新《海安法》背景下海事無人機和海上網絡在海區(qū)巡查執(zhí)法中的探索研究

張志強 董健華

摘 ?要：2021年9月1日，新修訂的《中華人民共和國海上交通安全法》（以下簡稱“新《海安法》”）正式實施。面對新形勢和新法律帶來的新要求，海事部門要有所針對地使用新型執(zhí)法手段和途徑，改變海區(qū)巡查執(zhí)法上的短板和不足，使得海區(qū)巡查執(zhí)法工作更加順暢和高效。

關鍵詞：新《海安法》;海區(qū)巡查執(zhí)法;無人機;海上網絡

1 研究背景

海區(qū)巡查執(zhí)法作為海事部門最重要的執(zhí)法手段，對打擊違法和違規(guī)海上運輸活動有著舉足輕重的震懾作用。由于舊《海安法》對于違法違規(guī)的海上運輸的打擊力度和違法成本不匹配，且違法違規(guī)的手段日趨多樣化，傳統(tǒng)的海區(qū)巡查執(zhí)法成本增大，執(zhí)法效率下降，參與海上違法違規(guī)運輸的相對人員和海事部門的“斗法”也日益白熱化。新《海安法》出臺恰逢其時，從執(zhí)法規(guī)范、執(zhí)法力度和執(zhí)法保障上都做了大幅調整。為了適應這些變化和調整，落實新《海安法》，海事部門也必須有先進的執(zhí)法手段和技術與之相匹配。

2 當前海區(qū)巡查執(zhí)法面臨的主要問題

2.1 配備的海事巡邏艇相對落后

國內執(zhí)行海事巡查執(zhí)法任務的海事巡邏艇普遍船齡偏大，較為落后。以洋山港海事局的“海巡0108”和“海巡0109”為例，“海巡0108”建造完工時間為1993年9月9日，為40 m型巡邏艇，設計航速為14.5 kn，總噸375，抗風等級為8級;“海巡0109”建造時間為1998年3月18日，為40 m級巡邏艇，設計時速為14 kn，總噸330，抗風等級為8級。“海巡0108”船齡為28年，“海巡0109”船齡為23年。經過多年的使用和自然損耗，2艘巡邏船的航速和船況均不同程度地下降，2艘艇的最高速度均保持在12 kn左右。與此同時，現(xiàn)在營運的商船不管是在造船的工藝先進程度上、技術提升上，還是在新舊程度上，都相比以前有天壤之別，不僅船齡相對比較低，而且造船工藝和設備裝備先進，船速一般也比較快，以上這些優(yōu)點對我國的航運有序發(fā)展有巨大促進作用，但是有些不法分子利用這種船舶技術上帶來的優(yōu)勢進行違規(guī)操作，違法參與海上運輸，規(guī)避海事監(jiān)管，對海事部門的巡查執(zhí)法工作形成了巨大的挑戰(zhàn)。

2.2 執(zhí)法難度加大

新《海安法》第九十條規(guī)定：海事管理機構對船舶、海上設施實施監(jiān)督檢查時，應當避免、減少對其正常作業(yè)的影響。除法律、行政法規(guī)另有規(guī)定或者不立即實施監(jiān)督檢查可能造成嚴重后果外，不得攔截正在航行中的船舶進行檢查。海事巡邏艇在海上巡查執(zhí)法時，對于離巡邏艇近距離且存在明顯違法證據、容易采集的違法違規(guī)船舶的取證相對容易，但對于違法違規(guī)證據不明顯，需要長時間跟隨取證的現(xiàn)代化商船來說，難度比較大，比如船速上存在的明顯差異。新《海安法》明確表述了在證據不足的情況下是不允許令其減速停航的，這需要通過海上甚高頻進行溝通，但并非每一艘船都會積極配合，那么在對方船舶不配合的情況之下就必須抵近跟隨、拍照和視頻取證。以“海巡0108”和“海巡0109”為例，最高船速才是12 kn左右，那么對于相對遠距離且船速比較快的船舶，海巡艇很難及時到達抵近拍照，視頻取證更是難上加難。

