無人機系統在江蘇省沿海漁港監督管理中的應用初探

王春雷，王正輝，張 勛，張 帥，馬 碩，王永進，張 禹*，馮春雷

( 1. 江蘇漁港監督局，江蘇南通 226006； 2. 農業農村部遠洋與極地漁業創新重點實驗室，中國水產科學研究院東海水產研究所，上海 200090)

漁港是漁業生產的重要基地，在整個漁業管理中處于基礎性地位[1]。近年來，隨著國家海洋漁業監管執法體制改革和執法范圍調整，漁業執法重心已由水上執法向漁港執法轉移，“依港管船、管人、管漁獲”的新思路已深入人心[2]。

根據最新統計，江蘇現有沿海漁港50座，其中：國家中心漁港6座，一級漁港5座，二級漁港5座，其他漁港34座[3]。近幾年，江蘇省沿海各級漁業主管部門高度重視漁港監督管理工作，不斷探索漁港管理新模式，落實“定人聯船”“依站查港”“港海聯動”等舉措，取得較好效果。但由于大多數漁港的監督管理存在設施落后、人員不足、裝備缺乏等問題，漁港的監督管理遇到“瓶頸”[4]。

2011年至今，中國無人機產業呈現爆發式成長，并展現出了全面發展的勢頭[5]。作為現代科技成果之一，其自身具有的操作簡單、靈活、巡航速度快等特點，被廣泛地應用到經濟發展建設中。將無人機應用到漁業管理中是傳統漁業管理模式的一個重大轉變。其高效率、低成本、適應性廣、遙感操縱、不受地形環境約束的特點正在為漁業安全生產監督管理提供一種現代化的工作方式，漸進地幫助基層漁港監督管理人員減輕工作負擔，優化管理效力[6]。它可以代替人力去巡查漁港情況，引導漁船航行路徑、監測漁船的進出港情況等。無人機將成為替代繁重體力勞動的重要工具，引導高成本、低效益的產業生產方式向低成本、高效益的生產方式轉變。無人機技術在漁港監督的應用，將使現有的江蘇省漁港監督管理變得更高效、更便捷[7]。

1 無人機系統的優勢及應用機制

中國是一個漁業大國，安全、節約、高效地生產對漁業發展具有重要的意義，而漁港是保證漁業生產最重要的基地。因此，完善漁港管理，建立便捷、高效的漁港管理制度尤為重要，而無人機的快速發展為完善漁港管理模式提供了契機。

首先，無人機與載人飛機、衛星等飛行器相比較，有著不可替代的優勢：快速的機動響應能力；操作簡單、目的明確；使用成本低、危險性較小；高分辨率影像數據獲取能力較強。其次，無人機作為一種新型監測手段，是對現有手段的重要補充，具備機動靈活、運行成本低、環境適應性強等特點，可以及時快速獲取高分辨率影像和高精度定位數據，完成高效率、高強度和高風險監測任務，可有效提升我國漁港綜合監管能力。最后，計算機視覺技術的興起，使無人機可以根據拍攝的事物特征，利用均值漂移的計算方法進行相關數據的提供，鎖定目標，并對目標進行跟蹤，有效提高漁港監督管理機構的執法能力[8-10]。具體工作機制是：飛手通過無人機地面站操控無人機，利用機載的傳感設備(如相機、紅外成像等)對漁港進行巡查。相比傳統人工巡查，無人機具有成本低廉、機動靈活、安全高效、視野良好、易于發現漁港各方面情況，并能夠及時調配管理資源，提高自身應急能力的優勢[11-13]。

2 漁港監督管理存在的問題

新中國成立初期，我國漁港建設不受重視，遠遠不能滿足我國漁業生產的需要，21世紀初期開始注重漁港建設，逐步形成了以自然漁港為依托的漁業產業布局，近年來，國家通過現代化改造，越來越多的漁港在服務漁業生產、抵御自然災害、協調漁業生產方面發揮重要的作用。但漁業經濟的快速發展，產業規模的擴大給漁港的安全監督管理帶來了新的挑戰。

2.1 綜合管理

漁港管理在穩定漁業發展、保障海上安全生產等方面發揮重要的作用。但隨著漁業規模的不斷擴大，漁港設備、設施、環境等硬件條件顯得捉襟見肘，例如，監管人員較少，如果不能及時了解航道情況，會導致港內安全和作業秩序混亂等現象，而無人機可以實時巡查航道是否擁堵，漁船入港和出港狀況等，根據無人機巡查的結果，可以及時調配人手和漁船出入港安排。還有一些漁港被侵占、設施被破壞、性質和功能被隨意改變的情況發生，無人機可以充當空中衛士，對不法行為進行拍照標記，加強對漁港、漁船的監管強度，保護國家的固定資產和漁民的根本利益[14]。

