无人机海事巡查.docx

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无人机海事巡查

无人机海事巡查

无人机是指由无线电地面遥控飞行或自主控制的不载人飞行器。

近年来，我国海事监管面临的情况日益多样化，任务也越来越重，仅仅依靠海巡艇等原有装备已无法满足当今海事监管救助“空、海、地”三位一体化的需要，因而需要新的装备和手段来强化对所管辖水域的监视和有效控制。

为适应当今海洋事务复杂性和多样性的变化，提高海事监管救助能力，将无人机技术应用到海事巡查中，可为可为海事部门实现“空、海、地”三位一体化巡航目标提供新的发展思路和更多的选择空间。

背景

我国是海洋和航运大国，是国际海事组织A类理事国，行使着提供船舶良好通航环境和保护我国海洋环境的职责和义务。

但近年来，我国海事监管面临的情况日益多样化，任务也越来越重，仅仅依靠海巡艇等原有装备已无法满足当今海事监管救助“空、海、地”三位一体化的需要，因而需要新的装备和手段来强化对所管辖水域的监视和有效控制。

在众多的先进装备中，船舶和飞机如何发展已成为摆在我们面前的重要课题，而无人机的出现给了我们更多的选择。

现有海事巡航监管模式

目前我国通航水域大部分采用巡逻船和VTS、AIS、CCTV等监管系统配合的模式进行巡航监管，也存在一些不足：

1.巡逻船开展巡航存在视程短，反应慢，难以把握整体态势，对违法船舶无法进行持续的跟踪，对一些违章行为无法进行取证和处理；

2.VTS是通过雷达波的形式工作，具有对大型船舶的监管能力，但对小型船舶的监测能力和监管能力有限，而且对港口、码头等现场难以涉及，并且获得的信息不是直观图像，因此VTS也存在一定的局限性；

3.AIS系统是将GPS接收提供的精确位置数据和船舶导航数据通过VHF自动播发的新系统，但AIS目前在300总吨以下的船舶上没有强制安装，但是小型船舶是事故多发的源头，AIS仍然存在一定的盲区；CCTV只能是定点区域的监视，延伸性不够，以上这些手段一定程度上弱化了海事管理的能力。

无人机概念及系统组成

无人机（unmannedaerialvehicle，简称UAV）是一种由无线电设备或由程序控制操纵的无人驾驶飞行器。

具体而言，它是动力驱动，能够通过无线电地面遥控飞行和（或）自主飞行，可重复使用。

它与有人机的区别首先是无人驾驶，飞行过程由电子设备控制自动进行，飞机上无需安装任何与飞行员有关的设备，可以有效地节省和利用空间装载应用设备以完成赋予它的各种任务。

无人机系统主要包括飞机机体、飞控系统、数据链系统、发射回收系统、任务设备等。

飞控系统又称为飞行管理与控制系统，相当于无人机系统的“心脏”部分，对无人机的稳定性、数据传输的可靠性、精确度、实时性等都有重要影响，对其飞行性能起决定性的作用。

数据链系统可以保证对遥控指令的准确传输，以及无人机接收、发送信息的实时性和可靠性，以保证信息反馈的及时有效性和顺利准确的完成任务。

发射回收系统保证无人机顺利升空，以达到安全的高度和速度飞行，并在执行完任务后从天空安全回落到地面。

任务设备是无人机执行相应任务时搭载的设备。

无人机与有人驾驶飞机的最大区别是，单纯依靠无人机本身是不能完成任何任务的，它需要一套严密的控制系统和根据任务需要搭载的应用设备，所以无人机也成为无人机系统。

无人机可应用于海事监管的业务领域

无人机作为一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器，技术逐渐成熟，已经在军事、民用领域广泛应用。

由于无人机具有灵活机动、时效性高、成本低、损耗低、风险低、监测能力强以及覆盖面广等特点，非常适合于水上安全监管业务。

无人机可应用于海上巡逻执法、调查取证和应急反应、海上搜寻和救助，海上船舶溢油、排污监视、航标巡查、航道测量等海事监管业务领域。

1.海上巡逻执法、调查取证和应急反应

目前海上船舶大型化、快速化趋势已经十分明显，高速船和大型集装箱船舶的航速已经超过28km，但海事系统现有巡逻船大部分不能达到此航速。

同时，受巡逻船客观条件的限制，利用巡逻船开展巡航存在视程短、反应慢，难以把握整体态势，对违法船舶无法进行持续有效跟踪，对一些违章行为无法继续取证和处理等问题。

而无人机高速、高效优势可以有效地弥补执法舰船速度方面的不足。

尤其是在调查取证和应急反应方面，通过使用无人机，可以保证反应的快速性和调查的及时性，防止肇事船舶逃逸，利用机载的摄像、摄影设备还可记录和保存证据，便于调查处理。

2.海上搜寻与救助

一般海上救助常利用飞机或无人机快速到达现场，并在目标区域上空低速飞行进行搜索。

可通过机载光制冷红外吊舱对有生目标进行探测，避免了由于人工搜救的不确定而导致遗漏。

光电吊舱的制冷红外传感器可对视野范围内的有声目标和没有温度的物体进行颜色区分，地面站工作人员通过辨识，为救助直升机、舰船指示目标，指挥救助直升机、救助船舶和过往船舶协同实施救助。