2.3 執(zhí)法效能捉襟見肘

以洋山港海事局為例，洋山港海事局所管轄水域面積4 084 km2，陸域岸線超100 ?km，轄區(qū)航道多、客渡船多、危險品船多、大型集裝箱船多、重點工程多、惡劣天氣多。該局還承擔對東海大橋這座上海的海陸物資物流“生命線”的水上安全保障工作，任務相對艱巨。面對海域大、風險源多、執(zhí)法力量相對不足的難題，雖然想盡辦法合理安排巡航線路、覆蓋重點巡航要素、強化人員素質提升，但是執(zhí)法效能還是不能充分發(fā)揮，有時還面臨捉襟見肘的尷尬局面。

2.4 執(zhí)法支持性手段相對落后

新《海安法》第八十九條規(guī)定：海事管理機構實施監(jiān)督檢查可以采取登船檢查、查驗證書、現(xiàn)場檢查、詢問有關人員、電子監(jiān)控等方式。但是海事巡查執(zhí)法有其特殊性，特別是電子化等現(xiàn)代化巡查執(zhí)法手段在海區(qū)特別是相對離陸地較遠的海上所要求的技術參數和效果和在陸地上相比無法相提并論。在海域開展執(zhí)法活動，即使有先進的設備、先進的軟件和先進的想法，但是如果開展執(zhí)法所在的海域沒有網絡，一切的先進執(zhí)法手段和執(zhí)法效能都會大打折扣。網絡信號不佳對執(zhí)法人員的執(zhí)法形成了巨大挑戰(zhàn)，雖然“海巡0109”配備了海上寬帶，但仍然存在著信號不穩(wěn)定的問題，并且有離岸距離和網絡扇形覆蓋面的限制，超過一定的離岸距離或扇面覆蓋不到，寬帶網絡信號就會中止，個人攜帶的移動手機網絡信號也差強人意。因為現(xiàn)在都是要求全程電子化執(zhí)法，如果沒有網絡，執(zhí)法人員采集的證據就無法上傳到執(zhí)法終端，相應的執(zhí)法任務就會在時間上大大增加，有的執(zhí)法人員休息和飲食也無法得到保證，因為有的執(zhí)法過程正好趕在吃飯的時間，很多執(zhí)法人員都是在平常就餐時間結束后的數小時才能得以就餐，且證據的上傳具有時效性，雖然執(zhí)法人員也在盡全力保證執(zhí)法任務的完成，但長此以往對執(zhí)法人員的身心健康也會形成巨大的挑戰(zhàn)。

3 新技術的相關描述

科學技術的不斷發(fā)展，一些新興事物的出現(xiàn)，在滿足新《海安法》的最新要求的基礎上對海區(qū)巡查執(zhí)法具有一定的借鑒意義。

3.1 無人機

無人駕駛飛機，簡稱“無人機”，英文縮寫UAV，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，或者是由車載計算機安全地或者間歇地自主地操作。

低成本地制造使用。由于無人機體積較小，重量也較輕，成本很低。由于重量輕，油耗也低，與有人機相比，運行成本也大大降低;無人機不僅比有人機簡單得多，而且可以長期保存在倉庫里，使用維護費用大大減少。

就飛行而言，無人駕駛飛機訓練與有機體不同。有人機，飛行員必須在空中飛行，一次飛行要消耗大量的費用，而無人駕駛飛機可以在虛擬的座艙內通過操縱鍵盤進行訓練，虛擬訓練系統(tǒng)的成本大大降低;與此同時，無人機操縱員可同時控制幾架甚至幾十架的無人機，但飛行員不可能在空中一個人駕駛兩架飛機，因此飛行員的培訓費用可以大幅降低。綜上所述，無人機的使用成本非常低。

地面保障要求低，機動性強。無人駕駛飛機不需要專用跑道和大量的地面維護，起降條件和維護保障要求較低。能夠在更小的地方起飛、回收，甚至在船只、石油平臺上起飛和回收。

較小的安全風險系數。因為 UAV是地面遙控或程序飛行，所以人員不必升空。有人機的安全系數雖然很高，但還是有小概率的機毀人亡事件發(fā)生。而無人機最多是發(fā)生意外無法回收，或者回收不當偶有損失，但不存在人員安全風險。

