李國誠

(武警海警學(xué)院 機(jī)電管理系, 浙江 寧波 315801)

0 引言

隨著海洋經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，受人為因素、船舶因素及海況因素的影響，海難事故也頻頻發(fā)生，造成巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。船舶本身所配備救生裝備僅僅能滿足發(fā)生船難時暫時自救，然后等待外界救援，屬于被動救生，為提高獲救概率，還須外界救援。尤其是某些漁船配置的救生設(shè)備不齊全，一旦發(fā)生海難事故，更依賴承外界救援。所以，對于承擔(dān)海上救援救生任務(wù)的艦船，其配置的救援救生裝備決定海上救援救生速度、效率及效果，對能否及時救援難船起到關(guān)鍵的作用。劉杰[1]針對救生設(shè)備救生效率不高的問題，分析救生過程的環(huán)節(jié)，設(shè)計一種用于救生的無人機(jī)，并提出該無人機(jī)的適用原則。陳吉業(yè)[2]針對船舶救生艇抗風(fēng)浪能力不足的問題，論述一種新型抗風(fēng)浪救生艇的設(shè)計方案，指出該方案具有無翻船危險，能確保船員的安全，具有廣闊的應(yīng)用前景。徐衛(wèi)國[3]針對海難落水人員的位置隨海浪不斷變化導(dǎo)致無法定位的問題，分析現(xiàn)有救生裝備的缺點(diǎn)，闡明AIS 定位信號標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)，提出在救生設(shè)備上安裝AIS 的方案。陶偉[4]對比分析不同年份的《船舶與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)規(guī)則》的修正案，結(jié)果表明船舶救生設(shè)備配置標(biāo)準(zhǔn)逐步提高，認(rèn)為智能化全封閉式的救生艇是未來的發(fā)展趨勢。陳超[5]針對險情信息傳遞和處理險情效率不高的問題，論述海上救生的通信現(xiàn)狀，對比分析各種通信方法，提出一種整合各類通信方法的設(shè)計方案，以期縮短海上救生的反應(yīng)時間。朱濤[6]為提高船舶PSC檢查的通過率，分析國際救生設(shè)備規(guī)則（LSA 規(guī)則）的相關(guān)規(guī)定，指出加強(qiáng)個人救生設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)是提高通過率的關(guān)鍵。顧燕君[7]基于直升機(jī)海上救援的工作性質(zhì)，總結(jié)國內(nèi)直升機(jī)海上救援技術(shù)的研究、救援方法、應(yīng)用場合，指出我國直升機(jī)救援技術(shù)仍有很大的進(jìn)步空間。陳衛(wèi)平[8]通過分析救生衣、救生圈、救生服的特點(diǎn)和檢查標(biāo)準(zhǔn)，為船員平時的救生訓(xùn)練提供參考。安麗娜[9]通過對比國內(nèi)外海空立體救援的現(xiàn)狀，分析國內(nèi)海空立體救援的難點(diǎn)，提出了解決方案。洪亮[10]基于海上救生設(shè)備所需材料的特性，采用成熟工業(yè)的設(shè)計方法運(yùn)用于救生設(shè)備設(shè)計，提出模塊化設(shè)計方案。裴林[11]分析了六旋翼無人機(jī)的工作原理，將成熟的材料、智能傳感器、先進(jìn)導(dǎo)航和電池技術(shù)用于六旋翼無人機(jī)，探討了將六旋翼無人機(jī)應(yīng)用于海上救援的可能性。豐利軍[12]對比國內(nèi)外各種海上救生體系優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)存在的問題，探討我國海上救生體系的建設(shè)。童婷[13]針對救生圈自亮浮燈照明時間不長的問題，基于現(xiàn)有太陽能技術(shù)，提出一種新型救生圈自亮浮燈的設(shè)計方案。夏子潮[14]分析我國海上防險救生的國際合作現(xiàn)狀，總結(jié)存在的問題，指出了我國未來參與海上防險救生的發(fā)展方向。孫健[15]總結(jié)現(xiàn)有海員救生培訓(xùn)存在的問題，基于仿真技術(shù)，論述虛擬訓(xùn)練的特點(diǎn)，提出了虛擬與實(shí)際訓(xùn)練訓(xùn)相結(jié)合的教學(xué)模式。馮德銀[16]基于STCW 公約對海員求生救生能力的培訓(xùn)要求，結(jié)合海船工作性質(zhì)和船員培訓(xùn)特點(diǎn)，提出了解決海船船員海上求生救生培訓(xùn)問題的措施。但是，目前有關(guān)智能化、自動化救生裝備在艦船上應(yīng)用的報道還相對較少，這表明很有必要探討其在艦船上的應(yīng)用，尤其是海警艦艇，以期提高艦船海上救援救生效率。因此，探討新型海上救援救生裝備在艦船上的應(yīng)用十分必要。

1 傳統(tǒng)海上救生裝備的種類及特點(diǎn)

