盧大河　樊偉

摘 要：基于海事監(jiān)管現(xiàn)狀，分析無人機(jī)應(yīng)用于海事監(jiān)管的優(yōu)勢，探討其應(yīng)用于海事監(jiān)管的可行性，以實(shí)現(xiàn)全天候、多角度、快反應(yīng)的海-陸-空立體化的海事監(jiān)管體系。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；海事安全；立體化；監(jiān)管體系

中圖分類號(hào)：U692 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2017）04-0024-02

隨著國家海洋戰(zhàn)略的深入實(shí)施，水上交通日益繁忙。但海事安全事故的數(shù)量也逐年攀升，海事部門的監(jiān)管工作逐漸受到海事巡航、海域動(dòng)態(tài)監(jiān)管能力不足的嚴(yán)峻考驗(yàn)。與此同時(shí)，作為現(xiàn)代化遠(yuǎn)程控制飛行器，無人機(jī)（Unmanned Aerial Vehicle ， UAV）技術(shù)迅猛發(fā)展。UAV具有靈活性高、續(xù)航力強(qiáng)、覆蓋面廣、成本低等特點(diǎn)，適合在廣闊的水域進(jìn)行實(shí)時(shí)海事監(jiān)管業(yè)務(wù)，促進(jìn)海事部門以“全天候運(yùn)行、全方位覆蓋、全過程監(jiān)管”為特征建立海事監(jiān)管體系，全面提升海事部門的監(jiān)管能力。

1 海事監(jiān)管的現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段，海事安全監(jiān)管體系較為完善，主要包括自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（Automatic Identification System ， AIS）、電視監(jiān)管系統(tǒng)（Closed-Circuit Television ， CCTV）、船舶交通管理系統(tǒng)（Vessel Traffic Services ， VTS）、船舶動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)、船舶遠(yuǎn)程識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)、巡航船、巡航直升機(jī)等。但是水上交通狀況日益繁忙、通航水域情況愈加復(fù)雜，使海事監(jiān)管工作面臨考驗(yàn)，現(xiàn)有的海事監(jiān)管體系及其設(shè)備在空間覆蓋性和時(shí)間連續(xù)性上存在較大的限制。

1.1 小型船舶監(jiān)控受限

現(xiàn)有的海事監(jiān)管系統(tǒng)中，VTS和AIS等能夠?qū)Υ笮痛斑M(jìn)行有效的監(jiān)控，但對小型船舶的監(jiān)控能力有限，對未安裝終端設(shè)備的船舶無法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，存在較大的監(jiān)控限制。而沿海海域又是漁船、工程船等小型船舶出入頻繁的水域，這給海事部門的監(jiān)管造成了不便。

1.2 水域監(jiān)控盲區(qū)

CCTV監(jiān)管設(shè)備的位置較為固定，其監(jiān)控效果受目標(biāo)距離和能見度的影響，使得監(jiān)管水域存在著大面積的監(jiān)控盲區(qū)，海事部門無法實(shí)時(shí)獲取監(jiān)管水域的動(dòng)態(tài)信息。

1.3 應(yīng)急能力不足

海事部門建有巡航船和巡航直升機(jī)監(jiān)管系統(tǒng)，但隨著海事安全事故數(shù)量的逐年攀升，該系統(tǒng)的應(yīng)急能力明顯不足。巡航船存在規(guī)格較小、速度較慢的缺點(diǎn)，無法應(yīng)對惡劣的天氣條件，無法有效監(jiān)控高速船舶，無法在突發(fā)事故中保證高效性；巡航直升機(jī)的日常維護(hù)成本高昂，飛行條件受海況、風(fēng)力等因素限制，飛行風(fēng)險(xiǎn)高。

2 無人機(jī)在海事監(jiān)管中的應(yīng)用

2.1 海事巡航

傳統(tǒng)巡航船舶工作過程中，易受到船載設(shè)備和海況天氣的限制，無法監(jiān)控遠(yuǎn)距離的不明船只，使得巡航監(jiān)管存在較大盲區(qū)。借助UAV續(xù)航能力強(qiáng)、監(jiān)控范圍廣、操作簡便等特點(diǎn)，配合巡航船進(jìn)行海事巡航的任務(wù)，增加海事監(jiān)管的有效范圍。當(dāng)巡航船航行到距離岸邊較遠(yuǎn)的水域時(shí)，可以將搭載通訊設(shè)備的UAV充當(dāng)空中中繼，以便巡航船與岸基控制中心的通訊。

2.2 污染監(jiān)管

目前船舶快速化、大型化趨勢明顯，以集裝箱船為主的多種高速船舶其航速已超過28Kn，現(xiàn)有的巡航船無法達(dá)到此航速，致使海事部門無法對在航高速船舶的非法排污現(xiàn)象進(jìn)行有效監(jiān)管。UAV擁有速度快、視角廣、不易被發(fā)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，能夠隱蔽的追蹤高航速的目標(biāo)船舶，通過機(jī)載錄像設(shè)備，使監(jiān)管人員記錄相關(guān)船舶的污染過程，為依法監(jiān)管提供了證據(jù)。

海上溢油發(fā)生后的最初幾個(gè)小時(shí)是防止污染擴(kuò)散的最佳時(shí)機(jī)，在污染擴(kuò)散過程中，UAV憑借良好的監(jiān)控視角可以有效監(jiān)控污染物的擴(kuò)散方向和范圍，并通過機(jī)載多光譜成像雷達(dá)和機(jī)載錄像設(shè)備將現(xiàn)場畫面實(shí)時(shí)傳回控制中心，為海事部門指令的制定提供了條件。

