姚文平

（交通運輸部東海第一救助飛行隊，上海 200137）

無人機在海上人命救助中的應(yīng)用

姚文平

（交通運輸部東海第一救助飛行隊，上海 200137）

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，海運成為我國企業(yè)進行貿(mào)易交易的主要交通運輸工具。隨著海上活動的增加，海難事故的發(fā)生也日益增多。但由于海洋特殊的環(huán)境條件，使我國在海上的救援工作遇到了很大的困難。近年來我國科學(xué)技術(shù)水平得到了前所未有的發(fā)展，救援無人機的出現(xiàn)在一定程度上解決了人們在海上救援過程中遇到的困難。本文就無人機在海上人命救助中的應(yīng)用進行研究與分析，為相關(guān)部門或人員在這方面的研究提供一定的參考。

無人機 海上救助 用途 應(yīng)用

無人機是一種通過利用無線電控制設(shè)備或相應(yīng)的控制程序而進行操控的飛行器。無人機相較于有人機在海上救生工作中存在著多大的優(yōu)勢，無人機能夠更加快速和及時的到達指定區(qū)域進行搜救工作，并且能夠在搜索區(qū)域內(nèi)進行低空搜索。并通過相關(guān)的無線電裝置將所收集到數(shù)據(jù)傳輸給控制中心，有利于救生工作的快速而有效的進行，下面我們就救援無人機的現(xiàn)狀和發(fā)展進行探討。

1　海上救援無人機的現(xiàn)狀與發(fā)展

1.1海上救援無人機的現(xiàn)狀

我國第一次利用無人機進行救援工作是在2008年南方發(fā)生冰凍災(zāi)害上。同年，在汶川發(fā)生的大規(guī)模地震上，無人機得到了進一步的發(fā)展與應(yīng)用。在汶川地震上，無人機作為航拍的補充而參與到救援工作中來。近年來，發(fā)生的各種自然災(zāi)害，無人機都能夠第一時間到達災(zāi)害現(xiàn)場，并對現(xiàn)場進行相關(guān)影像數(shù)據(jù)的采集，為救災(zāi)工作提供可靠的參考資料［1］。

由于無人機在救災(zāi)過程中的良好表現(xiàn)，在汶川地震救援工作結(jié)束后，我國相關(guān)研究人員開始大力發(fā)展無人機的相關(guān)技術(shù)，并在無人機的飛行控制、低空遙感、發(fā)動機等多方面取得了突破與進展。使無人機能夠在十分惡劣的環(huán)境下進行飛行監(jiān)控工作。并且逐步發(fā)展無人機參加海上救援等工作。

1.2海上救援無人機的發(fā)展

救援無人機正在往系統(tǒng)化、專業(yè)化的方向發(fā)展。對于我國無人機的研制，成都理工大學(xué)經(jīng)過一年多的努力，利用人、飛機、地面進行三方數(shù)據(jù)的連接，終于完成并實現(xiàn)無人機對目標的定位［2］。河北武警部隊則是研究出了快速、高效的救援無人機。該無人機配備了紅外熱成像的設(shè)備，使無人機在各種惡劣的環(huán)境條件下都能夠正常的進行搜救工作。

我國一些企業(yè)還建立了一體化的救援系統(tǒng)，在緊急情況下，通過使用無人機對發(fā)生緊急情況的區(qū)域進行檢測，將所采集的資料發(fā)送給衛(wèi)星，衛(wèi)星在將資料發(fā)送給控制室，控制室對所接收到的資料信息進行分析，然后迅速的派出救援隊伍。這樣使得救援隊伍能夠最快做出反應(yīng)。我國有一些地方還自主組織了無人機救援隊伍，或是引進專業(yè)的救援無人機［3］。以便用于災(zāi)害事故的救援工作中。其中最出色的使用無人機進行救援工作的救援隊便是蘇州藍天救援隊，他們不僅多次進行國內(nèi)的救援工作，還前往國外開展救援工作，其所擁有的救援技術(shù)具有國際頂尖水平。

