無人機(jī)在使長江海事監(jiān)管系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

傳統(tǒng)長江巡航指海事人員依托海巡艇開展關(guān)于海事、航道、通信等方面的安全宣傳、航行安全和防污染監(jiān)視，航道、航標(biāo)和航標(biāo)輔助設(shè)施巡查，海事行政執(zhí)法，搶險救助，規(guī)費稽查，運政檢查，維護(hù)水上無線電通信管理秩序等工作的行為。傳統(tǒng)模式工作量大，成本高，效率低。

無人機(jī)是一種有動力、可控制、能攜帶多種任務(wù)設(shè)備、執(zhí)行多任務(wù)并能重復(fù)使用的無人駕駛航空器?；跓o人機(jī)攜帶方便、操作簡單、反應(yīng)迅速、載荷豐富、任務(wù)用途廣、起飛降落對環(huán)境要求低、自主飛行等特點，其比較適合應(yīng)用在海事領(lǐng)域，完成海域巡航監(jiān)測等任務(wù)。

無人機(jī)的應(yīng)用將使長江海事監(jiān)管系統(tǒng)更加完善，不僅能夠大大提升海事監(jiān)管能力，而且還能推進(jìn)長江海事信息化發(fā)展水平，在長江水系形成全方位監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)，為打造水-岸-空海事立體監(jiān)管系統(tǒng)做出重要貢獻(xiàn)。

無人機(jī)海事系統(tǒng)的聯(lián)合立體巡航網(wǎng)絡(luò)

如圖所示，當(dāng)發(fā)生危險事故、不明來歷船只等情況下，無人機(jī)配合巡航船艇進(jìn)行聯(lián)合取證。無人機(jī)將險情信息和現(xiàn)場取證信息實時傳輸給指揮中心，由指揮中心根據(jù)險情大小做出判斷，決定下一步的執(zhí)行計劃。

海事應(yīng)用中的無人機(jī)配置

無人機(jī)僅僅是一個飛行平臺，其功能歸根到底是通過其機(jī)載系統(tǒng)中的任務(wù)載荷設(shè)備來完成的，因此進(jìn)行海事應(yīng)用無人機(jī)的配置首先要對明確其任務(wù)載荷設(shè)備有哪些，以及各種任務(wù)載荷的功能與作用。

無人機(jī)海事應(yīng)用

航道巡邏執(zhí)法、調(diào)查取證

目前長江航道船舶大型化、快速化趨勢已經(jīng)十分明顯，受巡邏船客觀條件的限制，利用巡邏船開展巡查存在視程短、反應(yīng)慢，難以掌握整體態(tài)勢，對違法船舶無法進(jìn)行持續(xù)有效的跟蹤，對一些違章行為無法繼續(xù)取證和處理等問題。而無人機(jī)高速、高效優(yōu)勢可以有效地彌補(bǔ)執(zhí)法船速度及視野方面的不足。尤其是在調(diào)查取證和應(yīng)急反應(yīng)方面，通過使用無人機(jī)，可以保證反應(yīng)的快速性和調(diào)查的及時性，對肇事逃逸船舶進(jìn)行識別追蹤，防止肇事船舶逃逸;利用無人機(jī)搭載攝像頭進(jìn)行船舶超載檢查;利用無人機(jī)搭載熱成像對船舶配員人數(shù)進(jìn)行檢查;利用機(jī)載的攝像、攝影設(shè)備還可記錄保存證據(jù)，便于調(diào)查處理。同時通過無人機(jī)攜帶的可見光設(shè)備，可以實現(xiàn)轄區(qū)通航環(huán)境和通航秩序的實時傳輸;利用無人機(jī)對船舶交通秩序進(jìn)行組織疏導(dǎo)，包括禁限航交通管制后對現(xiàn)場通航秩序的監(jiān)控和維護(hù)。

通過無人機(jī)高空廣闊的視野，更容易對長江航道上的船舶進(jìn)行巡查，通過搭載可變焦相機(jī)能對遠(yuǎn)處船舶進(jìn)行近距離的觀察，提高了巡查效率。利用高空遠(yuǎn)程喊話系統(tǒng)進(jìn)行安全宣傳。

所用設(shè)備

光學(xué)變焦吊艙

4g傳輸系統(tǒng)

高空喊話裝置

應(yīng)急事故搜尋與救助

當(dāng)在長江航道發(fā)生應(yīng)急事故之后可利用無人機(jī)快速到達(dá)現(xiàn)場，并在目標(biāo)區(qū)域上空低速飛行或懸停進(jìn)行人員搜救。可通過機(jī)載紅外熱像儀對有生目標(biāo)進(jìn)行探測，避免了由于人工搜救的不確定而導(dǎo)致遺漏。光電吊艙的紅外熱像儀可對視野范圍內(nèi)的有生目標(biāo)和沒有溫度的物體進(jìn)行顏色區(qū)分 ，地面站工作人員通過辨識，為其他救助設(shè)備（直升機(jī)、艦船）指示目標(biāo)。并且無人機(jī)能達(dá)到許多人員與船只無法抵達(dá)的危險區(qū)域，可以把高清視頻信息實時傳回至監(jiān)控中心，為有關(guān)部門快速處理提供信息保障，利用無人機(jī)大大提高救助效率。

