無(wú)人機(jī)在海上人命救助中的應(yīng)用

姚文平

（交通運(yùn)輸部東海第一救助飛行隊(duì)，上海 200137）

無(wú)人機(jī)在海上人命救助中的應(yīng)用

姚文平

（交通運(yùn)輸部東海第一救助飛行隊(duì)，上海 200137）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，海運(yùn)成為我國(guó)企業(yè)進(jìn)行貿(mào)易交易的主要交通運(yùn)輸工具。隨著海上活動(dòng)的增加，海難事故的發(fā)生也日益增多。但由于海洋特殊的環(huán)境條件，使我國(guó)在海上的救援工作遇到了很大的困難。近年來(lái)我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平得到了前所未有的發(fā)展，救援無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)在一定程度上解決了人們?cè)诤Ｉ暇仍^(guò)程中遇到的困難。本文就無(wú)人機(jī)在海上人命救助中的應(yīng)用進(jìn)行研究與分析，為相關(guān)部門或人員在這方面的研究提供一定的參考。

無(wú)人機(jī) 海上救助 用途 應(yīng)用

無(wú)人機(jī)是一種通過(guò)利用無(wú)線電控制設(shè)備或相應(yīng)的控制程序而進(jìn)行操控的飛行器。無(wú)人機(jī)相較于有人機(jī)在海上救生工作中存在著多大的優(yōu)勢(shì)，無(wú)人機(jī)能夠更加快速和及時(shí)的到達(dá)指定區(qū)域進(jìn)行搜救工作，并且能夠在搜索區(qū)域內(nèi)進(jìn)行低空搜索。并通過(guò)相關(guān)的無(wú)線電裝置將所收集到數(shù)據(jù)傳輸給控制中心，有利于救生工作的快速而有效的進(jìn)行，下面我們就救援無(wú)人機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展進(jìn)行探討。

1　海上救援無(wú)人機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展

1.1海上救援無(wú)人機(jī)的現(xiàn)狀

我國(guó)第一次利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行救援工作是在2008年南方發(fā)生冰凍災(zāi)害上。同年，在汶川發(fā)生的大規(guī)模地震上，無(wú)人機(jī)得到了進(jìn)一步的發(fā)展與應(yīng)用。在汶川地震上，無(wú)人機(jī)作為航拍的補(bǔ)充而參與到救援工作中來(lái)。近年來(lái)，發(fā)生的各種自然災(zāi)害，無(wú)人機(jī)都能夠第一時(shí)間到達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行相關(guān)影像數(shù)據(jù)的采集，為救災(zāi)工作提供可靠的參考資料［1］。

由于無(wú)人機(jī)在救災(zāi)過(guò)程中的良好表現(xiàn)，在汶川地震救援工作結(jié)束后，我國(guó)相關(guān)研究人員開始大力發(fā)展無(wú)人機(jī)的相關(guān)技術(shù)，并在無(wú)人機(jī)的飛行控制、低空遙感、發(fā)動(dòng)機(jī)等多方面取得了突破與進(jìn)展。使無(wú)人機(jī)能夠在十分惡劣的環(huán)境下進(jìn)行飛行監(jiān)控工作。并且逐步發(fā)展無(wú)人機(jī)參加海上救援等工作。

1.2海上救援無(wú)人機(jī)的發(fā)展

救援無(wú)人機(jī)正在往系統(tǒng)化、專業(yè)化的方向發(fā)展。對(duì)于我國(guó)無(wú)人機(jī)的研制，成都理工大學(xué)經(jīng)過(guò)一年多的努力，利用人、飛機(jī)、地面進(jìn)行三方數(shù)據(jù)的連接，終于完成并實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)對(duì)目標(biāo)的定位［2］。河北武警部隊(duì)則是研究出了快速、高效的救援無(wú)人機(jī)。該無(wú)人機(jī)配備了紅外熱成像的設(shè)備，使無(wú)人機(jī)在各種惡劣的環(huán)境條件下都能夠正常的進(jìn)行搜救工作。