1.3海上救援無人機的種類

目前，我國現(xiàn)階段使用在海上救援的無人機主要分成以下三種類型：首先是高空長航時無人機。這種無人機具有航行時間長、航程距離遠、飛行高度高等特點，不存在疲勞等問題，有利于長時間進行作業(yè)。并且在遇到惡劣的自然天氣環(huán)境時，可以通過高空飛行避免受到影響。其次是海上搜救飛艇。飛艇主要的動力是依靠浮力產(chǎn)生上升力，大大降低了油耗，使續(xù)航能力得到了巨大的提升。另外，飛艇還能夠在空中任意的懸停，對升降場地的要求也極低，必要時可以在艦船上進行起落。這些特性使得飛艇不僅能夠在近海進行搜救工作，還能夠前往深海執(zhí)行任務(wù)。最后是地面效應(yīng)飛行器。這種飛行器具有飛機和船舶兩種之間的優(yōu)點，還彌補了兩者的不足之處，使其在海上救援工作中可以隨意的在海面上進行起降，并且它還有巨大的承載能力，利于物資的投放和人員的救助，是最適合用來進行海上救援工作的無人機［4］。

2　無人機在海上任命救助中的優(yōu)勢

2.1無人機民用救助技術(shù)比較成熟

隨著近年來無人機的發(fā)展與使用，無人機的技術(shù)已經(jīng)漸漸成熟。再加上一些救援設(shè)備的產(chǎn)生和應(yīng)用，救援無人機在海上救生工作中更是得到了廣泛的使用。救援無人機通過裝備攝像拍照裝置和無線電傳輸設(shè)備，能夠?qū)⒑Ｉ习l(fā)生的各種情況通過攝像拍照裝置將其記錄下來，并使用無線電傳輸裝置將所記錄下來的內(nèi)容和數(shù)據(jù)傳輸給無人機的控制中心?？刂浦行母鶕?jù)無人機所搜集到的資料進行后方救援工作的指揮，并采取相應(yīng)的措施控制事故所造成的損失。

2.2無人機價格成本低

無人機由于是由人通過無線電控制設(shè)備和程序就其進行控制，不需要飛行員進行駕駛，因此無人機在生產(chǎn)制造的過程中可以省去駕駛艙和一些相關(guān)的安全設(shè)備，大大降低了無人機的生產(chǎn)制造的成本和重量。并且與有人機相比較，無人機還可以節(jié)省一定的人員費用和培訓(xùn)費用［5］。例如，天津一艘普通的巡邏船在兩個小時的巡邏過程中，僅燃油費一項所產(chǎn)生的費用就達到了4000元左右，再加上人員的費用和其他項目的費用，普通的巡邏船在兩個小時內(nèi)就產(chǎn)生了高昂的費用。而使用無人機進行巡邏，普通巡邏船需要兩個小時完成的巡邏任務(wù)，無人機只用了40分鐘便完成了巡邏任務(wù)，并且燃油所產(chǎn)生的費用僅僅不到100元。所以，無人機不管是在成本還是效率上，無人機都要強于有人機，適合進行常規(guī)的監(jiān)管工作。

2.3無人機操作簡單靈活

無人機相比于有人機具有重量輕、體積小等特點。無人機當中的固定翼無人機也具有拋射、投射等功能。并且無人機在起降過程中需要的滑翔距離很多，一般的辦公大樓樓頂或是普通的平地就能夠滿足無人機的起降需求，無人直升機更是可以進行近乎垂直的起落。

無人機在操作方面也是十分的簡單與靈活的?？梢酝ㄟ^編制一定的程序?qū)o人機所需要的飛行路線進行控制，還可以通過無線電的遠端操控對無人機所需要飛行的路線進行更改［6］。這些對無人機的操控只需要經(jīng)過簡單的培訓(xùn)即可達到操作使用的要求，無需對工作人員進行專業(yè)的飛行訓(xùn)練和飛行技術(shù)的掌握。

3　無人機在東海救助中的主要用途

3.1快速執(zhí)行救助任務(wù)

