無人機(jī)海事應(yīng)用手冊

海事業(yè)務(wù)	無人機(jī)功能任務(wù)	任務(wù)描述
日常巡航	定期巡視	在轄區(qū)內(nèi)完成定期的日常巡視，包含港區(qū)船舶超航區(qū)、禁航區(qū)、交通管制區(qū)、游艇區(qū)等重點(diǎn)區(qū)域。
	夜間巡視	通過不定期的夜間巡視對夜間偷排現(xiàn)象進(jìn)行遏制。
	冰區(qū)巡航	冰區(qū)巡航，檢測冰區(qū)凍結(jié)范圍等情況
	油田作業(yè)監(jiān)控	配合海巡船艇監(jiān)控油田作業(yè)船舶
	用作VHF空中中繼	由于海巡船的船載VHF與岸基的通信距離較短，需要無人機(jī)搭載VHF中繼設(shè)備，配合船艇進(jìn)行巡航
	配合海巡船艇進(jìn)行巡航監(jiān)視	海巡船艇在巡航時(shí)速度慢，無法觀察視距外不明船只的情況，可以使用艦載起降無人機(jī)，用以擴(kuò)大偵查范圍
航海保障	航標(biāo)定期巡視	對航標(biāo)進(jìn)行定期巡航監(jiān)視，檢測航標(biāo)有無損壞、是否被污物遮擋、有無船只掛靠等情況
	燈塔冰期給養(yǎng)	無人機(jī)攜帶電池、生活物資等，到達(dá)燈塔位置，進(jìn)行準(zhǔn)確投送
危管防污	溢油、污染事故監(jiān)測取證	利用無人機(jī)進(jìn)行溢油及化學(xué)品事故應(yīng)急取證，無人機(jī)應(yīng)能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)事故現(xiàn)場，將現(xiàn)場情況實(shí)施傳遞給指揮中心
	海上危險(xiǎn)聯(lián)合取證	對于海上的危險(xiǎn)現(xiàn)場，需要進(jìn)行船—無人機(jī)聯(lián)合調(diào)查取證、定位，無人機(jī)起到擴(kuò)大船艇搜尋范圍的作用
應(yīng)急搜救	搜尋定位、事故調(diào)查	通過對無人機(jī)自身定位系統(tǒng)以及機(jī)載AIS確定事故地點(diǎn)，并將該位置傳回到應(yīng)急搜救中心；并可以對事故現(xiàn)場進(jìn)行拍攝，將現(xiàn)場情況傳回搜救中心，方便工作人員了解現(xiàn)場情況
	救援物資投放	可以通過無人機(jī)進(jìn)行食物、小型救生浮具、GPS浮標(biāo)等的投放
	變身浮具	無人機(jī)上加裝自動(dòng)充氣裝置、設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的海上救助信號(hào)和位置識(shí)別信號(hào)，必要時(shí)可從空中墜入海中變?yōu)榫壬【?/p>
	纜繩傳遞	利用可以在船艇甲板上穩(wěn)定起降的無人機(jī)，可攜帶繩索從搜救船甲板飛往事故船并實(shí)施投放

依據(jù)我國海事部門的職責(zé)以及無人機(jī)的功能優(yōu)勢，無人機(jī)在海事任務(wù)中的應(yīng)用需求主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：   
       
（1）用于港區(qū)、海域內(nèi)的日常巡視       

我國擁有近300萬平方公里的管轄海域，在如此廣闊的海域上實(shí)施安全監(jiān)管職責(zé)，常規(guī)巡邏船存在航速低、視野小、巡視間隔時(shí)間長、受自然條件制約程       

度大等缺陷。在距離相同的情況下，飛機(jī)的巡視輻射面積約是船舶的12倍，巡視效果遠(yuǎn)高于船舶，因此，用無人機(jī)進(jìn)行港區(qū)和海域內(nèi)的日常巡視，可以有效提高巡航效率，節(jié)省人力、燃油等成本。利用空中巡航，可以快速發(fā)現(xiàn)潛伏的威脅船舶航行安全的不利因素，及時(shí)查核并采取消除隱患的應(yīng)對措施。當(dāng)然，如果采用船載直升機(jī)的形式，通過船、機(jī)配合，更可以發(fā)揮各自優(yōu)勢，極大增強(qiáng)執(zhí)行任務(wù)的靈活性。
      
