船用光電跟蹤監視系統在海上救助作業中的應用

林全坤

摘 要：船用光電跟蹤監視系統廣泛應用于海上搜救、險情監控、導航和調查取證等方面。本文主要闡述船用光電跟蹤系統的性能特點，結合具體的救助案例，論述了設備在救助作業中的應用效果和注意事項。

關鍵詞：光電跟蹤監視系統；救助船舶；海上救助作業；搜尋定位；環境觀測；風險評估

中圖分類號：U676 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2018）5-0032-02

隨著“21世紀海上絲綢之路”倡議的推進和海洋強國戰略的實施，對海上應急保障工作提出了新的更高的要求。船用光電跟蹤監視系統廣泛應用于特殊環境下的海上救助之中，發揮了應有的作用。筆者結合救助案例介紹船用光電系統的性能特點和在救助作業中的應用效果。

1 船用光電跟蹤監視系統的組成結構

船用光電跟蹤監視系統（HEOS-300）是通過安裝在甲板指向器內的攝像系統獲取目標的視頻圖像，視頻信號輸出給電視跟蹤處理器中的圖像采集卡，對模擬信號進行數字化處理，用以計算目標和視場中心的偏離量、另外輸出給硬盤錄像機，達到實時記錄取證。

光電跟蹤監視系統主要由艙外光電指向器、艙內控制臺和對外接口裝置等構成（見圖1）。

2 船用光電跟蹤監視系統的功能特點

鏡頭電動變倍、調焦功能。能捕獲和自動跟蹤目標，采用變焦變距實現了遠距離觀測，能夠實現遠距離的對作業環境進行詳細的跟蹤觀測，以便正確全面的進行風險評估。

良好的視軸穩定功能。利用陀螺穩定能夠有效隔離船舶的搖晃，從而保持光電攝像系統的穩定，得到穩定清晰的圖像，并保證目標圖像始終在監視屏幕上，不易丟失。

可接收本船雷達、GPS、電羅經發送出的串行數據。通過串行數據可以解算出目標地理位置，疊加在取證圖像上，在錄像中可將事件發生的日期、事件和地點自動疊錄在一起，實現了圖像信息多因素的集中化。

具有實時記錄視頻圖像和圖片的功能。將多個傳感器收集的圖像信息，經數字化處理、壓縮后儲存在計算機硬盤里。存儲后的圖像信息，可在計算機上回放。

具有聯網的功能。通過衛星通訊，可以和地面進行信息互聯，為船舶在救助過程中提供了有力的岸基支持，能夠及時獲得相關專家的技術指導。

3 船用光電跟蹤監視系統在救助案例中的應用效果

3.1海面物標搜尋

救助船舶在最短時間內搜尋到遇險船舶和人員是救助成功的關鍵。在以往的救助中，搜尋方法主要通過肉眼、望遠鏡、夜視儀、雷達等，受海洋氣象影響較大。運用光電跟蹤監視系統，可以保證搜尋距離，同時受風浪的影響較小，發現物標后又可以迅速鎖定跟蹤，防止物標再次丟失。

夜晚搜尋，利用熱像儀根據熱源搜尋物標。熱成像技術是一種被動紅外夜視技術，是利用自然界物體不同部位紅外熱輻射強度的不同來形成圖像，它根據目標與背景或目標各部分之間的溫差或熱輻射差來發現目標。紅外熱成像由于不隨周圍光照條件的變化而變化，所以可適用于白天黑夜，以及霧天、陰雨天等惡劣環境下提供視頻圖像，彌補了夜間視覺受限的缺陷。船用光電跟蹤監視系統配備制冷熱像儀，效果更好。2016年7月22日，“北海救131”輪接到遇險信息，一艘小型無名船舶在欒家口附件海域因能見度不良而迷航，救助船舶到達事發海域后，因受大霧影響，能見不度不足50米，果斷開啟光電跟蹤系統，運用系統的透霧功能進行海面搜尋，成功搜尋到遇險船舶，救助2名遇險人員。