并且无人机能达到许多人员和船只无法抵达的危险区域，可以把高清视频和照片实时传送至监控中心，为有关部门快速处理提供信息保障，利用无人机大大提高救助效率。

3.海上船舶溢油、排污监视和应急行动

海洋环境保护是当今海洋国家最关心的主题之一。

随着海上石油运输逐年增加，油船趋向大型化，海上船舶溢油风险也不断增加。

统计表明，石油是海洋最大的污染源，每年排入海水中的石油有42%是石油运输过程中造成。

为此，各海洋国家纷纷制定溢油应急计划，国际海事组织也通过了响应的决议。

随着中国石油进口量的增加和海洋石油开采力度不断加大，对鱼海洋溢油的实时监测工作显得尤为重要。

海上溢油发生后的最初几个小时是防止污染扩散及其危害的最佳时机，利用无人机对重要航线、石油开采重要海域进行实时监测，一旦发生原油泄漏，借助机载的多光谱成像雷达对海面进行巡查，专用多光谱成像雷达更可在夜间进行溢油监测。

同时，对于逐渐隐蔽化的夜间排污作业行为，无人机搭载的多光谱成像雷达能够通过违法排污船只、排放物体的温度、色值等信息确定污染行为。

采用无人机海事巡查的优势

1.采购成本低

无人直升机和无人固定翼飞机的采购成本都低于有人驾驶巡逻机，也比大型巡逻船的采购成本低很多。

无人机通过配备一定的机载任务装备，能都出色地完成各种监管救助任务，具有十分优越的性价比。

2.相比于海上巡逻船船长来说，培养一名巡逻飞行员的成本更高。

海上飞行需要驾驶人员具有相当丰富的经验，并具备夜间和恶劣天气下的操控能力。

无人机无需具有丰富经验的驾驶人员操纵，一般人员在经过一段时间的操作技术培训后，即可通过测控车或船舶测控装置控制飞机航迹和航速，培训成本十分低廉。

3.单位巡航成本低

无人机与有人驾驶的巡逻机相比，体积小、重量轻、油耗十分经济。

无人直升机起飞无需任何辅助装置，单位成本更低。

大型巡逻船体积和重量大，虽然单位重量油耗少，但是按照巡航里程计算成本比无人机高出不少。

4.地勤保障要求低

大型巡逻船需要建造高等级的靠泊码头，日常维护保养一般最少也需要10名专业人员。

有人驾驶巡逻机需要建造大型机库，以便于日常的维修保养工作。

固定翼飞机还需要建造专业机场，配备专用降落导航设备和符合一定降落等级要求的跑道，维修保养人员也必须接受响应时间的维修保养培训，以保障飞机安全飞行。

而无人机可以在狭小的空间内起飞，不必建造专用码头或机库用于停放和日常的维修保养，日常维保人员也仅需要3人，后期使用成本较低。

5.无人员安全风险

虽然船舶及有人驾驶飞机的设计建造安全系数很高，但在恶劣的天气条件下，还是有可能发生受损、坠机等小概率事件。

无人机在执行任务时，只需携带相关的任务装备，即使遭遇恶劣天气，最多就是发生意外无法进行回收，不存在人员安全风险问题，因此风险成本较低。

6.迅速快捷、工作效率高

船舶活动多为长江航道，且相对分散，使用传统的船艇巡逻，航速低、视野小、巡视间隔时间长，且受自然条件制约程度较大，只能是线性管理，呈带状覆盖，若使用无人飞机及机载任务设备，无人机的航速至少是巡逻船的3至10倍,借助空中俯视位置高、设备监控视界范围广的优势，监管范围相对船艇呈级数扩大。

7.实现事故及灾情应急搜救

无人机通过装载专用搜救设备，能快速对事故及灾难现场对船舶及人员进行水面搜索及救助，现场画面能实时回传到指挥中心。

国内无人机海事监管应用情况

目前，天津海事局、广东海事局以及长江海事局等先后进行了多项无人机海事应用的课题和空中巡航监测的尝试，国内还先后利用无人机参与海上溢油事故监测。

应用实例表明，海事系统配置无人机与巡逻船、VTS、AIS、LRIT等监管系统有效结合，可促进以“全方位覆盖、全天候运行、全过程监控”为特征的安全监管体系建设，全面提升海事依法行政和为公共服务的能力和水平。

无人机应用于海事监管的相关问题

1.低空空域开放受限

出于国家安全和国土防空的需要，我国将空域划归军方管理，实行非常严格的空域管制，只有部分空域和航路由民航管理。

我国《通用航空飞行管制条例》《飞行基本规则》和《民用无人机空中交通管理办法》等都对低空空域开放有一定的限制措施。

据了解，今后几年国家可能会对低空空域的管理有所放宽，但我国大多数繁忙的海港同时也是经济较为发达的地区，民用和军用机场较多，空域繁忙，因此在购置无人机之前，应首先协调解决无人机使用区域内的空管问题。

2.海洋环境具有复杂性

相较于陆地环境，海上高湿热、高盐度的环境对无人机机体存在一定的腐蚀性，必须在采购之前通过相关技术加以解决。

而且海上风浪较大，无人机在超过7级以上的大风天气进行起降，安全系数将受到较大影响，无人机的安全使用将面临较大的挑战。

3.稳定性相对不足

虽然无人机技术取得了长足发展，但是海洋环境复杂、天气多变，对无线电和GPS导航信号存在较大干扰，保持信号传输的稳定性和精确性将是无人机亟待解决的重要问题。

即使是无人机技术最为先进的美国，其无人机事故率也超过有人驾驶飞机，可见无人机使用的稳定性和保障性相对不足。

机型推荐

EWZ-S8MINI多旋翼无人机

特点：

1.体积小、重量轻、机动灵活，能快速在船舶上起降；

2.能搭载多种专用设备对水面进行监查及搜索；

3.飞行姿态稳定度高、能对目标实现定点巡查

EWG-II固定翼无人机

特点：

1.续航时间长、实现大面积、远距离的巡查及监控；

2.无人机可按预定飞行航线自主飞行、拍摄；航线控制精度高，飞行姿态平稳。

3.机型轻便灵巧、适合在复杂环境下完成飞行任务；