船舶海上救生裝備主要有救生艇、救助艇、氣脹式救生閥、救生圈、救生服、抗暴露服、拋繩設(shè)備、視覺信號設(shè)備、無線電設(shè)備、海上撤離系統(tǒng)等。其主要特點(diǎn)如表1 所示。這些裝備根據(jù)《國際海上人命安全公約》和《國際救生設(shè)備規(guī)則》進(jìn)行配置，用于棄船時船員撤離難船，保證船員撤離難船后的海上生存及提高獲救的概率。這些裝備能給予海難后船員的一定自救能力和等待救援的時間。但是對于承擔(dān)救援救生任務(wù)艦船，如果緊緊是配置這些救生裝備，則救援救生和救護(hù)他船能力不足。為進(jìn)一步提高該船的救生救護(hù)能力，需要配置一些新型的救生裝備。

表1 傳統(tǒng)海上救生裝備的特點(diǎn)

2 新型救生裝備的種類及應(yīng)用

2.1 智能救生圈

智能救生器由驅(qū)動電池、電機(jī)、推進(jìn)器及附件組成，如圖1 所示。該智能救生圈具有重量輕、操作方便、快速啟動等特點(diǎn)。目前常見的智能救生圈的技術(shù)參數(shù)，如表2 所示。例如某漁船發(fā)生海難，艦船營救時，一般采用2 種方法。第一種：艦船到達(dá)事發(fā)海域，放下艦船附屬的小汽艇，小汽艇到落水船員附近，向落水船員拋投帶有30 m 救生繩索的救生圈，將落水船員拉回小汽艇，接著帶回艦船。第二種：艦船噸位較小，無配備附屬小汽艇，只能以慢車方式將船駛到落水的船員附近，再人力拋投救生圈，將落水人員救回艦船。這2 種方法都需要人力拋投救生圈，易受當(dāng)時海況及風(fēng)向的影響，一次性拋投成功率低。采用智能救生圈用于搜救落水船員時，一旦發(fā)現(xiàn)落水船員，只需用遙控手柄控制智能救生圈，就可快速啟動到達(dá)落水人員附近，為海上救援爭取寶貴時間，提高救援效率。救生圈自帶動力，具有較強(qiáng)的抗風(fēng)浪能力，遙控距離可達(dá)800 m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)救生圈30 m 的有效距離。所以，智能圈比傳統(tǒng)救生圈救援效率更高。

2.2 無人機(jī)

海難的特點(diǎn)決定海上救援救生的關(guān)鍵是“快”，快速響應(yīng)、快速發(fā)現(xiàn)落水船員、快速施救?？茖W(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，使得無人機(jī)的發(fā)展取得了長足的進(jìn)步。無人主要有無人直升機(jī)和固定翼無人機(jī)?，F(xiàn)在的無人機(jī)可長時間在任務(wù)海區(qū)執(zhí)行偵查、巡邏、搜索、監(jiān)視等任務(wù)。將無人機(jī)用于海上救援救生具有以下優(yōu)勢：1）第一時間發(fā)射無人機(jī)，快速飛向任務(wù)海區(qū)執(zhí)行搜索任務(wù)。同時對疑是落水船員及相關(guān)漂浮物進(jìn)行定位，通過信息交換技術(shù)，無人將搜索信息反饋，為下一步的救援救生行動提供相關(guān)數(shù)據(jù)。2）可代替有人駕駛直升機(jī)執(zhí)行枯燥重復(fù)的任務(wù)。有人駕駛直升機(jī)的海上救生任務(wù)，是一項(xiàng)相對枯燥重復(fù)的工作，長時間觀察直升機(jī)上各類顯示屏幕，同時還要不間斷的觀察海面情況。容易導(dǎo)致視覺疲勞，注意力分散，尤其是夜間搜索時，可能會影響救生任務(wù)的完成效果。無人機(jī)可攜帶先進(jìn)攝像機(jī)、夜間監(jiān)控高對比熱感影像、熱成像等可滿足夜間搜索的要求。無人機(jī)也可以在設(shè)定程序后自動搜索任務(wù)海區(qū)，將拍攝到的視頻和信息實(shí)現(xiàn)實(shí)時傳遞。船員可采用輪班模式來操控?zé)o人機(jī)、以降低工作強(qiáng)度，提高搜索救生效果。3）無人機(jī)成本低。無人機(jī)與有人機(jī)相比，在購置費(fèi)、維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)、人員培訓(xùn)費(fèi)等方面更具有優(yōu)勢。

圖1 某型智能救生圈圖

表2 智能救生圈技術(shù)參數(shù)

2.3 無人消防艇

無人消防艇是一種可以噴射水或泡沫的新型遙控消防艇。該類消防艇采用遠(yuǎn)程遙控的方式，可實(shí)現(xiàn)對著火船舶進(jìn)行近距離滅火，特別適用于油船火災(zāi)、危險品船火災(zāi)、化學(xué)品船火災(zāi)的救援。艦船傳統(tǒng)滅火流程是啟動消防水泵，通過消防栓、消防槍向著火船舶噴水滅火。消防水槍一般最遠(yuǎn)僅僅120 m左右，這意味著施救火災(zāi)時候艦船離著火船舶很近，易遭受到來自著火船舶的不利影響。與艦船傳統(tǒng)滅火施救方式相比，使用無人消防艇進(jìn)行施救，可規(guī)避救援船舶過于靠近著火船舶而造成的損害和人員傷亡。某型無人消防艇的技術(shù)參數(shù)，如表3 所示。該型無人消防艇尺寸較小、重量輕、遙控距離遠(yuǎn)、海況適用性強(qiáng)。新設(shè)計建造的艦船可通過合理利用船舶空間在合適的位置裝配該無人消防艇。已建造好的艦船可考慮安裝在艦船后甲板，占據(jù)空間也不是很大。