UAV通常比有人駕駛飛機更適合于急難險重的任務。根據應用領域，無人機可以分為軍用和民用。軍事上，無人機分為偵察機和靶機。民用方面，無人機+工業(yè)應用前景看好，目前在航拍、農業(yè)、植保、微型自拍、快件運輸、災難救援、觀察野生動物、監(jiān)控傳染病、測繪、新聞報道、電力巡檢、救災、影視拍攝、制造等領域的應用，大大拓展了無人機本身的用途。

3.2 海上無線寬帶通信系統(tǒng)

MBR （marine broadband radio）海上無線寬頻通信系統(tǒng)，利用岸基雷達站上的180°天線，發(fā)射與船載360°全向接收天線聯(lián)通，即使傳輸路徑中有隔板，也可以定向穩(wěn)定傳輸低時延信號。MBR型船艇可以在海上接收25 n mile范圍內接收岸基信號，也可以在15 n mile范圍內作為中繼站提供覆蓋半徑15 n mile的信號覆蓋，可以進行船隊組網、聯(lián)合海事執(zhí)法單兵設備等。寬頻通信衛(wèi)星用 KU波和 A波對數據、圖像、視頻、語音等進行處理和傳輸，提供多應用、高帶寬的因特網接入和應用。海上寬帶衛(wèi)星與傳統(tǒng)海事衛(wèi)星最大的區(qū)別在于，從低速率、高收費的單通道數據傳輸和語音業(yè)務轉變?yōu)楦邘挕⒍嗤ǖ篮Ｉ匣ヂ?lián)網和多媒體應用。為海上通信提供高質量、大容量的交互式通信服務，推動了海上通信的發(fā)展。

目前，五大海上無線寬帶網絡架構如下：

基于無線mesh的網絡架構。無線 mesh具有多跳、自組織、自愈等特性，是一種高速、大容量的分布式網絡。

基于Ad Choc的網絡架構。Ad Choc 自組網具有無中心、自組織、動態(tài)變化的網絡拓撲結構、自動配置、多跳路由等特點，但也存在無線傳輸受限、安全性差、移動終端的局限性、存在單向無線信道等缺點。

基于Maxim的網絡架構。Maxim技術相對于傳統(tǒng)的無線通信基數具有傳輸距離、接入速度快、系統(tǒng)容量大、提供多種多媒體通信服務等優(yōu)點，但該技術是基于 IEEE802.16標準，從標準上講無法支持在移動過程中無縫切換。

基于DTN技術的網絡架構。DTN網絡以傳輸數據速率高、覆蓋范圍大、接收端和發(fā)送端不存在端到端路徑、采用存儲轉發(fā)方式傳遞等優(yōu)點，但這種網絡延遲長、節(jié)點資源有限、上傳下載速率不對稱、低信噪比和高誤碼率等因素限制了該技術的廣泛應用。

基于LTE的網絡架構。LTE網絡具有較高的穩(wěn)定性、較高的實時性、抗干擾性、準確性和保密性，便于機動組網。但是由于頻率資源短缺，很難得到當地無線電管理部門的頻率使用許可，因此在應用推廣上存在較大的問題。

4 對當前海區(qū)巡查執(zhí)法面臨問題的解決辦法

4.1 利用海事增強型無人機配合巡邏艇巡查執(zhí)法

利用海事增強型無人駕駛飛機進行調查取證和應急處置，可確保快速反應，及時調查，防止肇事船舶逃逸。通過機載攝像機、照相設備也能記錄保存證據，便于調查處理。對無人駕駛飛機進行巡航、監(jiān)控，陸域巡航、巡邏艇與無人機相結合，建立一套完整的海陸空立體監(jiān)控系統(tǒng)，有利于提高海事監(jiān)管效率。通過覆蓋負責管理的區(qū)域，增強海上執(zhí)法效果，更好地維護國家權益。