2.2 監督執法

漁港監管部門在保護漁港安全，維護漁港安全穩定運行方面做出了重要貢獻，但是隨著漁業規模的擴大，漁港監督執法任務持續加重，日益凸顯了一部分問題，以江蘇省為例：目前江蘇省絕大多數漁港監督機構與漁政部門和船檢部門在執法中存在一些問題，需要改進。一是漁港監督管理力量薄弱。存在“重海上執法，輕港口；重漁政執法，輕漁監”的傾向，漁港監督人員嚴重不足，很多漁港沒有漁港監督人員進駐。根據相關資料，2017年江蘇省現有各類海洋漁船4 800余艘[15]，分布具有點多、線長、面廣、流動性大等特點，尤其是小型漁船隨意進出港口，漁港監督管理力量明顯不足。特別是漁汛期，由于港口船舶流量加大，現場檢查人員在各種壓力下被迫減少檢查的項目和時間，無法全面檢查漁船進出港情況[16]。而無人機系統的快速響應機制，能及時監測漁港情況，加強執法能力。

2.3 應急響應

江蘇省沿海漁港多為開放性港口，船舶進出漁港、停泊地點比較隨意，加上漁港監督機構在漁港內基本沒有配備監督艇船，管理范圍有限，管理難度大，漁業水上應急處置工作很難有效開展，遇突發事件響應不及時。另外，漁港經營混亂，一些群眾性漁港沒有專門的油船碼頭，油船和漁船混靠碼頭的情形經常出現，一旦起火，極易引發港內漁船的連環火災，造成重大的財產損失和人員傷亡[17]。

綜合分析以上3類應用場景，無人機具有飛行速度快、機動性強、監測面積大等特點，能第一時間全范圍地監測漁港港池及周圍漁船進出漁港的動態變化，與現有的監管巡視手段有效配合，更高效地保證漁港的每個角落處于“在控、可控、能控”的狀態。

3 無人機系統在漁港監督管理中的應用分析

3.1 無人機系統在漁港監督中的應用

3.1.1 漁船安全監督和巡邏執法

很多漁民過度追求經濟利益，雖然漁港一般設有防避碰 AIS 系統和北斗船位導航基站，還為漁民配備了具有防水、防塵、防霧功能的特制手機，方便漁民在海上作業時接收海上預警、報警等，但有的漁民為了偷捕時不露蹤跡或為了自身的經濟利益而不開機，導致管理困難。針對這一問題，僅僅依靠漁政執法船艇對漁船進行安全監管和執法檢查，存在反應滯后、無法全面覆蓋、無法對違法船舶持續跟蹤、違法行為取證困難等問題。無人機的投入使用有效彌補了漁港執法工作中執法船艇的客觀條件限制和人力的不足。而應用無人機掛載夜視攝像頭，巡航檢查非法船只和漁民，可以高效地保護漁民人身安全和漁港秩序，不但可以在空中對灘涂、港口進行巡查和突擊檢查，還可以幫助執法人員對無法查看、視野范圍無法觸及的水域進行全面近距離的觀察，讓執法人員能夠更清楚地掌握水面情況，對非法捕撈漁船可以進行持續跟蹤監督，隨時取證。特別是無人機可以隨時對進入漁港內的、無法通過船位監控監測到的涉漁“三無”船舶、非本船籍港漁船及“非法”船舶加強監管，全面履行綜合監管責任。此外，無人機還能解決巡邏中因執法快艇噪音過大而讓非法捕魚人員聽音逃逸的問題，進一步提高了執法效率[18]。

3.1.2 船舶事故調查和水上污染監測

由于船舶事故和溢油等水上污染常常是突發事件，而且一旦發生，事態會快速發展。目前的漁港監督裝備和監控系統不能及時準確地分析事故起因和特點，容易錯過最佳處理時間和方案，而無人機高空巡查，可以大范圍拍攝到事故現場并及時傳給監督人員，從而幫助做出最切實際的處理方案。

3.1.3 險情監測和船體狀況檢查

當前，無人機產業快速發展，已衍生出多種性能的無人機類型，水下無人機便是其中之一。水下無人機可以廣泛應用于漁港的水域監測，監控水域底質環境、水下障礙物和水質環境狀態，通過數據分析，為有關部門進行漁船港航安全和海洋環境保護提供決策依據。水下無人機還可以對漁船水面以下船體部分進行檢查，定期檢查漁船底部外觀情況及舵葉、螺旋槳等設備狀況，無需每次都進廠或沖灘檢修，減少船舶的運營維護成本[19]。

