無人駕駛飛機器在引航員登離輪中的應用

張峰

摘 要：伴隨無人飛行器技術的日益成熟，無人飛行器在各種領域和場合被廣泛使用，本文作者結(jié)合自身工作實際，將無人飛行器的應用擴展到引航員登離輪作業(yè)，并從無人飛行器的優(yōu)勢及發(fā)展方向入手，全面介紹了無人飛行器在引航員登離輪水域風險評價和引航員登離輪的空中運輸?shù)确矫娴膽茫⑦M一步闡述了無人飛行器在引航員登離輪作業(yè)的節(jié)省引航時間、提升引航效率等優(yōu)勢，最后對引航員登離輪用無人飛行器的技術難題與面臨的法律問題做的分析，將無人飛行器在引航員登離輪作業(yè)中的應用，提供了新的選擇。

關鍵詞：無人駕駛飛行器 引航員 登離輪 應用

近些年來，無人駕駛飛行器技術有了空前的發(fā)展，從新材料、飛行姿態(tài)自動控制、電池技術到遠程控制等技術的突破使無人飛行器發(fā)展邁向新的里程碑。特別是無人飛行器中的多旋翼無人飛行器，隨著技術的日益成熟和大量資金的投入，在快遞、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、氣象電力等多行業(yè)、多領域都開展廣泛的應用。在引航員登離輪領域，無人飛行器也將發(fā)揮出獨特的用武之地，本文將對無人飛行器在引航員登離輪的應用展開綜述。

1.無人飛行器的優(yōu)勢及發(fā)展方向

1.1無人飛行器的優(yōu)勢

無人飛行器相較于其他飛行器除了體積小、價格低、機動性、安全性高、噪音低等優(yōu)勢外，還具有自己獨家特點。

1.1.1自動控制程度高

無人飛行器在空中飛行姿態(tài)的控制一般都由飛行器內(nèi)部飛行控制系統(tǒng)自主完成，無論是垂直起降、空中懸停等高難度飛行動作都無需人為的干于，對無人飛行器使用者來說只需要提供起點和目的地，也許只需要使用者對著飛行器說“我要去xx地”，就可以輕松實現(xiàn)飛行器的自動起飛、自動返航、自動降落、自動跟隨等操作，如遇突發(fā)狀況，飛行器還可以實現(xiàn)自動蔽障和空中懸停來保證飛行安全。

1.1.2環(huán)境適應性強

當前大型彎臂多旋翼無人飛行器可以在海拔4000至6000米高海拔工作，飛行距離30公里以上，具備海上多任務復雜環(huán)境飛行能力，同時機身結(jié)構采用防雨雪設計，機身材料能抗鹽霧腐蝕能力，依靠北斗定位系統(tǒng)、雷達感知系統(tǒng)、智能飛行控制系統(tǒng)、實時遠程操控系統(tǒng)等技術可以實現(xiàn)自動飛行，特別是在危險環(huán)境下各種任務的執(zhí)行。

1.2無人飛行器的發(fā)展趨勢

隨著無人飛行器應用市場的擴大，面對這個新型龐大市場各種技術創(chuàng)新和資本蜂涌而入，無人飛行器朝著智能化、集成化、民用化、專業(yè)化方向邁進，困擾無人飛行器發(fā)展的控制、材料、通信等技術的相繼攻克，使得無人飛行器快速發(fā)展。

2.無人飛行器在引航員登離輪中的應用

2.1引航員登離輪的空中運送

傳統(tǒng)引航員登離輪作業(yè)，往往使用拖船或?qū)Ｓ靡酵綄⒁絾T運輸至貨輪邊，貨輪下放登船軟梯，引航員徒手攀爬軟梯登離輪，這樣引航員在登離輪時大量消耗體力，而且在引航作業(yè)如遇惡劣天氣極易造成引航員從登船軟梯上滑脫造成人身安全事故。而利用多旋翼無人飛行器，由于其自身高度智能的自主著陸系統(tǒng)，無人飛行器通過對被引航船只的圖像坐標和船只輪廓，及自身的飛行狀態(tài)，在飛行器自動控系統(tǒng)控制下進行自主著陸。這樣就可以大大的節(jié)省引航員登離輪時對其體能的消耗。