我國(guó)一些企業(yè)還建立了一體化的救援系統(tǒng)，在緊急情況下，通過(guò)使用無(wú)人機(jī)對(duì)發(fā)生緊急情況的區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，將所采集的資料發(fā)送給衛(wèi)星，衛(wèi)星在將資料發(fā)送給控制室，控制室對(duì)所接收到的資料信息進(jìn)行分析，然后迅速的派出救援隊(duì)伍。這樣使得救援隊(duì)伍能夠最快做出反應(yīng)。我國(guó)有一些地方還自主組織了無(wú)人機(jī)救援隊(duì)伍，或是引進(jìn)專業(yè)的救援無(wú)人機(jī)［3］。以便用于災(zāi)害事故的救援工作中。其中最出色的使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行救援工作的救援隊(duì)便是蘇州藍(lán)天救援隊(duì)，他們不僅多次進(jìn)行國(guó)內(nèi)的救援工作，還前往國(guó)外開展救援工作，其所擁有的救援技術(shù)具有國(guó)際頂尖水平。

1.3海上救援無(wú)人機(jī)的種類

目前，我國(guó)現(xiàn)階段使用在海上救援的無(wú)人機(jī)主要分成以下三種類型：首先是高空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)。這種無(wú)人機(jī)具有航行時(shí)間長(zhǎng)、航程距離遠(yuǎn)、飛行高度高等特點(diǎn)，不存在疲勞等問題，有利于長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行作業(yè)。并且在遇到惡劣的自然天氣環(huán)境時(shí)，可以通過(guò)高空飛行避免受到影響。其次是海上搜救飛艇。飛艇主要的動(dòng)力是依靠浮力產(chǎn)生上升力，大大降低了油耗，使續(xù)航能力得到了巨大的提升。另外，飛艇還能夠在空中任意的懸停，對(duì)升降場(chǎng)地的要求也極低，必要時(shí)可以在艦船上進(jìn)行起落。這些特性使得飛艇不僅能夠在近海進(jìn)行搜救工作，還能夠前往深海執(zhí)行任務(wù)。最后是地面效應(yīng)飛行器。這種飛行器具有飛機(jī)和船舶兩種之間的優(yōu)點(diǎn)，還彌補(bǔ)了兩者的不足之處，使其在海上救援工作中可以隨意的在海面上進(jìn)行起降，并且它還有巨大的承載能力，利于物資的投放和人員的救助，是最適合用來(lái)進(jìn)行海上救援工作的無(wú)人機(jī)［4］。

2　無(wú)人機(jī)在海上任命救助中的優(yōu)勢(shì)

2.1無(wú)人機(jī)民用救助技術(shù)比較成熟

隨著近年來(lái)無(wú)人機(jī)的發(fā)展與使用，無(wú)人機(jī)的技術(shù)已經(jīng)漸漸成熟。再加上一些救援設(shè)備的產(chǎn)生和應(yīng)用，救援無(wú)人機(jī)在海上救生工作中更是得到了廣泛的使用。救援無(wú)人機(jī)通過(guò)裝備攝像拍照裝置和無(wú)線電傳輸設(shè)備，能夠?qū)⒑Ｉ习l(fā)生的各種情況通過(guò)攝像拍照裝置將其記錄下來(lái)，并使用無(wú)線電傳輸裝置將所記錄下來(lái)的內(nèi)容和數(shù)據(jù)傳輸給無(wú)人機(jī)的控制中心?？刂浦行母鶕?jù)無(wú)人機(jī)所搜集到的資料進(jìn)行后方救援工作的指揮，并采取相應(yīng)的措施控制事故所造成的損失。

2.2無(wú)人機(jī)價(jià)格成本低

無(wú)人機(jī)由于是由人通過(guò)無(wú)線電控制設(shè)備和程序就其進(jìn)行控制，不需要飛行員進(jìn)行駕駛，因此無(wú)人機(jī)在生產(chǎn)制造的過(guò)程中可以省去駕駛艙和一些相關(guān)的安全設(shè)備，大大降低了無(wú)人機(jī)的生產(chǎn)制造的成本和重量。并且與有人機(jī)相比較，無(wú)人機(jī)還可以節(jié)省一定的人員費(fèi)用和培訓(xùn)費(fèi)用［5］。例如，天津一艘普通的巡邏船在兩個(gè)小時(shí)的巡邏過(guò)程中，僅燃油費(fèi)一項(xiàng)所產(chǎn)生的費(fèi)用就達(dá)到了4000元左右，再加上人員的費(fèi)用和其他項(xiàng)目的費(fèi)用，普通的巡邏船在兩個(gè)小時(shí)內(nèi)就產(chǎn)生了高昂的費(fèi)用。而使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行巡邏，普通巡邏船需要兩個(gè)小時(shí)完成的巡邏任務(wù)，無(wú)人機(jī)只用了40分鐘便完成了巡邏任務(wù)，并且燃油所產(chǎn)生的費(fèi)用僅僅不到100元。所以，無(wú)人機(jī)不管是在成本還是效率上，無(wú)人機(jī)都要強(qiáng)于有人機(jī)，適合進(jìn)行常規(guī)的監(jiān)管工作。