3.2 無人機在漁港管理中的應用

3.2.1 漁港區域實時情況監控

漁港有明確的陸域、水域范圍，漁港范圍一經確定，其性質和功能不能隨意改變，任何單位和個人不得侵占。漁港經營主體要對漁港范圍內從事碼頭和設施的經營以及漁獲物和漁需物資的裝卸、駁運、倉儲、交易等經營行為規范管理，優先保障公益功能。無人機的使用可以強化對漁港空間的管控能力，隨時察看漁港岸線、水線狀態，通過航拍影像分析，可以全面掌握漁港空間的各種數據，為實現漁港范圍內陸域、岸線、海域集約、高效和可持續利用提供依據[20]。無人機可以借助其搭載設備，對港區內設施狀況、漁具堆放、油污垃圾處理、是否有明火作業等情形進行即時監控，全程記錄漁港內各種突發情況和違法違規行為，廣泛應用于漁港秩序管理及漁港水域環境監測[21]。

3.2.2 漁港設施的巡檢

由于海上腐蝕性強，風浪較大，漁港設施時有損壞，例如碼頭、防波堤、航標燈以及照明燈等都是漁船出入漁港的安全保障，但沿海漁港的這些設施比較分散，交通不便，人工檢查維護成本太高，利用無人機上機載設備可以實現對這些設施的快速巡檢，及時有效地報告漁港設施的工作情況，避免了沒有目標的人工巡查，有效提高了漁港部門對漁港設施的管理。

3.2.3 搜尋救助和應急響應

水上事故發生后，救援船只、飛機往往需要很長時間才能趕到現場，特別是發生在離岸較遠的海域時，甚至有時因為天氣海況因素，救援力量無法到達現場進行施救，無人機的靈活便捷恰恰彌補了這一不足。一旦出現事故險情，無人機可以及時起飛，到達現場，根據操縱者的需要在目標水域上空開展搜索，將事故信息實時傳送至有關部門。事故救援過程中，無人機可以協同救助船艇、飛機進行水面搜尋，實施救助，通過搭載帶有夜視熱成像功能的紅外設備，在目標水域對有生目標展開快速搜尋，還可以到達救援船只無法到達的淺灘區域執行任務，大大減少了救援工作的人力物力成本，降低了搜救船只的風險，提高了事故信息掌握的全面性和搜救效率。

隨著信息化管理水平的提高，江蘇省已逐步建設了漁港動態管理系統等信息化平臺，便于對船舶的安全監督和漁港水域的綜合管理[22]。無人機可作為其輔助設施，一方面通過搭載各種攝影設施，實時全方位監控目標水域各種船舶動態和海況，對重點船舶進行重點跟蹤監控，進行各種險情的監測，將數據信息實時傳送至岸基指揮部門或漁政執法船艇。另一方面，無人機的快速反應，可以實現對各種突發狀況的應急響應。比如，利用速度優勢對違法逃逸船舶進行追蹤取證；海洋捕撈漁船在海上作業過程中發生故障或傾覆事故時，通過連續多批次出動無人機，可以為落水船員緊急空投救生設備與應急食品，等候其他救援力量的到來；發生漁船撞擊事故時，可以攜帶急需藥品趕赴現場，并通過遠程語音通話系統，由醫務人員指導現場緊急自救。這有利于建立“閉環”管理模式，規范和引導漁船自覺遵守規定[23]。

3.3 無人機應用于漁港監管需要解決的問題

雖然無人機技術已經成熟，但應用于漁港監督管理中，還面臨一些不足。

3.3.1 人員要求高

無人機一旦在飛行過程中損壞，維修成本較高，因此操作人員需要進行相關知識、技術性能、安裝調試、維護操作等方面的培訓，使操作人員能夠熟練掌握無人機軟硬件的日常維護，并能獨立承擔無人機的飛行任務和具備無人機常規故障維修的能力。

3.3.2 飛行環境要求高

由于漁港風力較大，時常有惡劣天氣，而目前無人機抗風能力有限，不能在大風大雨天氣巡航，因此，無人機巡航受到自然因素的制約。

3.3.3 無人機的空域管制問題

近年來，國家對無人機的管控越發嚴格，空域管理還沒有開放，無人機不能隨意起飛。按照規定，為了保障無人機在漁港監管中正常使用，需要向航空管制部門申請相關手續，并報備飛行計劃。

4 結語

無人機作為漁港監管的一種新工具，其特點和優勢符合漁港監督管理的需求，合理地應用無人機系統進行漁港管理工作，減少了漁港巡查的燃料成本、勞動強度和時間成本，提高了漁港的監管效率。中國漁業生產過程正在向信息化、自動化方向發展，無人機提供的巡視畫面也將不斷地服務于漁港監管，使漁港監管效率大大提高。無人機作為監測和信息獲取手段，正在高速發展，中國也正積極研發結構簡單、價格低廉的高性能、高安全性的無人機，使漁港監管實現信息化、現代化和精準化。