我國東海海域，海岸線長，海上島嶼分布不均勻，海上救援工作是一個時間緊、任務(wù)重的工作而且危險系數(shù)較大。由于是在海上進行救生工作，所以整個救生過程只要求一個字“快”。一旦發(fā)生海難事故，海上監(jiān)管人員便可以第一時間將救生無人機投入到搜救當中來。無人機基地的控制人員利用無線電對無人機進行控制，以最快的速度、最短的時間到達海難發(fā)生區(qū)域進行搜索，并對一切海面漂浮物體進行跟蹤定位，為后續(xù)的救援工作提供可靠的依據(jù)，便于人們盡快的完成搜救工作，減少海難事故中人員的犧牲［7］。

3.2代替人進行監(jiān)管任務(wù)

傳統(tǒng)的海上搜救工作，是使用飛行員駕駛飛機，通過觀察海面上的動態(tài)來確定人員的位置以進行搜救工作。這種搜索定位工作是完全靠人進行觀察的，不僅浪費時間還十分的枯燥乏味。并且在長時間的搜索救援中，人由于得不到休息容易在觀察的過程中不能夠很好的集中注意力，一旦注意分散，便會大大影響了搜救效果。而救生無人機則不會出現(xiàn)這種問題，救生無人機上裝有十分先進的觀察設(shè)備，地面的控制人員可以通過自己的觀察或是通過使用程序進行相關(guān)的人員定位，并將所收集到的相關(guān)信息傳輸?shù)剿丫戎行模@樣不僅可以降低搜救人員的工作強度，還能夠大大提高搜救效果。

3.3減少搜救人員所面對的危險

海上救援的環(huán)境總是瞬息萬變的，經(jīng)常會遇到狂風(fēng)暴雨等惡劣的天氣，并且在未來海上發(fā)生事故時有可能會面臨著各種生化污染，在進行海上搜救工作時，會面臨著種種危險［8］。為了避免搜救人遇到這些危險，保障搜救人員的人身安全，減少搜救人員在搜索定位階段而受到的損傷，應(yīng)用無人機執(zhí)行相應(yīng)的海上救援任務(wù)是十分重要的。無人機可以監(jiān)測到發(fā)生在事故海面上環(huán)境的基本情況，指揮人員可以根據(jù)具體情況做好相應(yīng)的措施，避免盲目的進行搜尋搜救工作。

3.4能夠代替人更好的完成海上人命的救助工作

由于無人機采用的是模塊化的設(shè)計，使無人機可以通過更換不同的任務(wù)模塊完成不同的任務(wù)，所以無人機的體積一般要比有人機的體積小很多。無人機在購買、維保、存放等方面所產(chǎn)生的費用也要比有人機的費用小很多，并且無人機的燃油消耗量也比有人機的消耗量低，使其能夠長時間的進行搜救工作，保持良好的工作連續(xù)性。

4　無人機在海上人命救助中的探索與應(yīng)用

4.1用于搜索定位

無人機搜索定位功能在搜救過程中起著至關(guān)重要的作用。船員需要將自己的設(shè)備中裝配有信標，就可以進行定位。在船員在海上遇到危險時，只需將信標開啟即可，信標不斷的發(fā)出信號，無人機就能夠?qū)τ鲭U的船員進行定位。無人機一旦將遇險者進行準確的定位后，便會將定位的信息傳輸?shù)娇刂浦行?，控制中心的工作人員就能夠指揮搜救人員及時的前去進行營救。

使用無人機對遇險者進行定位與傳統(tǒng)的拉網(wǎng)式相比較、無人機的搜救功能更加的迅速、快捷且效率也更高。而且無人機可以利用拍照攝像設(shè)備對遇險者進行攝像或拍照，搜救人員根據(jù)照片中的遇險人員的情況，提前做好相應(yīng)的準備。而信標作為無人機搜索的關(guān)鍵設(shè)備，與其他的搜救設(shè)備相比較，信標具有成本低、體積小、便于攜帶等優(yōu)點，值得全面進行推廣［9］。

