無(wú)人機(jī)在使長(zhǎng)江海事監(jiān)管系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

傳統(tǒng)長(zhǎng)江巡航指海事人員依托海巡艇開(kāi)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(xiǎn)救助，規(guī)費(fèi)稽查，運(yùn)政檢查，維護(hù)水上無(wú)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(wú)人機(jī)是一種有動(dòng)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(wú)人駕駛航空器?；跓o(wú)人機(jī)攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)迅速、載荷豐富、任務(wù)用途廣、起飛降落對(duì)環(huán)境要求低、自主飛行等特點(diǎn)，其比較適合應(yīng)用在海事領(lǐng)域，完成海域巡航監(jiān)測(cè)等任務(wù)。

無(wú)人機(jī)的應(yīng)用將使長(zhǎng)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(zhǎng)江海事信息化發(fā)展水平，在長(zhǎng)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(wú)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(xiǎn)事故、不明來(lái)歷船只等情況下，無(wú)人機(jī)配合巡航船艇進(jìn)行聯(lián)合取證。無(wú)人機(jī)將險(xiǎn)情信息和現(xiàn)場(chǎng)取證信息實(shí)時(shí)傳輸給指揮中心，由指揮中心根據(jù)險(xiǎn)情大小做出判斷，決定下一步的執(zhí)行計(jì)劃。

海事應(yīng)用中的無(wú)人機(jī)配置

無(wú)人機(jī)僅僅是一個(gè)飛行平臺(tái)，其功能歸根到底是通過(guò)其機(jī)載系統(tǒng)中的任務(wù)載荷設(shè)備來(lái)完成的，因此進(jìn)行海事應(yīng)用無(wú)人機(jī)的配置首先要對(duì)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(wú)人機(jī)海事應(yīng)用

航道巡邏執(zhí)法、調(diào)查取證

目前長(zhǎng)江航道船舶大型化、快速化趨勢(shì)已經(jīng)十分明顯，受巡邏船客觀條件的限制，利用巡邏船開(kāi)展巡查存在視程短、反應(yīng)慢，難以掌握整體態(tài)勢(shì)，對(duì)違法船舶無(wú)法進(jìn)行持續(xù)有效的跟蹤，對(duì)一些違章行為無(wú)法繼續(xù)取證和處理等問(wèn)題。而無(wú)人機(jī)高速、高效優(yōu)勢(shì)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(guò)使用無(wú)人機(jī)，可以保證反應(yīng)的快速性和調(diào)查的及時(shí)性，對(duì)肇事逃逸船舶進(jìn)行識(shí)別追蹤，防止肇事船舶逃逸;利用無(wú)人機(jī)搭載攝像頭進(jìn)行船舶超載檢查;利用無(wú)人機(jī)搭載熱成像對(duì)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(shí)通過(guò)無(wú)人機(jī)攜帶的可見(jiàn)光設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)轄區(qū)通航環(huán)境和通航秩序的實(shí)時(shí)傳輸;利用無(wú)人機(jī)對(duì)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)通航秩序的監(jiān)控和維護(hù)。

通過(guò)無(wú)人機(jī)高空廣闊的視野，更容易對(duì)長(zhǎng)江航道上的船舶進(jìn)行巡查，通過(guò)搭載可變焦相機(jī)能對(duì)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(zhǎng)江航道發(fā)生應(yīng)急事故之后可利用無(wú)人機(jī)快速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，并在目標(biāo)區(qū)域上空低速飛行或懸停進(jìn)行人員搜救?？赏ㄟ^(guò)機(jī)載紅外熱像儀對(duì)有生目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，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(duì)視野范圍內(nèi)的有生目標(biāo)和沒(méi)有溫度的物體進(jìn)行顏色區(qū)分 ，地面站工作人員通過(guò)辨識(shí)，為其他救助設(shè)備（直升機(jī)、艦船）指示目標(biāo)。并且無(wú)人機(jī)能達(dá)到許多人員與船只無(wú)法抵達(dá)的危險(xiǎn)區(qū)域，可以把高清視頻信息實(shí)時(shí)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(wú)人機(jī)大大提高救助效率。

