一种海洋应急通信调度方法及系统与流程

本发明涉及海洋通信调度，尤其涉及一种海洋应急通信调度方法及系统。

背景技术：

1、海洋通信调度技术领域专注于提升海上通信的效率和可靠性，尤其在紧急情况下。该领域涵盖了使用各种通信技术（如卫星通信和无线电波通信等）来确保在海洋环境中，特别是在恶劣天气或其他紧急情况下，船舶与海上设施、岸基支持点之间能够有效地交换信息，确保航海人员和船只的安全以及海上作业的连续性。

2、其中，海洋应急通信调度方法是一种用于在海上紧急情况下优化和管理通信资源的方法。其主要目的是确保在紧急情况，如船只故障、海上事故或极端天气条件下，能够迅速、有效地进行信息的传递和接收，通过这种方法，是最大化通信的有效性，减少事故的潜在损害，提高海上作业的安全和效率。

3、尽管现有的海洋应急通信方法提供了基本的通信支持，但在业务接入能力和网络交换能力方面仍显不足，很难为各类应急通信应用提供有效的服务支撑功能，特别是在需要快速响应的海上应急通信任务中，这种缺乏灵活性和适应性在处理突发事件时，不易实现有效的指挥调度，由于以上不足，传统方法在紧急情况下无法确保信息的及时传递，影响了救援操作的时效性和效果，这在极端天气条件或海上事故发生时尤为明显。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种海洋应急通信调度方法及系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种海洋应急通信调度方法，包括以下步骤，

3、s1：基于海洋应急场景区域的通信需求，进行通信资源初步分类，根据通信载荷区内的移动ip数据服务与lte语音通信服务的需求，区分紧急指令和安全通信数据，获取初步通信分类列表；

4、s2：从所述初步通信分类列表中提取紧急通信数据，运用最早截止时间优先算法，依据数据紧急性调整传输优先级，并更新队列状态，得到优先级调整指令集；

5、s3：根据所述优先级调整指令集，通过对比当前网络状况和通信需求，对紧急通信和常规通信数据的带宽与网络资源进行优化配置，得到资源优化配置文件；

6、s4：基于所述资源优化配置文件，对调度业务区内的平台资源管理进行调整，通过调整无人机和系留气球的任务调度，分配海基和空基资源，获得平台调度方案；

7、s5：根据所述平台调度方案，运用多准则决策分析，根据通信服务时长和覆盖范围的实时评估，进行链路参数调整，包括功率控制和频道选择，生成链路适应性调整信息；

8、s6：基于所述链路适应性调整信息，分析无人机和系留气球的数据传输状态，并对网络调整效果进行评估，生成终端通信评估日志。

9、本发明改进有，所述初步通信分类列表包括即时应答需求、任务优先级指令、常规监控数据、船舶操作安全数据，所述优先级调整指令集包括紧急通信数据的处理顺序、常规通信数据的次序安排、队列更新策略，所述资源优化配置文件包括无人机资源配置、船载平台资源配置、带宽分配方案、网络资源优先级设置，所述平台调度方案包括无人机启动时间、系留气球任务类型、执行区域的地理坐标、海基资源分配详情、空基资源配置，所述链路适应性调整信息包括功率控制设置、频道选择方案、传输质量保障措施，所述终端通信评估日志包括数据传输效率测量结果、网络调整措施效果、改善计划。

10、本发明改进有，从所述初步通信分类列表中提取紧急通信数据，运用最早截止时间优先算法，依据数据紧急性调整传输优先级，并更新队列状态，得到优先级调整指令集的步骤具体为：

11、s201：基于所述初步通信分类列表，从中提取紧急通信数据项，对数据进行紧急性评估，并设置初步的传输优先级，得到紧急数据优先队列；

12、s202：基于所述紧急数据优先队列，监测当前网络状况，包括带宽使用率和传输延迟，根据实时数据调整优先级设置，并更新数据传输优先级，得到动态调整的指令集；

13、s203：基于所述动态调整的指令集，运用最早截止时间优先算法，更新通信数据的传输队列，对紧急指令和安全通信数据的处理流程进行优化，维持队列状态的更新，得到优先级调整指令集。

14、本发明改进有，根据所述优先级调整指令集，通过对比当前网络状况和通信需求，对紧急通信和常规通信数据的带宽与网络资源进行优化配置，得到资源优化配置文件的步骤具体为：

15、s301：根据所述优先级调整指令集，进行实时网络监测，收集无人机和船载平台的网络延迟数据与带宽使用状况，并调整监测频率和数据采样点，生成网络状况监测数据；

16、s302：基于所述网络状况监测数据，进行带宽与资源配置的动态调整，根据实时数据优化无人机和船载平台的带宽分配，并调整紧急和常规通信数据的分配，生成资源配置草案；

