淺談水面智能無人船在燈浮標維護中的應用

侯釗 李雯

摘 要：本文簡要介紹了燈浮標維護的現(xiàn)狀，闡述了水面智能無人船在燈浮標巡檢中需要的技術要求及實際應用，描述了新方法相對于常規(guī)方法的優(yōu)勢。

關鍵詞：水面智能無人船 燈浮標 維護 應用

1.前言

目前國際貿易總運量的2/3以上，中國進出口貨運總量的約90%是利用海上運輸，而航標是保障船舶安全航行的重要設施之一。據(jù)統(tǒng)計，2018國內航行船舶進出港2532萬艘，國際航行船舶進出口岸50余萬艘。沿海航標數(shù)量從2006年的7052座增漲到2018年底的15971座，其中公用航標8574座，燈浮標4222座。隨著航運的發(fā)展，航標數(shù)量的增多，給航標的維護帶來了巨大的挑戰(zhàn)。隨著國家科技的不斷發(fā)展，新技術、新設備在航標維護中的應用，將極大地降低航標管理維護中的成本，提高航標管理水平和航保服務質量。

2.燈浮標維護現(xiàn)狀

2.1維護方法

燈浮標維護有航標巡檢及航標保養(yǎng)兩種方法，航標巡檢即是航標日常巡檢維護工作，按計劃周期（月度）對航標進行日常性的例行檢測，進行故障、失常修復工作。航標保養(yǎng)是指以年為周期對航標進行全面細致的現(xiàn)場檢查和維護保養(yǎng)。

2.2維護要求

在燈浮標的維護保養(yǎng)中總體要求是位置準確、燈質正常、涂色鮮明、結構良好、能源正常。

2.3日常維護方式及內容

目前，燈浮標日常維護主要為現(xiàn)場巡檢及遙測遙控巡檢兩種方式。現(xiàn)場巡檢內容主要為檢查航標結構及顏色、核對航標位置、清潔設備及標體、檢測電壓及電流、校對燈質等。同時，航標遙測遙控系統(tǒng)已經在我國沿海航標維護中全面應用，但是現(xiàn)階段該系統(tǒng)只能對電壓、電流、位置及燈質進行檢查，且由于系統(tǒng)尚不成熟，對于發(fā)現(xiàn)的問題還需人員現(xiàn)場核實，所以只是作為航標日常維護的補充手段。

3.無人船發(fā)展現(xiàn)狀及航標巡檢無人船技術要求

3.1無人船發(fā)展現(xiàn)狀

無人船一般是以有動力的船體為平臺，搭載通訊設備、控制設備和特殊功能設備，通過人工遠程控制，完成某項特殊工作的船舶。第二次世界大戰(zhàn)期間，盟軍諾曼底登錄就采用了無人船施放煙霧彈。1946年到1958年，美國在馬紹爾群島進行了60多次原子彈實驗期間，無人船被用在海域采集工作。隨著信息、遠程控制、能源等技術的發(fā)展，無人船的作用也更大更廣。

當前無人船的研究熱點仍集中在軍事領域，但隨著人類對海洋的不斷探索，民用無人船也發(fā)展迅猛。目前民用無人船主要為中小型無人船，船長在1～15米，靜水航速最大可達35米，根據(jù)搭載設備，價格在幾萬到幾十萬之間。

我國在無人船領域研究比國際上起步晚約10年，在技術上距離國外先進技術還有不小差距，但是由于我國民用市場需求巨大，民用無人船的研究進步迅速，應用越來越廣。目前，無人船在我國的環(huán)境檢測、科研勘探、水下測繪、搜索救援、安全巡邏等領域均有應用，也出現(xiàn)了云洲智能這樣專業(yè)的無人船研究制造公司，2019年2月，云洲智能協(xié)5G無人船亮相世界移動通信大會，顯示了我國在民用無人船研究領域的能力。

3.2航標巡檢無人船設備需求

考慮燈浮標維護的內容及要求，及等浮標一般在距離港口50KM左右的情況，航標巡檢無人船應基本具備表1中的一些要求。

4.水面智能無人船在燈浮標維護中的應用

4.1在日常巡檢中的應用

根據(jù)巡檢計劃，由人工遙控無人船到達既定海域，利用船載攝像、傳輸及定位設備將燈浮標結構、顏色、燈光及位置信息實時傳輸?shù)桨渡喜倏嘏_，由工作人員進行檢查。同時對在巡檢中發(fā)現(xiàn)的小型船舶系泊在浮標上等影響航標效能的情況用聲音設備進行驅趕，視頻系統(tǒng)進行取證。

4.2在應急反應中的應用

航標管理部門有時會接到海事、引航等單位或個人關于航標失常的信息，在遙測遙控巡檢中也會發(fā)現(xiàn)航標故障信息。對于這些信息航標管理部門都會經過現(xiàn)場核實信息的真實性，如航標失常，需根據(jù)失常情況部署修復措施。在這個過程中，無人船可以第一時間達到現(xiàn)場，對燈浮標情況進行核查，工作人員可以通過視頻設備及時直觀的看到航標情況，對需維修的航標進行評估分析，提前制定維修方案、準備維修設備，提高反應效率。

5.無人船在燈浮標維護中的優(yōu)勢

5.1經濟性

當前常規(guī)巡檢需要巡檢船及三名工作人員，巡檢船根據(jù)噸位一般配員在4至15人之間，且一般一次正常巡檢僅船舶油耗成本就在10000元左右，成本較高。而無人船巡檢只需兩到三人即可完成，且無人船采用電池驅動，節(jié)能環(huán)保能耗低。所以無人船巡檢將顯著減少人力物力的消耗，且水面無人船價格本在幾十萬元，本身的維護成本相對于大型巡檢船也要底很多，體現(xiàn)很好的經濟型。

5.2高效性

目前常規(guī)巡檢船舶準備需要一定時間，且巡檢船航速一般在10節(jié)左右，速度較慢，對在巡檢中發(fā)現(xiàn)的問題需要再次出海攜帶相關設備或器材解決。利用無人船巡檢只要海況允許可以隨時出航，且根據(jù)要求航速可在10—30節(jié)，速度快，如發(fā)現(xiàn)問題，工作人員第一時間直觀了解情況，及時安排人員攜帶相關器材前往修復。

同時對于一些巡檢船無法到達的特點水域，如淺水區(qū)、狹窄航道等，常規(guī)巡檢需要租用小型漁船，一般航速在5節(jié)左右，耗時耗力，使用水面無人船責可以高效完成任務。

5.3舒適性

常規(guī)航標巡檢，由于巡檢時間長、船舶在海上搖擺等因素，工作人員比較疲勞。如果利用無人船巡檢，工作人員一般在岸上甚至辦公室內進行巡檢，舒適性較好。

5.4安全性

有人工作的地方就會有一定的安全風險，在海上作業(yè)風險系數(shù)會更高一些，而水面智能無人船的應用可以避免船員及航標維護人員在作業(yè)中的安全問題。

6.結束語

隨著科技的發(fā)展，各種危險或重復性的工作都會向無人化、智能化、標準化及網絡化的方向發(fā)展。無人船通過搭載視頻、定位等設備開展燈浮標維護工作，豐富現(xiàn)有航標維護方式，是汗水型向智慧型的轉變，對于推動航保服務水平的提高具有重大意義。

參考文獻：

[1]高建豐.淺談無人設備在航標巡檢中的應用和展望[J].航海技術，2017（6）：34—36.

[2]鄭恒，白雪.解密“無人船”的前世今生[J].上海信息化，2015（4）：24—27.

[3]2018年航海保障工作報告[R].交通運輸部海事局.