海域內船舶活動距離海岸較遠，相對分散，使用海上巡邏艇進行巡邏時，航速低，視野小，間隔時間長，而且受自然條件的限制，只能進行線性管理，呈帶狀覆蓋。如果使用攜帶任務裝備的無人機進行巡航，巡航速度可以達到巡邏艦的3～10倍;借助空中俯視位置高、設備監(jiān)視視界寬等優(yōu)勢，無人機監(jiān)管范圍相對于巡邏艇而言呈級數型。特別是將一定數量的船舶與飛機相結合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，可以有效地實現(xiàn)對“面”的監(jiān)視和“點”的控制，同時可減少不必要的初期投入和龐大的維修費用。

海上救援可利用無人駕駛飛機快速抵達現(xiàn)場，在目標區(qū)上空低速搜索。機載任務設備發(fā)現(xiàn)目標后，及時通知指揮中心，為救援直升機等指示目標，并將現(xiàn)場情況實時（或延遲）發(fā)送到指揮中心，指揮直升機、救助船只及過往船舶協(xié)同實施救助，因此使用無人駕駛飛機可以大大提高救援等任務的成功率。

對于溢油應急行為來說，海上溢油發(fā)生后的最初幾個小時是最有效的作業(yè)時間，擴散后就變的難以清除。由于無人駕駛飛機在監(jiān)測成本、天氣適應性和操作方便等方面具有明顯的優(yōu)勢，可以使用無人駕駛飛機，設定巡航路線，對航區(qū)進行巡航監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)溢油情況。另外， UAV的動態(tài)高空圖像還可以為清理人員提供實時的漏油擴散信息（泄漏范圍、厚度和擴散軌跡等）。UAV可以有效彌補航空和衛(wèi)星遙感監(jiān)測的諸多不足，是對傳統(tǒng)的海事部門的監(jiān)測系統(tǒng)起到很好補充和提升作用。

航海保障的主要手段是航標，我國近海有許多重要燈塔、燈樁位于孤島之上，點多、線長、分散，交通不便，補給和維護十分困難。通過配置無人機的巡檢任務設備，可實現(xiàn)對航標進行快速巡檢，及時有效地報告航標工作狀態(tài)，避免無目的巡檢，提高航標正常率。

4.2 利用海上無線MESH自組網解決海上網絡不穩(wěn)定的問題

海洋中存在許多不確定因素，再加上出海后離海岸較遠的距離，一般通信訊號都會被中斷，更使人失去對出海巡邏艇上的網絡的遠程使用，前方的信息也無法及時回傳。Mesh無線自組織網絡能在短時間內實現(xiàn)快速組網，使出港的海事部門的巡邏艇能夠始終與指揮中心保持聯(lián)系。指令可以及時傳達，前方情況也可以通過自組網實時可視化的視頻回傳，便于指揮中心作出合理的判斷，如圖1所示。

啟動設備后，可以快速搜索并發(fā)現(xiàn)附近的其他設備，無須預先規(guī)劃和配置網絡，即可自動組網。而當其他節(jié)點加入已有節(jié)點時，新設備就會以直連或跳轉的方式與原有網絡融合為一個更大的網絡，從而使整個網絡的正常工作不再依賴于任何一個節(jié)點。頻率可靈活配置，使設備在面對多變、復雜、靈活的環(huán)境下仍能保證正常的通信工作和數據業(yè)務。實踐中，如果一個節(jié)點發(fā)生意外而造成業(yè)務中斷，網絡將重新選擇一條鏈路繼續(xù)傳輸數據，以保證業(yè)務的正常運行。新的無線自治網絡設備可直接連接到原始網絡中，如果某一個節(jié)點在網絡覆蓋范圍之外，還可以利用其他節(jié)點作為中繼點，讓它進入網絡。可以在轄區(qū)島嶼增設無線網絡中繼設備擴大網絡傳輸距離，由于洋山港海事局管轄水域面積廣大，增設中繼點就可讓網絡信號在保證穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)轄區(qū)的全覆蓋，不僅可以解決與指揮中心的協(xié)調聯(lián)動，還可讓海上取證執(zhí)法工作更加順暢和快速地開展。

