压气体罐等。

当发生大规模人员落水事故后，首先由救援直升机搭载救援装置前往事故所在地，在运输过程中装置如图4所示，整个装置整体呈长圆柱形。在其顶端可以看见一小块触屏显示器3、收起的天线2以及吊环6，在救援装置主体1上有充气手环4，在充气手环4周围有应急食物与水。在启动前装置具有体积小、方便运输的优点。

如图8、9所示，自启动装置的表面设有多个透水孔26，所述自启动装置内部设有遇水快速熔接的高溶解速度固体21、软弹簧23和插销22，软弹簧和插销均与高溶解速度固体连接，该插销还与高压气体管连接，该高压气体管与所述高压气体罐连接。软弹簧可通过支撑立板24固定在自启动装置的外壳上。当到达事故所在地后，在空中投放救援装置，救援装置入水后水通过透水孔26进入到自启动开关内部，高溶解速度固体21遇水快速溶解，软弹簧18释放弹性势能带动插销22移动，压缩气体钢瓶的气阀开启，装置开始工作。

在装置启动后如图5、6所示，装置入水后，高压气体罐6开启，高压气体罐6内高压气体通过高压气体管11到达充气外套9和天线2，充气外套9快速充气、天线2在高压气体的作用下快速弹出。在天线2弹出后，天线2顶端的LED灯8接通电池10，LED灯8以间隔2秒的频率不停闪烁。提示落水人员救援装置的位置。同时装置内的落水人员计数结构15、触屏显示器3、保温袋5以及其他电子器械通电开始工作。

当落水人员在游至应急救援装置附近时，可将救援装置主体1上的救生手环4拉出并套在手上并进入保温袋5中，之后落水人员可以将救生手环4下面的应急食物取出来补充失去的热量，通过与救援装置内淡水储藏室14相连的淡水管13补充水分来延长落水人员在海水中的生存时间。

如图7所示，落水人员计数结构包括外壳17，外壳内设有软弹簧18，软弹簧的底部设有圆形底片19，圆形底片上设有多个接触位点，外壳底部设有与圆形底片上接触位点相接触的位点，形成接通电路；救生手环与圆形底片通过连接线连接，当救生手环被拉出时，带动接触位点分开，电路断开，落水人员计数结构根据断开电路的个数进行计数。

当落水人员拉出救生手环4后，落水人员计数结构15即启动，记录装置搭救的落水人员人数。具体的工作过程为；在没有人员将手环拉出时分布于圆形底片19和装置内底的4个接触位点20在软弹簧18的作用下两两接触，电路接通；当有落水人员将手环套在手上并拉出时，链接救生手环4与圆形底片19的连接线16带着圆形底片19向外移动并压缩软弹簧18，在这个过程中4个接触位点20两两分开，电路断开，通过判断有几个电路处于断开状态，来判断应急救援装置上已救援的落水人员人数。

应急救援装置通过网络将应急救援装置已救援的人数发送给应急救援中心后。应急救援中心可以根据落水人员在海上的位置以及落水人员的数量来制定合理、有效的救援方案。使尽可能多的落水人员可以在最短的时间里得到救助。

在落水人员等待救援的期间不仅可以通过救生圈4上的应急食物来补充失去的热量、通过淡水储藏室14内储藏的淡水补充水分。还可以在救援装置主体1上的触屏显示器3看到救援船舶与他们的距离，以及预计到达的时间。而且在等待救援期间发生了什么意外情况也可以利用救援装置主体1上的触屏显示器3通过北斗定位***中的通信***与应急救援中心取得联系。

当救援船舶到达事故发生地后，船上的吊机放下吊钩，钩住应急救援装置1上的吊环6，将救援装置与上面的落水人员一起吊起。

本发明通过直升机搭载应急救援装置，使救援力量在最短的时间到达现场，在发现有船舶在海上失事时，***会立刻做出判断，派出救援直升机搭载应急救援装置前往失事地点。由于直升机具有快速性，使得救援力量可以最短的时间到达现场对落水人员进行救援。

本发明通过结合大规模人命救助，快速掌握落水人员的相关信息。大规模人命救助装置在对落水人员进行救援后，通过内部的装置，判断出装置已救援的人数。并且通过北斗通信***将救援的落水人员的数量和自身的位置信息传输给应急救援网络***，应急救援网络***结合每个应急救援装置传输的信息，可以建立落水人员在失事地点的分布情况模型。

本发明还结合大规模人命救助传递的信息，应急救援网络***可以制定出最佳的救援方案。应急救援网络***内预先对可能发生的各种情况以进行设定与编程，再结合每个应急救援装置传输的信息分析出落水人员在失事地点的分布情况后，***根据落水人员的分布情况和救援船舶的数量、载重能力、航速有限的情况下利用遗传算法制定出最佳的救援方案。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种水上大规模人命快速救援方法，其特征在于，包括以下步骤：

救援中心通过卫星获取失事船舶的求救信号，通过救援直升机向事故所在地空投救援集结装置；同时救援船舶前往失事地点；该救援集结装置主要包括救援装置主体，该救援装置主体上设有充气外套、保温袋、自启动装置、救生手环；多个保温袋设置在救援装置主体的侧面；多个救生手环分布在救援装置主体顶部，与保温袋对应；救援装置主体内部设有高压气体罐、淡水储藏室，高压气体罐通过高压气体管与充气外套连接；救生手环下方放置有应急食物；自启动装置设置在救援装置主体的底部，当救援装置主体落水后，自启动装置自动开启，触发充气外套自动充气；

根据所统计的落水人数判断前往的所有救援船舶其总运载能力是否能够将所有落水人员救起，如不足则增派救援船舶；若满足，则根据救援船舶的运载能力、落水人员的数量及其分布，以人员水中停留总时间最短为标准，并采用遗传算法进行救援路径规划，制定最优救援方案。

2.一种水上大规模人命快速救援***，其特征在于，包括：

事故响应模块，用于通过卫星获取失事船舶的求救信号，在获知船舶在海上失事的位置后，向直升机发出空投救援集结装置的指令；同时向救援船舶发出救援船舶前往失事地点的指令；该救援集结装置主要包括救援装置主体，该救援装置主体上设有充气外套、保温袋、自启动装置、救生手环；多个保温袋设置在救援装置主体的侧面；多个救生手环分布在救援装置主体顶部，与保温袋对应；救援装置主体内部设有高压气体罐、淡水储藏室，高压气体罐通过高压气体管与充气外套连接；救生手环下方放置有应急食物；自启动装置设置在救援装置主体的底部，当救援装置主体落水后，自启动装置自动开启，触发充气外套自动充气；

救援方案制定模块，用于结合模拟的失事船舶附近的落水人员分布图以及前去救援的救援船舶的数量及其位置制定出最佳的救援路线，根据所统计的落水人数判断前往的所有救援船舶其总运载能力是否能够将所有落水人员救起，如不足则增派救援船舶；当满足条件时，根据救援船舶的运载能力、落水人员的数量及其分布，以人员水中停留总时间最短为标准，并采用遗传算法进行救援路径规划，制定最优救援方案。

3.根据权利要求2所述的水上大规模人命快速救援***，其特征在于，该***还包括救助协调模块，用于将最优救援方案发送到各个救援船舶，指挥船舶按照预定的救援方案对落水人员进行救助。