馬翠玲

地震搜救主要是指迅速搜索與營(yíng)救由于地震造成的建筑物破壞而被壓埋人員的舉動(dòng)。地震發(fā)生后，展開(kāi)救援的第一步是搜索及定位，即尋找被埋壓人員并準(zhǔn)確判斷其位置的過(guò)程。對(duì)區(qū)域進(jìn)行快速全面的搜索，以最短的時(shí)間或最大的可能找到搜索目標(biāo)。在搜救隊(duì)被分配到任務(wù)區(qū)后，面對(duì)大規(guī)模的建筑物倒塌區(qū)域，隨機(jī)對(duì)所有的建筑物進(jìn)行搜索行動(dòng)顯然有些盲目。為了能夠達(dá)到搜索目的，搜索隊(duì)員首先要明確搜索目標(biāo)的特征，搜索區(qū)域，根據(jù)搜索裝備的情況，進(jìn)行力量的合理部署及制定隊(duì)伍的行進(jìn)路線。網(wǎng)格搜索屬于常見(jiàn)的人工搜索方式，即將倒塌區(qū)域分成若干個(gè)網(wǎng)格區(qū)域，搜索人員由若干人組成一組，分配一個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行搜索。

下面對(duì)搜索過(guò)程中常見(jiàn)的單個(gè)矩形區(qū)域中搜索路線的行走方案進(jìn)行討論。

現(xiàn)有一搜索分隊(duì)將對(duì)某一矩形區(qū)域進(jìn)行搜索。假設(shè)搜索時(shí)平均行進(jìn)速度為vl，不搜索時(shí)的平均行進(jìn)速度為v2，搜索半徑為r，搜索人員直行時(shí)搜索寬度為2r。

首先將該矩形區(qū)域以2r為邊長(zhǎng)劃分為若干正方網(wǎng)格，不足2r的部分按照2r計(jì)算。取每個(gè)正方網(wǎng)格中心點(diǎn)為v將任意兩中心點(diǎn)之間的距離看成相應(yīng)正方網(wǎng)格的邊長(zhǎng)e。構(gòu)成了網(wǎng)格圖G(v，e)，如圖1所示。

為簡(jiǎn)化問(wèn)題，做如下假設(shè)。

對(duì)每個(gè)局部方格區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行均勻搜索；將點(diǎn)陣中的點(diǎn)看成頂點(diǎn)，行進(jìn)的起點(diǎn)和終點(diǎn)位量不受限制。

則搜索問(wèn)題轉(zhuǎn)化為尋找經(jīng)過(guò)每點(diǎn)一次且僅一次的最短路徑問(wèn)題，即為求Hamilton回路問(wèn)題。Hamilton回路問(wèn)題是指給定n個(gè)點(diǎn)及n個(gè)點(diǎn)兩兩之間的距離(或權(quán)數(shù))，求一條回路，使之經(jīng)過(guò)所有的點(diǎn)。且經(jīng)過(guò)每個(gè)點(diǎn)僅一次，而整條回路(也稱(chēng)路徑或邊界)的總距離(或總權(quán)數(shù))最小。這是一個(gè)NP-完全問(wèn)題，該問(wèn)題的最優(yōu)精確解法有許多種，常用的解法為啟發(fā)式算法，即指從最優(yōu)的必要條件出發(fā)，設(shè)計(jì)一個(gè)有效算法，使之求出的解滿足這些必要條件。

假設(shè)搜索隊(duì)員在某點(diǎn)處的搜索區(qū)域?yàn)閳A形，為了避免復(fù)雜的計(jì)算及便于搜索方案的順利實(shí)施，制定出如圖2所示的“S”形路線搜索法。

搜索隊(duì)員從起始點(diǎn)開(kāi)始沿某一排網(wǎng)格直行搜索，搜索至邊界處，180°折回，再沿下一排網(wǎng)格繼續(xù)直行搜索，如此進(jìn)行，直至搜索結(jié)束，形成“s”型往返搜索路線。

由圖2可見(jiàn)，“S”形搜索路線簡(jiǎn)單，便于實(shí)施，但它也有其局限性。將局部方格區(qū)域放大，見(jiàn)圖3，圖中陰影部分無(wú)法被搜索，形成了搜索盲區(qū)?？梢?jiàn)這種搜索方式并不能覆蓋整個(gè)搜索區(qū)域。如何解決盲區(qū)的搜索問(wèn)題經(jīng)過(guò)研究。在180°折回處，做出如圖4所示的修正方案。

一條直行路徑的最后一個(gè)網(wǎng)格搜索完成后，不立即轉(zhuǎn)入下一個(gè)網(wǎng)格，而是沿著對(duì)角線方向直行至A點(diǎn)(從網(wǎng)格中心至A點(diǎn)的距離為)，然后從點(diǎn)A直行到下一個(gè)網(wǎng)格的B點(diǎn)搜索，再由B點(diǎn)返回網(wǎng)格中心，轉(zhuǎn)入下一條直行路徑繼續(xù)搜索。修正后，消除了搜索盲區(qū)，整個(gè)搜索區(qū)域可實(shí)現(xiàn)完全覆蓋。

搜索隊(duì)員在實(shí)際執(zhí)行搜索任務(wù)時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到要求搜索結(jié)束后返回出發(fā)點(diǎn)，以便于搜救力量的統(tǒng)籌安排。

假設(shè)從矩形區(qū)域的一角出發(fā)，結(jié)束后返回出發(fā)點(diǎn)，為了使搜索路徑最短，可根據(jù)兩個(gè)搜索方向上網(wǎng)格數(shù)的奇偶性，選擇優(yōu)先搜索方向。

(1)兩個(gè)搜索方向上網(wǎng)格數(shù)均為偶數(shù)的矩形區(qū)域，優(yōu)先搜索方向不受限制，可任選一方向先搜索，對(duì)另一個(gè)方向則保留一排網(wǎng)格留作最后返回時(shí)搜索。

(2)兩個(gè)搜索方向上網(wǎng)格數(shù)一個(gè)為奇數(shù)，一個(gè)為偶數(shù)的矩形區(qū)域，選擇網(wǎng)格數(shù)為奇數(shù)的方向?yàn)閮?yōu)先搜索方向，對(duì)網(wǎng)格數(shù)為偶數(shù)的方向保留一排網(wǎng)格留作最后返回時(shí)搜索。

(3)兩個(gè)搜索方向上網(wǎng)格數(shù)均為奇數(shù)的矩形區(qū)域，則選擇網(wǎng)格數(shù)較少的方向作為優(yōu)先搜索方向。

以上搜索方案簡(jiǎn)浩明了，通俗易懂，在實(shí)際搜索操作中易于實(shí)施，同時(shí)也避免了復(fù)雜的優(yōu)化計(jì)算。

在可用的人力、物力資源及手段有限的條件下，有效地利用現(xiàn)有資源、制定合理地搜救力量部署方案和搜索路線對(duì)提高搜救效率、在更短的時(shí)間內(nèi)挽救更多災(zāi)民的生命有著重要的作用。