無人機在海事監管中的應用

盧大河　樊偉

摘 要：基于海事監管現狀，分析無人機應用于海事監管的優勢，探討其應用于海事監管的可行性，以實現全天候、多角度、快反應的海-陸-空立體化的海事監管體系。

關鍵詞：無人機；海事安全；立體化；監管體系

中圖分類號：U692 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）04-0024-02

隨著國家海洋戰略的深入實施，水上交通日益繁忙。但海事安全事故的數量也逐年攀升，海事部門的監管工作逐漸受到海事巡航、海域動態監管能力不足的嚴峻考驗。與此同時，作為現代化遠程控制飛行器，無人機（Unmanned Aerial Vehicle ， UAV）技術迅猛發展。UAV具有靈活性高、續航力強、覆蓋面廣、成本低等特點，適合在廣闊的水域進行實時海事監管業務，促進海事部門以“全天候運行、全方位覆蓋、全過程監管”為特征建立海事監管體系，全面提升海事部門的監管能力。

1 海事監管的現狀分析

現階段，海事安全監管體系較為完善，主要包括自動識別系統（Automatic Identification System ， AIS）、電視監管系統（Closed-Circuit Television ， CCTV）、船舶交通管理系統（Vessel Traffic Services ， VTS）、船舶動態監管系統、船舶遠程識別與跟蹤系統、巡航船、巡航直升機等。但是水上交通狀況日益繁忙、通航水域情況愈加復雜，使海事監管工作面臨考驗，現有的海事監管體系及其設備在空間覆蓋性和時間連續性上存在較大的限制。

1.1 小型船舶監控受限

現有的海事監管系統中，VTS和AIS等能夠對大型船舶進行有效的監控，但對小型船舶的監控能力有限，對未安裝終端設備的船舶無法進行實時監控，存在較大的監控限制。而沿海海域又是漁船、工程船等小型船舶出入頻繁的水域，這給海事部門的監管造成了不便。

1.2 水域監控盲區

CCTV監管設備的位置較為固定，其監控效果受目標距離和能見度的影響，使得監管水域存在著大面積的監控盲區，海事部門無法實時獲取監管水域的動態信息。

1.3 應急能力不足

海事部門建有巡航船和巡航直升機監管系統，但隨著海事安全事故數量的逐年攀升，該系統的應急能力明顯不足。巡航船存在規格較小、速度較慢的缺點，無法應對惡劣的天氣條件，無法有效監控高速船舶，無法在突發事故中保證高效性；巡航直升機的日常維護成本高昂，飛行條件受海況、風力等因素限制，飛行風險高。

2 無人機在海事監管中的應用

2.1 海事巡航

傳統巡航船舶工作過程中，易受到船載設備和海況天氣的限制，無法監控遠距離的不明船只，使得巡航監管存在較大盲區。借助UAV續航能力強、監控范圍廣、操作簡便等特點，配合巡航船進行海事巡航的任務，增加海事監管的有效范圍。當巡航船航行到距離岸邊較遠的水域時，可以將搭載通訊設備的UAV充當空中中繼，以便巡航船與岸基控制中心的通訊。

2.2 污染監管

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，現有的巡航船無法達到此航速，致使海事部門無法對在航高速船舶的非法排污現象進行有效監管。UAV擁有速度快、視角廣、不易被發現的優點，能夠隱蔽的追蹤高航速的目標船舶，通過機載錄像設備，使監管人員記錄相關船舶的污染過程，為依法監管提供了證據。

海上溢油發生后的最初幾個小時是防止污染擴散的最佳時機，在污染擴散過程中，UAV憑借良好的監控視角可以有效監控污染物的擴散方向和范圍，并通過機載多光譜成像雷達和機載錄像設備將現場畫面實時傳回控制中心，為海事部門指令的制定提供了條件。

2.3 應急搜救

海上安全事故發生時 UAV能夠快速準確的到達事故現場，第一時間在目標區域進行搜索。通過機載紅外傳感器對目標區域進行全方位、無死角的搜尋，避免因人為不確定性而導致的遺漏現象。通常UAV具有較好的抗風能力，能夠快速到達救援人員和巡航船舶無法抵達的危險區域，借助機載錄像設備將搜救現場的畫面實時地傳回控制中心，為海事部門快速布置救助任務提供了信息保障，提高應急搜救的效率和成功率。

根據海事需要可以適當改進UAV。當救助船舶無法及時到達事故現場時，使其可以完成必要食物、GPS浮標及小型救生設備等物資的投放，以幫助遇險人員等待救援。在極端海況下，經過改裝的UAV甚至可以墜入海中充當救生浮具以救助落水人員。

2.4 海事保障

沿海區域有許多重要的航標，其分布眾多、線長、分散，日常維護困難。利用UAV搭載特定的設備可以實現對航標的快速巡檢，及時準確的獲取航標的工作狀態，避免高成本、低效率的人工巡檢，保證航標的工作質量。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，得到航道的相關數據。

3 無人機在海事監管中的可行性分析

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、報告空域和監視空域進行分類管理。管制空域，需要提前申請并接受航管部門的交通管制；報告空域，只需報告即可飛行進入，類似于自由飛行；監控空域，需要備案，航管部門要保證飛行器在雷達有效監控范圍內，并能夠實時取得聯系。低空空域的開放政策為海事監管領域應用UAV技術提供了便利，也為海事監管系統立體化建設奠基。

3.2 UAV技術支持

近年來，隨著通訊、定位、導航、傳感器、發動機和航空材料等技術的不斷進步，UAV技術日趨成熟，使其在民用領域得到了廣泛的應用和認可。現階段的UAV在續航能力、有效載荷、無線通信等各個方面的性能愈發可靠，使UAV的優勢能夠很好的發揮在應用過程中，為其在海事監管領域的應用奠定了技術基礎。

3.3 基礎海事系統支持

經發展，海事監管系統的硬件、軟件建設取得了長足的進步，基本實現了海事相關業務的涵蓋，主要包括AIS、CCTV、VTS、船舶動態監管系統、船舶遠程識別與跟蹤系統等。海事部門已經逐步形成專業化、信息化的管理團隊，現代化的監管手段在海事業務中發揮著顯著的效果。

4 海事立體化監管體系

構建立體化的海事監管體系，能夠使UAV與現有海事監管設備有效配合，充分發揮各方作用，提高綜合使用效率，提升海事部門海上監管、應急執法、搜救處置等方面的業務能力，以實現“全天候運行、全方位覆蓋、全過程監管”的監管體系。

立體化海事監管體系建立了以VTS為監管核心、UAV與巡航船互相協同配合的“海-陸-空”立體化的海事監管體系。其中，搭載監控設備的UAV、巡航船等為指揮中心收集信息資料；搭載中繼設備的UAV、地面信息控制中心等作為信息中轉站，為指揮中心獲取準確的信息；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 結論

UAV技術應用于海事監管領域進入起步階段，隨著相關技術的日趨成熟，UAV可以發揮其它設備不可比擬的優勢，配合現有設備能夠較好的完成海事監管工作。文章結合海事監管中面臨的難題，研究了UAV在海事監管中的應用并提出了“海-陸-空”立體化海事監管體系，分析了UAV應用于海事監管業務的可行性。應該指出，UAV技術在海事監管中有著較好的應用前景，需要對其進行更加深入的科學研究。

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