4.2用于遠距離視頻的傳輸

我國首架能夠進行遠距離視頻傳輸?shù)臒o人機是一架被稱之為搬運工的無人機。該無人機能夠進行連續(xù)三個小時的拍攝工作，并且能夠在兩百公里的范圍內(nèi)進行實時的視頻監(jiān)控和圖像的傳輸工作。目前，我國相關(guān)技術(shù)的日益成熟，無人機上無線電傳輸設(shè)備也具有很強的抗干擾能力，因此利用無人機進行現(xiàn)場情況的實施傳輸成為了可能。無人機通過搜索定位系統(tǒng)搜尋到遇險的人員后，利用遠距離的視頻傳輸設(shè)備或拍照攝像設(shè)備將現(xiàn)場的實時情況傳送給地面的控制中心，地面控制中心根據(jù)圖像視頻中遇險者的實際情況，實施更加快捷、有效的救援行動。

4.3用于投放救援物資

近年來我國海難事故的多發(fā)生在小型船只上，很多小型船只的配備都是十分簡單的，很少配備先進的救生設(shè)備。當海難事故一旦發(fā)生，遇險人員通過船上的普通雷達很難對遇險人員進行定位，這種情況就給海難事故的搜救工作帶來了一定的困難，也降低了搜救的成功率。再加上海上的天氣環(huán)境條件十分惡劣，遇險人員受到海浪、潮流的沖擊，他們的位置時刻發(fā)生著變化。導(dǎo)致遇險人員被無人機發(fā)現(xiàn)的位置到被救起的位置存在著很大的距離差距。遇險者在救助過程中，一般都缺乏必要的淡水、事物等必備的物資，我們可以通過利用無人機進行相應(yīng)物資的投放，以提高人員被救助的成功率。

4.4能夠船、機配合，有效擴大救助半徑

隨著技術(shù)的發(fā)展，無人直升機可以在海上與船舶很好的配合。現(xiàn)代大型救助船，如東海救101已經(jīng)有了直升機起降平臺和機庫，無人直升機可以隨船進入深海。當遇國際救援有任務(wù)時，無人直升機隨救援船一同前往。在救援現(xiàn)場，無人直升機還可以在不同船舶之間穿梭，也可以憑借空中優(yōu)勢，幫助指揮救援工作，無人直升機在救援中的應(yīng)用，大大拓展了救援的半徑和效率。

5　結(jié)語

綜上所訴，大力發(fā)展無人機參加海上救生工作是十分重要的。海上救援工作對于信息和物資的需求是十分緊迫的，而無人機的參與便能夠很好的解決這一問題。未來無人機的發(fā)展應(yīng)該具有更加豐富的功能和綜合的能力，并且能夠配備各種救援設(shè)備。對無人機海上救援工作的深入，促使國家頒發(fā)相關(guān)的法律規(guī)范，增加無人機的遠距離視頻傳輸?shù)哪芰?，增加無人機的穩(wěn)定性減少故障的發(fā)生。能夠更好的實現(xiàn)海上救援工作快速、有效的進行。

［1］陳黎.不可替代的海上搜救航空“利器”［J］.國防科技工業(yè)，2014，02（06）：44.

［2］翁永斌，姜燦.無人機在海上救生中的作用［J］.生命與災(zāi)害，2014，01（04）：30.

［3］陳黎.從馬航370航班搜救行動看未來海上搜救航空器的發(fā)展［J］.現(xiàn)代軍事，2014，05（07）：34.

［4］趙金賽，米偉，白樹祥.無人機在海上搜救中的應(yīng)用探索［J］.中國海事，2014，06（08）：42.

［5］劉大勇，劉佳.國外海上無人機發(fā)展綜述［J］.飛航導(dǎo)彈，2014，09（11）：54.

［6］張峰，佟巍，周立冬，劉愛兵.無人機在救援方面的應(yīng)用及發(fā)展［J］.中華災(zāi)害救援醫(yī)學(xué)，2015，09（11）：641.

［7］雷添杰，李長春，何孝瑩.無人機航空遙感系統(tǒng)在災(zāi)害應(yīng)急救援中的應(yīng)用［J］.自然災(zāi)害學(xué)報，2011，01（01）：178.

［8］金彥斌，高凱，臧曉京，畢世龍.海上無人機的發(fā)展［J］.飛航導(dǎo)彈，2011，07（09）：33.

［9］周偉，宋軍，成旭.無人機在海事監(jiān)管救助中的應(yīng)用與選型［J］.水運管理，2012，11（04）：11.