通過(guò)多旋翼無(wú)人機(jī)對(duì)事故地點(diǎn)進(jìn)行圖片視頻等影像采集，給指揮部門提供參考。通過(guò)紅外熱像儀，能對(duì)人員進(jìn)行搜救，通過(guò)掛載救援裝備如救生圈、急救藥品等通過(guò)空投的方式給予被救者及時(shí)的救助。縮短了救助時(shí)間，提高了救助成功率。利用無(wú)人機(jī)搭載攝像頭、紅外熱像儀進(jìn)行遇險(xiǎn)船舶、人員進(jìn)行搜救識(shí)別，精確定位遇害人員位置，便于救援人員精準(zhǔn)救援。同時(shí)利用無(wú)人機(jī)搭載可見(jiàn)光設(shè)備對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)及搜救情況進(jìn)行實(shí)時(shí)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(cè)與取證

長(zhǎng)江是中國(guó)第一大河，水資源總量占全國(guó)的35%，流域面積占全國(guó)的20%，人口占全國(guó)的33%。在長(zhǎng)江及其支流沿線，偷排亂排的問(wèn)題時(shí)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(guò)程中常常難以找到污染源頭。利用無(wú)人機(jī)對(duì)重要的長(zhǎng)江流域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，搭載紅外熱像儀對(duì)該區(qū)域進(jìn)行掃描，對(duì)溫度異常點(diǎn)進(jìn)行排查，找到排污源頭，同時(shí)攝影設(shè)備還可以記錄保存證據(jù)，便于調(diào)查處理。

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

利用旋翼無(wú)人機(jī)快速對(duì)所需監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，旋翼無(wú)人機(jī)定點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、巡視，特別水庫(kù)邊緣區(qū)環(huán)境比較惡劣的地段，旋翼無(wú)人機(jī)可操控自如的完成監(jiān)測(cè)任務(wù);通過(guò)對(duì)上下游河流快速巡查，第一時(shí)間掌握水文情況，特備是大面積的河流污染，旋翼無(wú)人機(jī)懸停在空中對(duì)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(shí)通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載可見(jiàn)光設(shè)備對(duì)船舶溢油設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)視，利用軟件進(jìn)行圖像處理：溢油區(qū)域?qū)崟r(shí)拼圖、溢油檢測(cè)與識(shí)別、溢油面積測(cè)算、溢油漂移預(yù)測(cè)等。

所用設(shè)備

氣體檢測(cè)傳感器

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

利用固定翼無(wú)人機(jī)快速?gòu)目罩懈┮曔M(jìn)行影像圖片采集，通過(guò)后期圖片拼接技術(shù)合成長(zhǎng)江航道整體圖，快速檢查長(zhǎng)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(dòng)固定翼和油動(dòng)固定翼無(wú)人機(jī)，油動(dòng)固定翼續(xù)航比電動(dòng)續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)，可用于長(zhǎng)距離的巡檢。

所用設(shè)備

EWG-E2手拋固定翼無(wú)人機(jī)

航道圖像信息獲取

通過(guò)機(jī)載激光雷達(dá)設(shè)備，對(duì)長(zhǎng)江周圍地理環(huán)境進(jìn)行掃描，采集真實(shí)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對(duì)后期項(xiàng)目開(kāi)發(fā)都有參考作用，并通過(guò)專業(yè)軟件生成三維模型，并能進(jìn)行長(zhǎng)度、面積等量測(cè)和其他分析功能。

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

與傳統(tǒng)的長(zhǎng)江巡查方式相比，無(wú)人機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)江航道巡查優(yōu)勢(shì)非常明顯，具有“站得高，看得遠(yuǎn)”的優(yōu)勢(shì)，容易把握整體態(tài)勢(shì)，在船舶的動(dòng)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(shì)，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(jià)比。

將來(lái)，無(wú)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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