17、s303：基于所述资源配置草案，同步无人机和船载平台的资源配置，进行通信频道和传输功率设置调整，并匹配至当前的网络条件，得到资源优化配置文件。

18、本发明改进有，基于所述资源优化配置文件，对调度业务区内的平台资源管理进行调整，通过调整无人机和系留气球的任务调度，分配海基和空基资源，获得平台调度方案的步骤具体为：

19、s401：基于所述资源优化配置文件，确定无人机和系留气球的任务需求，调整任务调度计划覆盖应急通信区域，并重新分配任务执行时间和操作区域，生成初步任务调度计划；

20、s402：根据所述初步任务调度计划，分析海基和空基资源的分配需求，对无人机、系留气球和平台的资源分配进行细化调整，进行部署策略优化，生成详细资源分配表；

21、s403：基于所述详细资源分配表，验证资源和调度计划是否符合通信需求和策略，并统一多平台的操作指令和通信参数，获得平台调度方案。

22、本发明改进有，根据所述平台调度方案，运用多准则决策分析，根据通信服务时长和覆盖范围的实时评估，进行链路参数调整，包括功率控制和频道选择，生成链路适应性调整信息的步骤具体为：

23、s501：根据所述平台调度方案，利用通信服务时长和覆盖范围评估数据，通过实时监测调整无人机和系留气球的通信链路参数，包括信号功率和频道选择，优化针对恶劣网络条件的参数设置，生成链路参数调整记录；

24、s502：基于所述链路参数调整记录，在关键网络拥塞区域，对关键通信节点进行功率控制调整和频道分配，生成链路优化信息；

25、s503：基于所述链路优化信息，运用多准则决策分析，评估功率控制和频道选择的调整对通信质量的影响，并确定调整是否满足最优传输质量要求，生成链路适应性调整信息。

26、本发明改进有，所述多准则决策分析按照公式：

27、

28、计算决策方案的总得分；

29、其中，为决策方案j的总得分，为第i个准则的权重，为方案j在第i个准则下的评价值，为方案j在第i个准则下的环境因素影响，为方案j在第i个准则下的时间敏感性影响，为调节因子，用于平衡环境和时间因素的影响。

30、本发明改进有，基于所述链路适应性调整信息，分析无人机和系留气球的数据传输状态，并对网络调整效果进行评估，生成终端通信评估日志的步骤具体为：

31、s601：基于所述链路适应性调整信息，监控无人机和系留气球的通信效率，收集关于通信延迟和数据丢包的实时数据，并分析传输效率的关键指标，生成初步传输效率数据；

32、s602：基于所述初步传输效率数据，进行网络性能分析，比较调整前后的改善点和瓶颈，从数据中识别网络性能的关键优化区域，生成网络效果分析数据；

33、s603：根据所述网络效果分析数据，评估终端通信的效果，对比设定的通信效果目标和输出，并验证调整措施的有效性，生成终端通信评估日志。

34、一种海洋应急通信调度系统，所述系统包括：

35、通信资源分类模块分析移动ip数据服务和lte语音通信服务的需求，识别需处理的紧急指令和安全通信数据，将数据按优先级和安全级别进行标记和排序，整合并格式化数据，得到初步通信分类列表；

36、紧急数据处理模块从所述初步通信分类列表中提取紧急通信数据项，实时监测网络状况，更新数据传输优先级，应用最早截止时间优先算法进行优先级调整，并维持队列状态更新，生成优先级调整指令集；

37、资源优化配置模块根据所述优先级调整指令集，评估并调整无人机和船载平台的资源配置，同步通信频道和传输功率设置，匹配至当前网络条件，得到资源优化配置文件；

38、平台调度策略模块基于所述资源优化配置文件，重新分配海基和空基资源，调整无人机和系留气球的任务调度，优化执行区域和时间安排，生成平台调度方案；

39、链路适应性调整评估模块根据所述平台调度方案，运用多准则决策分析，调整通信链路参数，包括功率控制和频道选择，优化恶劣网络条件下的传输质量，进行数据传输状态分析，并评估网络调整效果，生成链路调整与通信评估日志。

40、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

41、本发明中，通过对应急通信调度进行平台与通信的分离设计，极大地提升了应急通信网络的灵活性和海洋适应性，打破了传统的海洋平台与通信载荷的固定搭配方式，使得在多变的海洋环境下，可以灵活地根据用户需求和具体场景进行任务分解并获取调度预案，通过实时反馈的整合，通信调度能够及时调整预案，实现应急通信调度与场景的高度匹配。同时，解决了海上防灾减灾应急场景下通信难度大的问题，通过多平台多载荷的协同通信，不仅提升了海洋通信的高覆盖与多样性，还能为各类应急场景通信提供新的解决方案。