1 背景

由于水上環(huán)境復雜多變，使得水上交通事故大多具有突發(fā)性和災難性。水上搜尋救助作為拯救水上遇險人員生命、保護財產(chǎn)安全的最后一道屏障，對保障交通安全運行與經(jīng)濟健康發(fā)展具有重要支撐作用。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，社會各界對各部門應急管理工作提出了更高的期望，完善的水上搜救體制可為水上交通安全提供堅實保障，促進水上交通的可持續(xù)發(fā)展。

1.1 蘇州內(nèi)河水上搜救現(xiàn)狀

2018年上半年，蘇州轄區(qū)接處警349起，救助人員412人，救助遇險船舶206艘次，排除險情65起。承擔蘇州市水上搜救及應急處置任務的主要為蘇州市水上搜救應急處置中心，現(xiàn)有編制僅23人，人員緊缺，在遇到特殊事件時，水上救助能力明顯不足。對比國外發(fā)達國家全面而精良的水面、空中和水下智能裝備，空天一體化的智能通信指揮、報警求助網(wǎng)絡和基于數(shù)據(jù)模擬的指揮計劃系統(tǒng)以及規(guī)模龐大、技能專業(yè)的人員力量，蘇州市水上搜救應急處置在智能化裝備和資源協(xié)調(diào)上都存在瓶頸，迫切需要智能化的裝備和智能應急救援體系建設，迫切需求通過當代先進的人工智能技術來提升蘇州市水上搜救水平。

1.2 人工智能應用現(xiàn)狀

自20世紀90年代以來，國際互連網(wǎng)技術的成熟使人工智能的發(fā)展進一步深入，實現(xiàn)了由單個智能主體研究向基于網(wǎng)絡環(huán)境下的分布式人工智能研究方向的轉變，歷經(jīng)多次飛躍，人工智能技術已在國防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、教學、醫(yī)療、文化、交通運輸、環(huán)境保護等領域獲得了廣泛而成功的應用。在這些場景的應用中，基本上是靠后端軟件計算分析來實現(xiàn)，有些大型的智能分析系統(tǒng)還專門設置了智能分析服務器，就是為了快速地運行視頻分析算法來實現(xiàn)智能監(jiān)控的要求，但是人工智能暫時還未應用到內(nèi)河交通安全監(jiān)管領域。

1.3 人工智能應用在水上搜救中的主要意義

人工智能在社會領域的各個方面發(fā)揮著越來越重要的作用，也給我們的生活帶來了更多的便利。把人工智能應用在水上搜救領域是發(fā)展的必然選擇。蘇州轄區(qū)京杭運河等主干線航道交通流量大、風景旅游區(qū)水上客流逐年增大，船舶污染風險日益加大，有待提升搜救與應急處置能力，所以迫切地需要在智能化的輔助決策、智能救援裝備和安全管理等領域進行建設。從人工智能的發(fā)展狀況可以看出，人工智能從誕生以來，理論和技術日益成熟，應用領域也不斷擴大，用于水上搜救領域的可行性高。人工智能帶來的科技產(chǎn)品，如機器人、無人機（船），語言識別、圖像識別、自然語言處理、知識庫和專家系統(tǒng)等，將會給水上搜救當前的一些突出問題提供解決方案，對于減少海事事故發(fā)生和提高海事安全水平具有十分重要的現(xiàn)實意義。所以，有必要對人工智能的應用開展課題研究，為下階段提高水上搜救能力和減少事故發(fā)生的實際應用提供思路。開展人工智能下的水上搜救研究，是必要而且需要快速實施的。

2 人工智能應用方向及可行性

2.1 水上搜救輔助決策智能化

目前蘇州水上搜救工作在很大程度上仍然依靠經(jīng)驗，人工分析、判斷和制定救助決策,在一定程度上影響了了救助工作的快速性和準確勝，因此，利用計算機技術開發(fā)水上救助輔助決策系統(tǒng)提升水上搜救輔助決策的智能化程度是目前蘇州水上搜救重要的研究內(nèi)容。

2.1.1 建立水上救助專家知識庫

某些發(fā)達國家如英國的SARIS（Search and Rescue Optimal Planning System），日本海上保安廳開發(fā)和使用的搜救輔助軟件等，水上救助專家知識庫就在其中發(fā)揮出了重要的作用，大大提高了搜救的效率?；谒暇戎鷮＜抑R庫的建立和推理機制的研究，其核心目標就是通過水上救助專家知識庫和合理的推理機制，為水上遇險船舶的快速接近和救助提供合理有效的策略和方案支持,使得救助行動快速、準確、高效。專家知識庫的建立和完善會使人工智能在輔助決策中做出更合理的選擇，提高效率和降低風險，因此專家知識庫的建立和完善將會讓輔助決策更加優(yōu)化。

2.1.2 水上搜救資源智能化分配

在事故發(fā)生后，應迅速作出科學合理的搜救計劃，并派遣搜救力量及時進行救助。搜救行動的快速決策是搜救能否成功的關鍵因素之一，因此，合理地安排搜救資源去實施救助，對于搜救是否成功至關重要。而已有的任務分配方法都是依靠傳統(tǒng)的經(jīng)驗人工分配，很難做到科學合理，因此，有必要通過科學的計算方法，合理調(diào)配搜救資源，提高搜救資源智能化分配水平。