4.3 海事巡邏艇配備增強型無人機

單純的巡邏艇海區(qū)巡查執(zhí)法航速低，覆蓋面有限，在面對廣大海區(qū)時執(zhí)法效率有限的缺點就得通過借助外力進行補足。因此，除了可以在陸地上裝備無人機機庫外，還可在海事巡邏艇上配備網絡增強型海事專用無人機，可以對無人機進行定制，針對海事的執(zhí)法要素和執(zhí)法特點，讓無人機生產廠商有針對性地對無人機進行有效編程，增加高清可變焦和紅外線熱成像攝像頭，增加探照燈等夜間執(zhí)法要素和部件。針對海區(qū)海上經常有大風和惡劣天氣，有針對性地增強無人機的抗風等級。在人員救助方面，可以讓無人機增加載荷量，比如：可以載重救生衣救生圈等簡易型救生設備在巡邏艇上起飛，進行迅速且精準的投遞和救援。 還可以在無人機上加裝網絡接受的增強模塊，既可以增加無人機的巡查執(zhí)法距離，同時可以保證對取證要素和實時圖像的遠距離流暢傳輸，從而增強了巡查執(zhí)法效能，可以讓傳統(tǒng)的海事巡邏艇執(zhí)法如虎添翼。

4.4 加快培訓和培養(yǎng)海事無人機駕駛員和網絡維護員

配備精良先進的執(zhí)法裝備和執(zhí)法支持設施固然重要，但設備需要人員進行操作和維護。這就需要加快培養(yǎng)海事隊伍自己的無人機駕駛員和網絡設備維護人員，特別是針對專用網絡增強型海事無人機的充分使用和深化開發(fā)。除了安排人員考取相關的無人機駕駛證書以外，要針對海事無人機的特點制定出專門的理論課程和實操課程，并且納入對這些人員的專業(yè)考試和績效考核，建立培訓體系和知識更新。與無人機培訓機構聯(lián)合制訂海事無人機的專業(yè)教材和模擬器軟件，建立證書的等級制度。另外，在對海事無人機的使用過程中和經驗積累期，注重對現(xiàn)有功能熟悉和熟練操作的同時，不斷地針對在實際和實踐操作中發(fā)現(xiàn)的問題和短板及時予以跟進，不斷提出完善和修改建議。

加強對海事網絡維護人員的建設，做好對網絡交換機、服務器、路由器的設置、維護及管理，確保各種設備的高效、正常運行;為海事網絡用戶提供技術支持和咨詢，及時響應用戶的網絡和變更要求;負責好網絡安全，管好使用防火墻，加強對網絡病毒和網絡黑客的監(jiān)控和防范;保存并備份好系統(tǒng)運行日志，隨時向海事相關部門提供好查詢工作;做好網絡擴展和升級，提高出口速度;跟蹤網絡新技術，充分利用網絡管理軟件，從而為海事和海上執(zhí)法的順利流暢做好網絡保障工作。

5 結 論

新《海安法》作為保障我國海上交通安全和環(huán)境，促進我國海事管理更加規(guī)范和健康發(fā)展的國家法，海事部門除了加強對新法的研究和推廣之外，必須做好對新法法律效果和效能的落地，這需要海事部門在執(zhí)法途徑和執(zhí)法裝備建設上有所創(chuàng)新，加強對海事無人機和海事執(zhí)法網絡的研究應用和完善，從而更好地促進我國航運事業(yè)的有序發(fā)展和海事海上執(zhí)法效率的提高，讓海區(qū)巡查執(zhí)法更加順暢和高效，增強在新《海安法》背景下的執(zhí)法效果和海事執(zhí)法的精準性和震懾性，做到讓海洋更清潔、航行更安全。

作者簡介：

張志強，一級行政執(zhí)法員，（E-mail）278169256@qq.com，15221352956

董健華，海巡執(zhí)法大隊大隊長，（E-mail） adongjh@163.com，13501826826