3.2事故現場周圍環境的觀測分析

海上情況復雜多變，事故現場存在諸多不確定因素，如果不能對作業現場進行有效風險分析評估，貿然接近事故現場往往或發生次生災害，如翻扣的漁船，其周圍往往有散落的漁網、纜繩、網錨等礙航物，近距離接近極有可能導致救助船舶螺旋槳絞纏風險。再如臨近養殖區域的救助，其周圍存在大量養殖網箱、養殖底索等礙航物，對救助船舶存在很大安全威脅。諸如此類，光電跟蹤監視系統的變焦變距性能得以充分發揮，通過變焦變距對事故現場周圍環境進行遠距離詳細觀測，為做好風險防控提供依據。

3.3險情監控和判別

2017年3月19日，油輪“興龍舟569”輪航行至石島港南約90海里處時發生爆炸失火事故，船上16人危在旦夕。時值午夜，難船內部情況較復雜，且油船在爆炸后極有可能再次發生爆炸，如果此時貿然派人前往難船探火，危險性極高。“北海救112”輪，啟用船舶光電跟蹤設備，利用光電跟蹤系統紅外熱成像功能，在安全距離范圍內觀測難船，迅速確定失火部位為貨油卸貨管路，并在持續觀察中及時發現了高溫貨油管路斷裂口處的閃燃現象。據此，“北海救112”輪及時對失火部位和高溫部位采取滅火及降溫措施，由于探測位置精確，難船的火情迅速得到有效控制，第二天用泡沫將火完全撲滅，取得救助成功。

能見度不良時，特別是在夜間利用制冷紅外熱像儀，可在3海里范圍內完全漆黑環境中呈現彩熱或黑白成像并可以清晰顯示出物標輪廓，依據色彩差異可以輕松辨別夜間物標，此功能在救助過程中非常實用，有極強的可操作性。在救助失火船舶發生時，可利用紅外成像系統配合激光照明器對船舶失火部位做出大致判斷，有利于制定更加科學合理的救助方案，提高救助效率和成功率。

3.4救助作業調查和取證

大風浪救助作業風險極大。以往救助過程中，要同時做好圖片、視頻等證據資料收集工作。光電跟蹤監視系統具備此項功能，一是系統接入雷達信號，在雷達上用ARPA標繪物標后，在顯示頁面下方的雷達物標界面即同步顯示，點擊物標，鏡頭自動擺到相應方位，便于查找物標，并能連續進行跟蹤。二是在對物標實施監控的同時，可以根據使用者的需要保存錄像和圖像資料，系統將自動將資料存儲于主機硬盤中，使用者可隨時調取，因系統內存有限，管理人員要定期將資料導出備份。使用此功能時，圖像子系統開啟后，將在視頻監視窗口中顯示出晝光攝像機的數字視頻，或者顯示紅外熱像儀的模擬視頻，可以是彩色或黑白圖像。在視頻圖像上會疊加一些有用的信息，這些疊加信息不僅出現在軟件界面上，還出現在照片和錄像里，可作為重要的取證依據。

3.5復雜水域導航

救助船舶趕往救助現場途中，經常經過養殖區、船舶密集區、冬季的冰區等復雜水域，保障船舶自身航行安全面臨很大挑戰。運用光電跟蹤系統的高倍攝像機和遠紅外功能，可直觀明了地對當前海區水域情況進行查看。在遠距離下，可以觀測到附近海域礙航物的分布情況，特別是在夜間能見不良情況下，效果更加明顯。本系統還具有透霧功能，能給船舶航行提供切實可行的安全保障。如2018年2月5日，“北海救112”輪在丹東港外開展巡航訓練，受寒潮降溫影響，港外附近海面結冰，給船舶航行帶來很大困難，特別是在夜間能見度不良情況下，航行風險更大。針對此種情況，救助船舶利用光電跟蹤系統，采取置冷和紅外熱成像，對海面進行照射，分析出冰區和可航區域，安全完成救助訓練工作。

光電跟蹤監視系統是先進的海上搜尋救助設備，多次在海上搜尋行動中發揮重要作用。當今科學日新月異，專業救助船舶要運用最新科技手段武裝自己，不斷提高海上應急救助能力，為建設海洋大國、海運強國貢獻力量。

參考文獻：

[1]崔曉紅. 船用光電跟蹤監視取證設備通訊系統的設計[D]. 華中科技大學， 2006.

[2] 丁軍. 熱成像技術及應用探究[J]. 中國公共安全， 2014（22）：58-60.