（2）船舶碰撞及排污、溢油事件的應(yīng)急調(diào)查與取證       

當(dāng)海區(qū)發(fā)生船舶碰撞或排污事件后，需及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查取證。目前高速船和大型集裝箱船舶的航速超過28Kn（約為50km/h），常規(guī)巡邏船航速普遍低于這些船舶，無法追查逃離現(xiàn)場的肇事船舶。而目前國內(nèi)無人機(jī)的航速普遍超過了100km/h，可以保證調(diào)查的及時(shí)性，利用機(jī)載攝像機(jī)等設(shè)備快速進(jìn)行現(xiàn)場取證，并將結(jié)果返回給應(yīng)急指揮中心。       

海上溢油發(fā)生后的最初幾小時(shí)是最有效的行動(dòng)時(shí)機(jī)，否則擴(kuò)散后很難清除。飛機(jī)可以借助機(jī)載專用設(shè)備對重要海域進(jìn)行溢油監(jiān)視和監(jiān)測，迅速確定水上排污源位置，辨別和測量水下污染物，且受白天、黑夜以及天氣、海況的影響小，必要時(shí)還可通過機(jī)載化學(xué)物噴灑設(shè)備直接參與控制和清除溢油應(yīng)急行動(dòng)。   
    
（3）用于海上事故的應(yīng)急搜尋與救助       

在海上事故遇險(xiǎn)人員搜救過程中，海況通常比較惡劣，救助船舶難以確定遇難船只準(zhǔn)確位置，從而無法快速接近遇難船只進(jìn)行救助。無人機(jī)具有受海況影響小、視野開闊的優(yōu)勢，能迅速搜尋目標(biāo)，引導(dǎo)、指揮救助船舶參加救助，并可直接救助，使救生成功率大大提高。       

本文根據(jù)目前海事系統(tǒng)已開展的各項(xiàng)任務(wù)以及無人機(jī)的功能特點(diǎn)，按照日常巡航、航海保障、危管防污、應(yīng)急搜救等海事業(yè)務(wù)進(jìn)行分類，給出了無人機(jī)在海事系統(tǒng)中的應(yīng)用需求如表1。       

海事系統(tǒng)的聯(lián)合立體巡航網(wǎng)絡(luò)       

海事系統(tǒng)引入無人機(jī)之后，必將拓展原來的海事執(zhí)法手段。如何有效地利用無人機(jī)，建立無人機(jī)與現(xiàn)有海事力量的配合與協(xié)調(diào)工作機(jī)制，從而形成海陸空立體式的海事監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)模式，是一項(xiàng)值得研究的課題。立體式海事監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)中包含的巡航力量有：1）靜態(tài)電子系統(tǒng)：包括原來的CCTV、VTS、以及AIS系統(tǒng)等；2）空中力量：包括無人機(jī)、有人直升機(jī)等；3）海上力量：海巡船艇等。本文設(shè)想了兩種典型的海事任務(wù)執(zhí)行場景，用以說明無人機(jī)與其他海事力量的配合執(zhí)行過程。    
     

場景一：海上危險(xiǎn)聯(lián)合取證
       


       



       

利用無人機(jī)進(jìn)行海上危險(xiǎn)聯(lián)合取證     
   
當(dāng)發(fā)生海上危險(xiǎn)事故時(shí)，需要無人機(jī)配合巡航船艇進(jìn)行聯(lián)合取證。該任務(wù)的執(zhí)行過程如圖所示，岸基指揮中心接到危險(xiǎn)報(bào)警后，派出無人機(jī)前往目的地進(jìn)行調(diào)查取證（應(yīng)急無人機(jī)可能從基地起飛或者海巡船上起飛），無人機(jī)將險(xiǎn)情信息實(shí)時(shí)傳輸給指揮中心，由指揮中心根據(jù)險(xiǎn)情大小做出判斷，決定下一步的搜救計(jì)劃。