2.3 應(yīng)急搜救

海上安全事故發(fā)生時(shí) UAV能夠快速準(zhǔn)確的到達(dá)事故現(xiàn)場，第一時(shí)間在目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行搜索。通過機(jī)載紅外傳感器對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行全方位、無死角的搜尋，避免因人為不確定性而導(dǎo)致的遺漏現(xiàn)象。通常UAV具有較好的抗風(fēng)能力，能夠快速到達(dá)救援人員和巡航船舶無法抵達(dá)的危險(xiǎn)區(qū)域，借助機(jī)載錄像設(shè)備將搜救現(xiàn)場的畫面實(shí)時(shí)地傳回控制中心，為海事部門快速布置救助任務(wù)提供了信息保障，提高應(yīng)急搜救的效率和成功率。

根據(jù)海事需要可以適當(dāng)改進(jìn)UAV。當(dāng)救助船舶無法及時(shí)到達(dá)事故現(xiàn)場時(shí)，使其可以完成必要食物、GPS浮標(biāo)及小型救生設(shè)備等物資的投放，以幫助遇險(xiǎn)人員等待救援。在極端海況下，經(jīng)過改裝的UAV甚至可以墜入海中充當(dāng)救生浮具以救助落水人員。

2.4 海事保障

沿海區(qū)域有許多重要的航標(biāo)，其分布眾多、線長、分散，日常維護(hù)困難。利用UAV搭載特定的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對航標(biāo)的快速巡檢，及時(shí)準(zhǔn)確的獲取航標(biāo)的工作狀態(tài)，避免高成本、低效率的人工巡檢，保證航標(biāo)的工作質(zhì)量。在航道測量方面，利用空中良好的觀測視角，對地面、水面進(jìn)行拍攝以獲取圖像資料。再將圖像信息加以提取和分析，得到航道的相關(guān)數(shù)據(jù)。

3 無人機(jī)在海事監(jiān)管中的可行性分析

3.1 政策支持

UAV通常在1 000m以下的空域飛行，對于低空空域的管理，將按照管制空域、報(bào)告空域和監(jiān)視空域進(jìn)行分類管理。管制空域，需要提前申請并接受航管部門的交通管制；報(bào)告空域，只需報(bào)告即可飛行進(jìn)入，類似于自由飛行；監(jiān)控空域，需要備案，航管部門要保證飛行器在雷達(dá)有效監(jiān)控范圍內(nèi)，并能夠?qū)崟r(shí)取得聯(lián)系。低空空域的開放政策為海事監(jiān)管領(lǐng)域應(yīng)用UAV技術(shù)提供了便利，也為海事監(jiān)管系統(tǒng)立體化建設(shè)奠基。

3.2 UAV技術(shù)支持

近年來，隨著通訊、定位、導(dǎo)航、傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)和航空材料等技術(shù)的不斷進(jìn)步，UAV技術(shù)日趨成熟，使其在民用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可。現(xiàn)階段的UAV在續(xù)航能力、有效載荷、無線通信等各個(gè)方面的性能愈發(fā)可靠，使UAV的優(yōu)勢能夠很好的發(fā)揮在應(yīng)用過程中，為其在海事監(jiān)管領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

3.3 基礎(chǔ)海事系統(tǒng)支持

經(jīng)發(fā)展，海事監(jiān)管系統(tǒng)的硬件、軟件建設(shè)取得了長足的進(jìn)步，基本實(shí)現(xiàn)了海事相關(guān)業(yè)務(wù)的涵蓋，主要包括AIS、CCTV、VTS、船舶動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)、船舶遠(yuǎn)程識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)等。海事部門已經(jīng)逐步形成專業(yè)化、信息化的管理團(tuán)隊(duì)，現(xiàn)代化的監(jiān)管手段在海事業(yè)務(wù)中發(fā)揮著顯著的效果。

4 海事立體化監(jiān)管體系

構(gòu)建立體化的海事監(jiān)管體系，能夠使UAV與現(xiàn)有海事監(jiān)管設(shè)備有效配合，充分發(fā)揮各方作用，提高綜合使用效率，提升海事部門海上監(jiān)管、應(yīng)急執(zhí)法、搜救處置等方面的業(yè)務(wù)能力，以實(shí)現(xiàn)“全天候運(yùn)行、全方位覆蓋、全過程監(jiān)管”的監(jiān)管體系。

立體化海事監(jiān)管體系建立了以VTS為監(jiān)管核心、UAV與巡航船互相協(xié)同配合的“海-陸-空”立體化的海事監(jiān)管體系。其中，搭載監(jiān)控設(shè)備的UAV、巡航船等為指揮中心收集信息資料；搭載中繼設(shè)備的UAV、地面信息控制中心等作為信息中轉(zhuǎn)站，為指揮中心獲取準(zhǔn)確的信息；利用AIS、CCTV、VTS等，指揮中心可以合理的分析各種信息資料并做出正確的指令。

5 結(jié)論

UAV技術(shù)應(yīng)用于海事監(jiān)管領(lǐng)域進(jìn)入起步階段，隨著相關(guān)技術(shù)的日趨成熟，UAV可以發(fā)揮其它設(shè)備不可比擬的優(yōu)勢，配合現(xiàn)有設(shè)備能夠較好的完成海事監(jiān)管工作。文章結(jié)合海事監(jiān)管中面臨的難題，研究了UAV在海事監(jiān)管中的應(yīng)用并提出了“海-陸-空”立體化海事監(jiān)管體系，分析了UAV應(yīng)用于海事監(jiān)管業(yè)務(wù)的可行性。應(yīng)該指出，UAV技術(shù)在海事監(jiān)管中有著較好的應(yīng)用前景，需要對其進(jìn)行更加深入的科學(xué)研究。

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