通過多旋翼無人機(jī)對事故地點進(jìn)行圖片視頻等影像采集，給指揮部門提供參考。通過紅外熱像儀，能對人員進(jìn)行搜救，通過掛載救援裝備如救生圈、急救藥品等通過空投的方式給予被救者及時的救助?？s短了救助時間，提高了救助成功率。利用無人機(jī)搭載攝像頭、紅外熱像儀進(jìn)行遇險船舶、人員進(jìn)行搜救識別，精確定位遇害人員位置，便于救援人員精準(zhǔn)救援。同時利用無人機(jī)搭載可見光設(shè)備對事故現(xiàn)場及搜救情況進(jìn)行實時傳輸，便于遠(yuǎn)程指揮調(diào)度及應(yīng)急處置決策。

所用設(shè)備

機(jī)載紅外吊艙

高空照明裝置

機(jī)載拋投裝置

環(huán)境（航道、大氣）監(jiān)測與取證

長江是中國第一大河，水資源總量占全國的35%，流域面積占全國的20%，人口占全國的33%。在長江及其支流沿線，偷排亂排的問題時有發(fā)生，污染總量快速上升。由于偷排管道深埋地下，難以發(fā)現(xiàn)，因此在執(zhí)法取證過程中常常難以找到污染源頭。利用無人機(jī)對重要的長江流域進(jìn)行實時監(jiān)測，搭載紅外熱像儀對該區(qū)域進(jìn)行掃描，對溫度異常點進(jìn)行排查，找到排污源頭，同時攝影設(shè)備還可以記錄保存證據(jù)，便于調(diào)查處理。

同時，可利用無人機(jī)搭載氣體檢測傳感器進(jìn)行高空巡航氣體檢測，對疑似搭載危險品氣體進(jìn)行跟蹤，防止危險品氣體泄漏造成危害。

利用旋翼無人機(jī)快速對所需監(jiān)測對象進(jìn)行實時監(jiān)控，旋翼無人機(jī)定點實時監(jiān)控、巡視，特別水庫邊緣區(qū)環(huán)境比較惡劣的地段，旋翼無人機(jī)可操控自如的完成監(jiān)測任務(wù);通過對上下游河流快速巡查，第一時間掌握水文情況，特備是大面積的河流污染，旋翼無人機(jī)懸停在空中對污染水域進(jìn)行俯視航拍，確定污染區(qū)域準(zhǔn)確面積和范圍。同時通過無人機(jī)搭載可見光設(shè)備對船舶溢油設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測監(jiān)視，利用軟件進(jìn)行圖像處理：溢油區(qū)域?qū)崟r拼圖、溢油檢測與識別、溢油面積測算、溢油漂移預(yù)測等。

所用設(shè)備

氣體檢測傳感器

可見光相機(jī)

航標(biāo)、航標(biāo)輔助設(shè)備、沿江山體巡檢

航標(biāo)是長江航道安全的重要保障，長江沿江有很多航標(biāo)、燈塔、燈樁，點多、線長、分散，維護(hù)巡檢十分困難。利用無人機(jī)上的可見光設(shè)備進(jìn)行夜間航標(biāo)巡檢，能夠高效地報告航標(biāo)的工作狀態(tài)，避免無目的巡檢，有效提高工作效率，減少巡檢人員的工作量。同時，利用無人機(jī)搭載攝像頭對庫區(qū)沿江山體滑坡進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)發(fā)生山體滑坡事故時，能在第一時間實施相應(yīng)措施。

利用固定翼無人機(jī)快速從空中俯視進(jìn)行影像圖片采集，通過后期圖片拼接技術(shù)合成長江航道整體圖，快速檢查長江通道航標(biāo)、航標(biāo)輔助設(shè)備情況以及沿江山體，提高了巡檢效率。根據(jù)巡檢公里數(shù)不同，可選用電動固定翼和油動固定翼無人機(jī)，油動固定翼續(xù)航比電動續(xù)航時間長，可用于長距離的巡檢。

所用設(shè)備

EWG-E2手拋固定翼無人機(jī)

航道圖像信息獲取

通過機(jī)載激光雷達(dá)設(shè)備，對長江周圍地理環(huán)境進(jìn)行掃描，采集真實的三維點云數(shù)據(jù)，對后期項目開發(fā)都有參考作用，并通過專業(yè)軟件生成三維模型，并能進(jìn)行長度、面積等量測和其他分析功能。

針對短距離的掃描，如1-2km，可選用多旋翼無人機(jī)平臺搭載激光雷達(dá)設(shè)備進(jìn)行作業(yè)。對于10-30km等長距離的掃描，推薦使用無人直升機(jī)搭載設(shè)備進(jìn)行掃描。

與傳統(tǒng)的長江巡查方式相比，無人機(jī)進(jìn)行長江航道巡查優(yōu)勢非常明顯，具有“站得高，看得遠(yuǎn)”的優(yōu)勢，容易把握整體態(tài)勢，在船舶的動態(tài)管理以及船舶控制方面具有其他方式不可比擬的優(yōu)勢，能夠出色地完成各種監(jiān)管救助任務(wù)，具有十分優(yōu)越的性價比。

將來，無人機(jī)將逐步成為海事應(yīng)急行業(yè)應(yīng)用方面一種重要的手段。

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