國外在智能化水上搜救資源分配上起步較早，英國BMT公司早年開發(fā)的SARIS水上搜救信息系統(tǒng)廣泛應用于英國海軍和水上搜救組織中，目前該系統(tǒng)已經(jīng)升級為功能強大的SARISⅡ，能夠比較準確地預測水上遇險人員的方位，確定搜救區(qū)域，根據(jù)水況等信息智能化合理地分配搜救資源，最大限度地完成搜救任務。根據(jù)國外一些發(fā)達國家的資源分配的先進水平和現(xiàn)階段我國的在這方面迅速發(fā)展的理論基礎，智能化水上搜救資源分配在輔助決策中是可行并且有效的，是我國尤其像蘇州這種繁忙的內(nèi)河交通領域是迫切需要發(fā)展的。

2.2 智能水上救援裝備

落水人員一般情況下僅頭部或最多也只露出身體的三分之一在水面上，并且其在水中受風浪流的影響而漂流，方向呈現(xiàn)不規(guī)律性，傳統(tǒng)的搜救方法成效不明顯。隨著現(xiàn)代通信與信息技術、計算機網(wǎng)絡技術及智能控制技術等技術的發(fā)展，救生裝置的智能化發(fā)展得到了廣泛的應用。例如：廣東海洋大學李志安設計的一種水上救生裝置（201520857418.4）利用生命探測雷達技術探測與定位確定被困者的位置后，通過控制噴水推進器運動至被困人員的地方對被困人員進行施救，取得了不錯的效果。因此，如何提高遇險救助的自動化程度、通信效率和智能定位遇險者位置是水上救生裝置將來的發(fā)展趨勢。

2.3 智能視頻管理技術

目前的視頻監(jiān)控系統(tǒng)均只是作為一種基本管理手段來應用，在搜救方面最主要是用于人工電子搜尋及回放，作用單一，不能體現(xiàn)視頻系統(tǒng)的全部作用。而智能視頻監(jiān)控則可將視頻交給機器自己監(jiān)控，依賴視頻算法對視頻內(nèi)容進行分析，通過提取視頻中關鍵信息，進行標記或者相關處理?；谥悄芤曨l監(jiān)控的管理技術，不單單是監(jiān)控畫面的智能化，更重要的是整個系統(tǒng)的智能化，包括智能視頻搜索、視頻語義文字轉化等等。隨著智能視頻技術的不斷發(fā)展，最終實現(xiàn)智能系統(tǒng)的自我學習、分析，從而達到視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能分析的目的。

3 應用展望

隨著蘇州內(nèi)河水上交通的日益繁忙，對水上交通安全及搜救工作的人工智能需求日益迫切。將人工智能引入蘇州內(nèi)河搜救中，其規(guī)劃上從預防開始，由近及遠，逐步提高搜救智能水平。

3.1 近期規(guī)劃：智能視頻管理和專家知識庫的建立和完善

目前，各個行業(yè)都逐漸采用人工智能技術來提高工作效率，智能視頻管理可以保證安全，并能及時地做出預警，在水上事故發(fā)生時協(xié)助搜救人員采取相應的搜救措施。人工智能有很強的輔助決策能力，而船舶中如果可以利用人工智能進行輔助決策，預警和救援效率會大大提高。把智能視頻管理應用到蘇州內(nèi)河搜救上，可實現(xiàn)快速識別，快速定位、快速預警、快速分析和處理，從而大大提高救援的成功率，把損失降到最低。這是現(xiàn)階段我們可以實現(xiàn)而且是迫切需要的，這是當前階段容易實現(xiàn)的一個方面。

協(xié)助處理險情上，需要專家知識庫的支持，完備的專家知識庫可以使人工智能在水上搜救中做出更合理的選擇，提高效率和降低風險.針對在蘇州內(nèi)河領域復雜的搜救和應急處置情況下，在各行業(yè)的專業(yè)不能或者無法及時到達現(xiàn)場的情況下，專家知識系統(tǒng)的建立和完善可以及時發(fā)現(xiàn)隱藏的危險因素，并給出相應的預警。所以在近期規(guī)劃中，應把智能監(jiān)控技術與專家知識庫的建立和完善放在首位。

3.2 中期規(guī)劃:智能水上救援裝備

針對蘇州內(nèi)河救援設備智能化程度不高、作用發(fā)揮不盡理想等因素，開發(fā)智能水上救援設備就顯得尤為重要。智能水上救援裝備在險情無法避免出現(xiàn)后能給我們提供快速有效的救援保障。此外，智能水上救援裝備也有較多的技術支持，所以中期階段重心應轉移到智能水上救援裝備上。

3.3 遠期規(guī)劃：智能搜救資源分配

蘇州在內(nèi)河搜救上雖與水警、氣象、環(huán)太湖涉水單位等形成了一些聯(lián)動協(xié)作機制，但是依然存在聯(lián)動機制成效不理想的問題。要打破這一現(xiàn)狀，搜救資源的快速分配是關鍵。智能救援資源配置保證資源分配的及時性和有效性，提高聯(lián)動狀態(tài)和聯(lián)動效果。它可以充分利用一切可利用的資源，快速幫助協(xié)調(diào)和組織救援，特點是重大險情時更能體現(xiàn)它的重要性。蘇州可以在條件成熟時開展智能搜救資源分配研究，充分利用轄區(qū)搜救資源，提高搜救成效。