新型海上救援救生裝備在艦船上的應用

李國誠

(武警海警學院 機電管理系, 浙江 寧波 315801)

0 引言

隨著海洋經濟不斷發展，受人為因素、船舶因素及海況因素的影響，海難事故也頻頻發生，造成巨大的人員傷亡和財產損失。船舶本身所配備救生裝備僅僅能滿足發生船難時暫時自救，然后等待外界救援，屬于被動救生，為提高獲救概率，還須外界救援。尤其是某些漁船配置的救生設備不齊全，一旦發生海難事故，更依賴承外界救援。所以，對于承擔海上救援救生任務的艦船，其配置的救援救生裝備決定海上救援救生速度、效率及效果，對能否及時救援難船起到關鍵的作用。劉杰[1]針對救生設備救生效率不高的問題，分析救生過程的環節，設計一種用于救生的無人機，并提出該無人機的適用原則。陳吉業[2]針對船舶救生艇抗風浪能力不足的問題，論述一種新型抗風浪救生艇的設計方案，指出該方案具有無翻船危險，能確保船員的安全，具有廣闊的應用前景。徐衛國[3]針對海難落水人員的位置隨海浪不斷變化導致無法定位的問題，分析現有救生裝備的缺點，闡明AIS 定位信號標的優點，提出在救生設備上安裝AIS 的方案。陶偉[4]對比分析不同年份的《船舶與海上設施法定檢驗規則》的修正案，結果表明船舶救生設備配置標準逐步提高，認為智能化全封閉式的救生艇是未來的發展趨勢。陳超[5]針對險情信息傳遞和處理險情效率不高的問題，論述海上救生的通信現狀，對比分析各種通信方法，提出一種整合各類通信方法的設計方案，以期縮短海上救生的反應時間。朱濤[6]為提高船舶PSC檢查的通過率，分析國際救生設備規則（LSA 規則）的相關規定，指出加強個人救生設備的維護與保養是提高通過率的關鍵。顧燕君[7]基于直升機海上救援的工作性質，總結國內直升機海上救援技術的研究、救援方法、應用場合，指出我國直升機救援技術仍有很大的進步空間。陳衛平[8]通過分析救生衣、救生圈、救生服的特點和檢查標準，為船員平時的救生訓練提供參考。安麗娜[9]通過對比國內外海空立體救援的現狀，分析國內海空立體救援的難點，提出了解決方案。洪亮[10]基于海上救生設備所需材料的特性，采用成熟工業的設計方法運用于救生設備設計，提出模塊化設計方案。裴林[11]分析了六旋翼無人機的工作原理，將成熟的材料、智能傳感器、先進導航和電池技術用于六旋翼無人機，探討了將六旋翼無人機應用于海上救援的可能性。豐利軍[12]對比國內外各種海上救生體系優缺點，總結存在的問題，探討我國海上救生體系的建設。童婷[13]針對救生圈自亮浮燈照明時間不長的問題，基于現有太陽能技術，提出一種新型救生圈自亮浮燈的設計方案。夏子潮[14]分析我國海上防險救生的國際合作現狀，總結存在的問題，指出了我國未來參與海上防險救生的發展方向。孫健[15]總結現有海員救生培訓存在的問題，基于仿真技術，論述虛擬訓練的特點，提出了虛擬與實際訓練訓相結合的教學模式。馮德銀[16]基于STCW 公約對海員求生救生能力的培訓要求，結合海船工作性質和船員培訓特點，提出了解決海船船員海上求生救生培訓問題的措施。但是，目前有關智能化、自動化救生裝備在艦船上應用的報道還相對較少，這表明很有必要探討其在艦船上的應用，尤其是海警艦艇，以期提高艦船海上救援救生效率。因此，探討新型海上救援救生裝備在艦船上的應用十分必要。

