視覺搜尋應用探討
航海技術
作者：徐敏
摘要：根據搜尋目標在周圍基點概率分布的特點進行搜尋方式應用探討。在搜尋過程中，搜尋單位應圍繞運動的基點，正確地、合理地運用視覺搜尋方式展開搜尋。
關鍵詞：搜尋基點 誤差 概率 視覺搜尋
0 引言
由於海洋環境的複雜性、搜救設施的局限性以及搜尋目標位置的不確定性，海上搜尋相對於陸地搜尋搜尋難度更大。俗話說海上搜救是“七分搜，三分救”，雖然各種先進的搜尋設備不斷投入使用，但是視覺搜尋因簡單有效還是最常用的手段。本文圍繞《國際航空和海上搜尋救助手冊》（以下簡稱《手冊》）中有關視覺搜尋章節進行一些探討。
1 搜尋基點的特點
海上搜尋和陸地搜尋最大的不同在於移動性。陸地上的搜尋隻要以遇險者的位置為中心展開搜尋即可，而海上的遇險者受風和流的影響始終處於漂流狀態。當救助單位趕到失事地點時，失事目標往往已經漂移了一段距離，這就給搜尋帶來了巨大的困難。設計一個適合的搜尋方式以便搜尋單位能夠迅速、準備地展開搜尋，是提高尋找到搜尋目標概率決定性因素。
1.1 搜尋基點
和陸地搜尋一樣，海上搜救也要有一個中心點——基點。如何確定從失事時到救助單位到達這一段時間間隔中失事目標漂流的方向和距離（即搜尋基點的確定）是搜救成功的關鍵。如果單靠失事目標的最後已知位置展開搜尋，搜尋效率會大打折扣。
1.2 基點的推算
確定搜尋基點時，主要考慮風、固定海流、潮汐流等導致的漂移，最後對各漂移矢量進行合成，計算出總的漂移方向和距離。
在計算搜尋基點的時候，參照《手冊》第二卷，利用平均海麵平均風力風壓矢量與水流矢量總和合成海麵漂移矢量。漂移速度乘以漂移時間，從而得出漂移距離矢量。最後，在海圖上標繪出救助船舶到達時的確定基點位置。
1.3 基點誤差與概率關係
在實際計算搜尋基點的時，風、水流方向和大小都為估算或經驗值，潮汐流的方向和大小都是變量，而計算時一般都用平均值。因難以和遇險現場實際漂移情況保持一致，再加上原始遇險位置信息本身的誤差，基點的準確性難以保證，存在比較大的誤差。而且誤差也不易計算（因為我們不能確定估算的平均值究竟和實際值有多大的差別）。在海上搜尋時，搜尋單位一般都需要較長的時間抵達現場，而這個時間是影響誤差的關鍵性因素，由於風流矢量的誤差乘以時間後誤差就被放大了，所以抵達現場的時間越長基點的誤差就越大。
從概率論與隨機誤差的基本特征出發推導出，隨機誤差服從正態分布密度函數。
圖中的幾何意義：
（1）曲線下麵積為隨機誤差落在不同區間的概率，總概率為1；
（2）σ決定了曲線的形狀： σ小，曲線陡，小的誤差出現機會多、精度高，概率分布集中在中心區域附近；σ大，曲線平緩，概率分布向周圍擴散；σ一定，曲線的形狀就定了，概率分布就定了。
1.4基點的概率分布特點
搜尋基點受隨機誤差的影響，在一定區域內分布的概率也不同，也是呈正態分布的幾何規律。根據隨機誤差與概率的分布特點，結合《手冊》第二卷附錄13中有假設一定的標準誤差下的初始概率分布在每一網格的百分比。
2 視覺搜尋模式的種類及選擇
2.1 視覺搜尋方式的種類
視覺搜尋依據基點附近目標概率分布的特點：基點中心位置概率為最高，隨之擴展到外圍概率逐漸減小，延伸出幾種視覺搜尋模式，其中最主要的視覺搜尋模式當屬扇形搜尋與擴展方形搜尋。
2.1.1 扇形搜尋
搜尋單位圍繞以基點位置為中心的一個圓形區域進行搜尋，每段搜尋路徑應近距離或正上空通過基點。每次的轉向角是120°，通常扇形搜尋每次都是向右轉向。如果在完成一遍扇形搜尋後仍未發現目標，轉動扇形30°，進行第二次扇形搜尋，如此重複直到找到全部目標。特點是越靠近基點搜尋的次數越多，非常接近搜尋目標概率分布的實際情況，搜尋的效率高。