2.2無人飛行器與直升機運送引航員登離輪的優(yōu)勢比較

雖然一些港口也采用直升機接送引航員登船，目前無人飛行器能完成的任務直升機基本都能實現(xiàn)，雖然直升機在抗風性和續(xù)航能力較無人飛行器有優(yōu)勢，但是由于直升機自身重量較重、著陸時旋翼氣流對著陸點的沖擊較大，所以直升機降落時需要專用的停機坪而且必須有專人進行引導，同時直升機在降落過程中對著陸點的周邊環(huán)境要求較高，著陸點的低空空氣湍流和揚起的雪和揚塵都會直接影響駕駛員的觀察，這都造成飛行隱患。無人飛行器相對于直升機自身重量輕，同時無人飛行器利用自身圖形識別技術對船只的輪廓和幾何結(jié)構進行計算，可以自主選擇著落點，進行自主著陸，無需專人引導，也無需在被引航船只上不一定建造專用停機坪，只要有一塊較為平整的場地即可進行起降，同時專業(yè)直升對于飛機駕駛員要求較高，必須有豐富的飛行經(jīng)驗，而無人飛行器在起降過程中都是依靠自主飛行控制系統(tǒng)，而且地面岸基飛行駕駛員可以隨時進行人工操控。直升機的發(fā)動機等重要零部件需要經(jīng)常性維護，而無人飛行器多采用集成化模塊化，在保養(yǎng)維護方面要比直升機方便許多。

3.無人飛行器在引航員登離輪作業(yè)中的作用和優(yōu)勢

3.1節(jié)約引航時間

貨輪進入港口航道水域后，如果不及時將船只引入港口，勢必要長時間占用航道資源，形成航道障礙物，造成水上交通的擁堵，構成航運安全隱患。無人飛行器接送引航員具有靈活機動、垂直起降、空中懸停等優(yōu)勢，對航道交通情況無要求，可以在航道繁忙情況下快速登上引航船只，以便及時將船只引入港口，緩解航道交通擁堵狀況。

3.2提高引航效率

傳統(tǒng)引航員登離輪作業(yè)通過軟梯上下船只要求引航員有很好的體力，如果引航員在登船過程中體力消耗過大，引航員在進入引航崗位后不能迅速、有效開展引航作業(yè)。而無人飛行器運送引航員直接就實現(xiàn)登船，大大減少了引航員體力的消耗，直接開展引航作業(yè)，提升了引航作業(yè)效率。

4.無人飛行器在引航員登離輪應用的技術難題和面臨的法律風險

4.1技術方面

4.1.1續(xù)航能力

在引航作業(yè)中，特別是對超大型貨輪的引航，由于貨輪噸位巨大吃水較深，在入港時因?qū)Ω劭谒那闆r掌握不明時，往往在海上很遠的地方就開始等待引航，這就需要引航員在距離岸基很遠的地方登船，目前多旋翼無人飛行器多采用電驅(qū)動其續(xù)航能力在1小時以內(nèi)，遠不能滿足特大型貨輪的引航作業(yè)。在此方面港口引航部門可以和無人飛行器制造廠商進一步研究長續(xù)航的油電混合動力或燃料電池的無人飛行器。

4.1.2超高性能

在引航作業(yè)中，遭遇惡劣天氣情況時有發(fā)生，這種情況下海上狂風暴雨、海上能見度低，船舶晃度較大，這就要求無人飛行器有較抗風雨雪能力，同時在高晃度惡劣天氣下安全起飛降落空中懸停有更高要求，無人飛行器是通過遠程控制無線傳輸信號和數(shù)據(jù)的，在一些特殊海灣由于受地理環(huán)境影響會出現(xiàn)數(shù)據(jù)沿時的情況出現(xiàn)，輕則導致無人飛行器飛行行線不準，重則造成信號丟失導致無人飛行器墜毀。因此，用于引航員登離輪作業(yè)的無人飛行器采用衛(wèi)星傳輸?shù)?G信號。

4.2面臨的法律風險

近些年來，由于小型飛行器的大規(guī)模普及，無人飛行器干擾正常民航飛行的事件屢屢在各種媒體報導，這不僅造成航空秩序的混亂，而且也構成嚴重的安全隱患，一旦發(fā)生無人飛行器與民航客機的相撞，就會造成重大空難，因此國家針對無人飛行器出臺了一系列的航空管制條例，如《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)空中交通管理辦法》、《民用無人駕駛航空器實名制登記管理規(guī)定》、《民用無人駕駛航空器駕駛員管理規(guī)定》，但這些管理辦法多出自民航管理局，在管理實踐中很難與所在地公安、國安等管理部門銜接，極易造成管理上的多頭管理，而且也不便于無人飛行器擁有者合法申請無人飛行器的低空飛行權，而且其申請過程繁瑣且時效性強，一定程度上限制了無人飛行器的使用。所以在引航作業(yè)中使用無人飛行器必須與相關航空管理部門協(xié)調(diào)，建立引航用無人飛行器使用、申報、管理等辦法，從而實現(xiàn)簡化審批程序，提高無人飛行器使用效率，并對無人飛行器駕駛員進行嚴格的行業(yè)管理，從無人飛行器駕駛員培訓、駕駛資格認證到日常技能和相關航空管理法規(guī)學習形成相應管理體系，最終促進無人飛行器使用的規(guī)范化和科學化。

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