1 傳統海上救生裝備的種類及特點

船舶海上救生裝備主要有救生艇、救助艇、氣脹式救生閥、救生圈、救生服、抗暴露服、拋繩設備、視覺信號設備、無線電設備、海上撤離系統等。其主要特點如表1 所示。這些裝備根據《國際海上人命安全公約》和《國際救生設備規則》進行配置，用于棄船時船員撤離難船，保證船員撤離難船后的海上生存及提高獲救的概率。這些裝備能給予海難后船員的一定自救能力和等待救援的時間。但是對于承擔救援救生任務艦船，如果緊緊是配置這些救生裝備，則救援救生和救護他船能力不足。為進一步提高該船的救生救護能力，需要配置一些新型的救生裝備。

表1 傳統海上救生裝備的特點

2 新型救生裝備的種類及應用

2.1 智能救生圈

智能救生器由驅動電池、電機、推進器及附件組成，如圖1 所示。該智能救生圈具有重量輕、操作方便、快速啟動等特點。目前常見的智能救生圈的技術參數，如表2 所示。例如某漁船發生海難，艦船營救時，一般采用2 種方法。第一種：艦船到達事發海域，放下艦船附屬的小汽艇，小汽艇到落水船員附近，向落水船員拋投帶有30 m 救生繩索的救生圈，將落水船員拉回小汽艇，接著帶回艦船。第二種：艦船噸位較小，無配備附屬小汽艇，只能以慢車方式將船駛到落水的船員附近，再人力拋投救生圈，將落水人員救回艦船。這2 種方法都需要人力拋投救生圈，易受當時海況及風向的影響，一次性拋投成功率低。采用智能救生圈用于搜救落水船員時，一旦發現落水船員，只需用遙控手柄控制智能救生圈，就可快速啟動到達落水人員附近，為海上救援爭取寶貴時間，提高救援效率。救生圈自帶動力，具有較強的抗風浪能力，遙控距離可達800 m，遠遠大于傳統救生圈30 m 的有效距離。所以，智能圈比傳統救生圈救援效率更高。

2.2 無人機

海難的特點決定海上救援救生的關鍵是“快”，快速響應、快速發現落水船員、快速施救。科學技術不斷發展，使得無人機的發展取得了長足的進步。無人主要有無人直升機和固定翼無人機。現在的無人機可長時間在任務海區執行偵查、巡邏、搜索、監視等任務。將無人機用于海上救援救生具有以下優勢：1）第一時間發射無人機，快速飛向任務海區執行搜索任務。同時對疑是落水船員及相關漂浮物進行定位，通過信息交換技術，無人將搜索信息反饋，為下一步的救援救生行動提供相關數據。2）可代替有人駕駛直升機執行枯燥重復的任務。有人駕駛直升機的海上救生任務，是一項相對枯燥重復的工作，長時間觀察直升機上各類顯示屏幕，同時還要不間斷的觀察海面情況。容易導致視覺疲勞，注意力分散，尤其是夜間搜索時，可能會影響救生任務的完成效果。無人機可攜帶先進攝像機、夜間監控高對比熱感影像、熱成像等可滿足夜間搜索的要求。無人機也可以在設定程序后自動搜索任務海區，將拍攝到的視頻和信息實現實時傳遞。船員可采用輪班模式來操控無人機、以降低工作強度，提高搜索救生效果。3）無人機成本低。無人機與有人機相比，在購置費、維護保養費、人員培訓費等方面更具有優勢。

圖1 某型智能救生圈圖

表2 智能救生圈技術參數

2.3 無人消防艇

無人消防艇是一種可以噴射水或泡沫的新型遙控消防艇。該類消防艇采用遠程遙控的方式，可實現對著火船舶進行近距離滅火，特別適用于油船火災、危險品船火災、化學品船火災的救援。艦船傳統滅火流程是啟動消防水泵，通過消防栓、消防槍向著火船舶噴水滅火。消防水槍一般最遠僅僅120 m左右，這意味著施救火災時候艦船離著火船舶很近，易遭受到來自著火船舶的不利影響。與艦船傳統滅火施救方式相比，使用無人消防艇進行施救，可規避救援船舶過于靠近著火船舶而造成的損害和人員傷亡。某型無人消防艇的技術參數，如表3 所示。該型無人消防艇尺寸較小、重量輕、遙控距離遠、海況適用性強。新設計建造的艦船可通過合理利用船舶空間在合適的位置裝配該無人消防艇。已建造好的艦船可考慮安裝在艦船后甲板，占據空間也不是很大。