2.4 其他新型救援救生設(shè)備

水下機(jī)器人，不但可以用于船舶檢修、檢查水質(zhì)、還可以水下探測和水下救生。常見的多功能救生桿，采用超輕碳纖維制成、重量輕、可采用4 節(jié)折疊，展開長7.8 m，折疊1.78、輕便、使用簡單、不占空間。救生桿可與爪鉤、掛鉤、弧鉤自由搭配，形成一桿多用。適用于在碼頭或船上進(jìn)行較近距離的施救，也可打撈落水的一些小物件、漂浮物等。與傳統(tǒng)救生桿相比，多功能救生桿功能更多，使用方便、成本低。此外，還有新型的個人救生用品主要包括救生腰帶、救生馬甲、救生手環(huán)、救生臂環(huán)、救生背包等。這些穿戴式救生用品主要用于個人防護(hù)，具有輕便、簡單、充氣快等特點(diǎn)。主要作用是能快速充氣產(chǎn)生浮力。只需一鍵操作，就可幫助落水船員漂浮，避免溺水，為獲救爭取時間。

表3 某型遙控消防艇的基本技術(shù)參數(shù)

3 艦船裝配新型海上救生裝備需解決的問題

3.1 完善新裝備配備的標(biāo)準(zhǔn)

目前，艦船配置救援救生裝備標(biāo)準(zhǔn)，基本上符合SOLAS公約的要求。僅裝備救生艇、氣脹式救生閥、救生圈、救生服、抗暴露服、拋繩設(shè)備、視覺信號設(shè)備、無線電設(shè)備。對于新型的救援救生器材的裝備并無硬性規(guī)定。為了應(yīng)用新裝備，提高救援救生的效果，船舶救援救生裝備配備的標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)與時俱進(jìn)。新裝備配備標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)艦船噸位、結(jié)構(gòu)、任務(wù)、船員編制、管轄海區(qū)等因素進(jìn)行制定。制定新裝備的配備標(biāo)準(zhǔn)可使得艦船救援救生的有規(guī)可依，形成穩(wěn)定長效的發(fā)展機(jī)制，進(jìn)一步促進(jìn)救援救生能力的提高，保障海上運(yùn)輸、海上生產(chǎn)、海洋開發(fā)/海洋漁業(yè)發(fā)展和船員安全。

3.2 建立培訓(xùn)考核體系

以海警艦船為例，船員基本上沒有接觸過新型救援救生裝備，再好再高效的的裝備是通過船員來操作以實(shí)現(xiàn)其功能。這就涉及到船員培訓(xùn)問題。目前開展新型海上救援救生裝備培訓(xùn)的院?；蚴菣C(jī)構(gòu)較少，現(xiàn)有的條件無法滿足培訓(xùn)的要求。所以要建立起一套新型救援救生裝備的培訓(xùn)體系。第一步，購買新型救援救生裝備、升級培訓(xùn)硬件。第二步，提高師資水平。第三步建立科學(xué)的考核方法。船員培訓(xùn)后，經(jīng)過貼近應(yīng)用實(shí)際的考核，以保證船員掌握新型救援就生裝備的操作使用。第四步及時收集反饋意見，以促進(jìn)培訓(xùn)體系的完善。

3.3 建立綜合救生聯(lián)動機(jī)制

將智能救生圈、無人機(jī)、無人消防艇、水下機(jī)器人等新型救生裝備整合成一個救援救生系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。利用無人機(jī)進(jìn)行實(shí)時搜索和監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)救援目標(biāo)，立即開展救援救生行動。根據(jù)無人實(shí)時傳遞的視頻和信息，選擇最合適的裝備執(zhí)行救援救生任務(wù)。利用無人機(jī)、智能救生圈、水下機(jī)器人建立水面、水下、空中立體的救援救生網(wǎng)，記錄下整個救援救生行動的整個過程。救生任務(wù)結(jié)束后，對過程進(jìn)行分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷改進(jìn)和完善綜合救生聯(lián)動機(jī)制。

4 結(jié)論與展望

1）隨著信息技術(shù)和控制技術(shù)不斷進(jìn)步，新型救援救生裝備的發(fā)展趨向于無人化、智能化、多功能化，新型海上救援救生裝備將廣泛的應(yīng)用在艦船上。

2）承擔(dān)海上救援救生任務(wù)的艦船，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)配備新型海上救援救生裝備，并不斷探索智能化救援救生的應(yīng)用，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以進(jìn)一步提高海上救生救援能力，保障我國海上運(yùn)輸、海上生產(chǎn)、海洋開發(fā)、海洋漁業(yè)的安全。