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博碩士論文 etd-0608114-193028 詳細資訊
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論文名稱
Title
臺灣周邊海域搜尋與救難目標漂移模型系統之建立
Establishment of an Object Drift Model for Search and Rescue System in Taiwan Waters
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
102
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2014-06-26
繳交日期
Date of Submission
2014-07-08
關鍵字
Keywords
系統動力學、搜尋與救難、搜尋目標、漂移、流、地理資訊系統
search and rescue (SAR), search object, currents, drift, system dynamics (SD), Geographic Information Systems (GIS)
統計
Statistics
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中文摘要
「搜尋」是「一個在救援協調中心或救援分中心之協調下行動,利用現有人員與設施找到遇難者」;「救難」是「一個行動以挽救遇難者,提供初步醫療或其它需求,並提供一個安全的地方」。搜尋理論是科學上制定最佳搜尋計畫數學方法與計算方法之研究;它是一個應用程序,也是美國海軍在二次世界大戰期間的得力助手,用以搜尋敵方潛艇,以及尋找被擊落而在海洋上漂流之盟軍飛行員。
在如此廣闊之海洋環境中,除非搜尋目標拋錨、停泊或擱淺,否則風與流之作用將使他們隨時間漂移。搜尋目標漂移行為被了解的越多,被找到的機率就越大。越早被找到,遇難者存活的機率就越大。因此,如何迅速且正確地模擬出搜尋目標之漂移行為就是關鍵,研擬出一個搜尋與救難目標漂移模式系統即為首要工作。
搜尋目標在海上漂流之作用力主要是洋流、潮汐流、風驅流及風壓差。搜尋區域則是以漂移推算位置為圓心、以漂移總誤差為半徑所畫的圓。
本研究利用系統動力學以建立漂移力與搜尋半徑之模組,並將所有參數列表註明定義與意義,且將現有提供的資訊而需要尋找相關對應之參數建立資料庫,另外,系統動力學模組輸入參數所計算出之漂移量與搜尋半徑再利用地理資訊系統模擬展示漂移路徑並標示搜尋區域。
Abstract
Defining search and rescue (SAR) as searching for and supporting the people who are in distress or imminent danger. A search is "an operation normally coordinated by a Rescue Coordination Center or rescue subcenter, using available personnel and facilities to locate persons in distress" and rescue is "an operation to retrieve persons in distress, provide for their initial medical or other needs, and deliver them to a place of safety." Search theory is the scientific study of mathematical methods and algorithms for developing optimal search plans. It is one procedure of application, and it was developed by the USN during World War II to aide in searching for enemy submarines and finding downed Allied fliers adrift on the ocean.
In the ocean environment, wind and current making search objects to drift over time unless they are anchored, moored or stranding. The better the drift of the object is known, the more likely it will be found. The earlier the object is found, the greater the chance of survival will be. Therefore, it is the key that how to simulate the drift of object quickly and right. The first job to do is making a search and rescue system.
The search object drift at sea by main physical forces include ocean current, tidal current, wind current, and leeway. Search area is a circle and drawing projected position as the center and total drift error as the radius.
In this research, we use system dynamics to make the model of drift and radius of search, and a list of all parameters specify the definition and meaning. We create the database to find the corresponding parameters by relevant information. Inputting parameters to the system dynamics model to calculate the drift force and the search radius, then use ArcGIS to simulate the trajectory of drift.
目次 Table of Contents
誌謝………………………………………………………………………………………i
中文摘要………………………………………………………………………………...ii
英文摘要………………………………………………………………………………..iii
目錄……………………………………………………………………………………..iv
圖次……………………………………………………………………………………..vi
表次……………………………………………………………………………………...x
第一章 緒論…………………………………………………………………………….1
1.1 前言………………………………………………………………………………1
1.2 研究動機與目的…………………………………………………………………1
第二章 文獻回顧……………………………………………………………………….4
2.1 搜尋與救難理論…………………………………………………………………4
2.2 數值模式及其發展………………………………………………………………7
2.2.1 海流模式……………………………………………………………………..7
2.2.2結合搜尋與救難之模式.……………………………………………………..8
2.3 系統動力學……………………………………………………………………..11
2.4 地理資訊系統…………………………………………………………………..12
2.5 小結……………………………………………………………………………..13
第三章 研究方法……………………………………………………………………...14
3.1 系統動力學……………………………………………………………………..14
3.2 地理資訊系統…………………………………………………………………..15
3.3小結……………………………………………………………………………...17
第四章 模式建構…………………………………………………...…………………18
4.1 漂移力分析……………………………………………………………………..19
4.1.1 洋流…………………….…………………………………………………..19
4.1.2 潮汐流………………..………………………………………………….....19
4.1.3 風驅流……………………………………………………………………...19
4.1.4 風壓差……………...………………………………………………………20
4.1.5 海流總和………………………….………………………………………..20
4.2 搜尋半徑分析………………………….………………………………………21
4.2.1誤差………………………….………………………………………………21
4.2.2搜尋半徑…………………………………………………………................22
4.3系統動力學模組元件分析………………………………………………..…….23
4.4 建立系統動力學模組……………………………………………………..……29
4.5 系統動力學模組輸入參數…………………………………………..…………31
4.6 系統動力學模組輸出參數………………………………………………..……33
4.7 計算展示漂移路徑及搜尋區域………………………...……………………...34
4.8 小結…………………………….…………….…………………………………34
第五章 搜尋模式應用及案例分析………………………………………..….………35
5.1 案例狀況說明………………………………………………….………….……35
5.2 系統動力學模組輸入參數……………………………….……………….……35
5.3 系統動力學模組輸出參數………………………………….………….………38
5.4 漂移力比較分析與討論………………………………….………….…………38
5.5 計算漂移路徑………………………...………………………….......................39
5.6 地理資訊展示系統…………………………….…………….…………………40
第六章 結論與建議……………………………………………………...……………78
6.1 結論…………………………………………………………………………..…78
6.2 後續研究建議………………………………………………………………..…78
參考文獻…………………………………………………………………………….…79
附錄……………………….……………………………………………………………83
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