2.4 其他新型救援救生設備

水下機器人，不但可以用于船舶檢修、檢查水質、還可以水下探測和水下救生。常見的多功能救生桿，采用超輕碳纖維制成、重量輕、可采用4 節折疊，展開長7.8 m，折疊1.78、輕便、使用簡單、不占空間。救生桿可與爪鉤、掛鉤、弧鉤自由搭配，形成一桿多用。適用于在碼頭或船上進行較近距離的施救，也可打撈落水的一些小物件、漂浮物等。與傳統救生桿相比，多功能救生桿功能更多，使用方便、成本低。此外，還有新型的個人救生用品主要包括救生腰帶、救生馬甲、救生手環、救生臂環、救生背包等。這些穿戴式救生用品主要用于個人防護，具有輕便、簡單、充氣快等特點。主要作用是能快速充氣產生浮力。只需一鍵操作，就可幫助落水船員漂浮，避免溺水，為獲救爭取時間。

表3 某型遙控消防艇的基本技術參數

3 艦船裝配新型海上救生裝備需解決的問題

3.1 完善新裝備配備的標準

目前，艦船配置救援救生裝備標準，基本上符合SOLAS公約的要求。僅裝備救生艇、氣脹式救生閥、救生圈、救生服、抗暴露服、拋繩設備、視覺信號設備、無線電設備。對于新型的救援救生器材的裝備并無硬性規定。為了應用新裝備，提高救援救生的效果，船舶救援救生裝備配備的標準也應與時俱進。新裝備配備標準應根據艦船噸位、結構、任務、船員編制、管轄海區等因素進行制定。制定新裝備的配備標準可使得艦船救援救生的有規可依，形成穩定長效的發展機制，進一步促進救援救生能力的提高，保障海上運輸、海上生產、海洋開發/海洋漁業發展和船員安全。

3.2 建立培訓考核體系

以海警艦船為例，船員基本上沒有接觸過新型救援救生裝備，再好再高效的的裝備是通過船員來操作以實現其功能。這就涉及到船員培訓問題。目前開展新型海上救援救生裝備培訓的院校或是機構較少，現有的條件無法滿足培訓的要求。所以要建立起一套新型救援救生裝備的培訓體系。第一步，購買新型救援救生裝備、升級培訓硬件。第二步，提高師資水平。第三步建立科學的考核方法。船員培訓后，經過貼近應用實際的考核，以保證船員掌握新型救援就生裝備的操作使用。第四步及時收集反饋意見，以促進培訓體系的完善。

3.3 建立綜合救生聯動機制

將智能救生圈、無人機、無人消防艇、水下機器人等新型救生裝備整合成一個救援救生系統，實現數據共享。利用無人機進行實時搜索和監控，一旦發現救援目標，立即開展救援救生行動。根據無人實時傳遞的視頻和信息，選擇最合適的裝備執行救援救生任務。利用無人機、智能救生圈、水下機器人建立水面、水下、空中立體的救援救生網，記錄下整個救援救生行動的整個過程。救生任務結束后，對過程進行分析，總結經驗，不斷改進和完善綜合救生聯動機制。

4 結論與展望

1）隨著信息技術和控制技術不斷進步，新型救援救生裝備的發展趨向于無人化、智能化、多功能化，新型海上救援救生裝備將廣泛的應用在艦船上。

2）承擔海上救援救生任務的艦船，應按標準配備新型海上救援救生裝備，并不斷探索智能化救援救生的應用，總結經驗，以進一步提高海上救生救援能力，保障我國海上運輸、海上生產、海洋開發、海洋漁業的安全。