2.3無(wú)人機(jī)操作簡(jiǎn)單靈活

無(wú)人機(jī)相比于有人機(jī)具有重量輕、體積小等特點(diǎn)。無(wú)人機(jī)當(dāng)中的固定翼無(wú)人機(jī)也具有拋射、投射等功能。并且無(wú)人機(jī)在起降過(guò)程中需要的滑翔距離很多，一般的辦公大樓樓頂或是普通的平地就能夠滿足無(wú)人機(jī)的起降需求，無(wú)人直升機(jī)更是可以進(jìn)行近乎垂直的起落。

無(wú)人機(jī)在操作方面也是十分的簡(jiǎn)單與靈活的?？梢酝ㄟ^(guò)編制一定的程序?qū)o(wú)人機(jī)所需要的飛行路線進(jìn)行控制，還可以通過(guò)無(wú)線電的遠(yuǎn)端操控對(duì)無(wú)人機(jī)所需要飛行的路線進(jìn)行更改［6］。這些對(duì)無(wú)人機(jī)的操控只需要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)即可達(dá)到操作使用的要求，無(wú)需對(duì)工作人員進(jìn)行專業(yè)的飛行訓(xùn)練和飛行技術(shù)的掌握。

3　無(wú)人機(jī)在東海救助中的主要用途

3.1快速執(zhí)行救助任務(wù)

我國(guó)東海海域，海岸線長(zhǎng)，海上島嶼分布不均勻，海上救援工作是一個(gè)時(shí)間緊、任務(wù)重的工作而且危險(xiǎn)系數(shù)較大。由于是在海上進(jìn)行救生工作，所以整個(gè)救生過(guò)程只要求一個(gè)字“快”。一旦發(fā)生海難事故，海上監(jiān)管人員便可以第一時(shí)間將救生無(wú)人機(jī)投入到搜救當(dāng)中來(lái)。無(wú)人機(jī)基地的控制人員利用無(wú)線電對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行控制，以最快的速度、最短的時(shí)間到達(dá)海難發(fā)生區(qū)域進(jìn)行搜索，并對(duì)一切海面漂浮物體進(jìn)行跟蹤定位，為后續(xù)的救援工作提供可靠的依據(jù)，便于人們盡快的完成搜救工作，減少海難事故中人員的犧牲［7］。

3.2代替人進(jìn)行監(jiān)管任務(wù)

傳統(tǒng)的海上搜救工作，是使用飛行員駕駛飛機(jī)，通過(guò)觀察海面上的動(dòng)態(tài)來(lái)確定人員的位置以進(jìn)行搜救工作。這種搜索定位工作是完全靠人進(jìn)行觀察的，不僅浪費(fèi)時(shí)間還十分的枯燥乏味。并且在長(zhǎng)時(shí)間的搜索救援中，人由于得不到休息容易在觀察的過(guò)程中不能夠很好的集中注意力，一旦注意分散，便會(huì)大大影響了搜救效果。而救生無(wú)人機(jī)則不會(huì)出現(xiàn)這種問題，救生無(wú)人機(jī)上裝有十分先進(jìn)的觀察設(shè)備，地面的控制人員可以通過(guò)自己的觀察或是通過(guò)使用程序進(jìn)行相關(guān)的人員定位，并將所收集到的相關(guān)信息傳輸?shù)剿丫戎行?，這樣不僅可以降低搜救人員的工作強(qiáng)度，還能夠大大提高搜救效果。

3.3減少搜救人員所面對(duì)的危險(xiǎn)

海上救援的環(huán)境總是瞬息萬(wàn)變的，經(jīng)常會(huì)遇到狂風(fēng)暴雨等惡劣的天氣，并且在未來(lái)海上發(fā)生事故時(shí)有可能會(huì)面臨著各種生化污染，在進(jìn)行海上搜救工作時(shí)，會(huì)面臨著種種危險(xiǎn)［8］。為了避免搜救人遇到這些危險(xiǎn)，保障搜救人員的人身安全，減少搜救人員在搜索定位階段而受到的損傷，應(yīng)用無(wú)人機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的海上救援任務(wù)是十分重要的。無(wú)人機(jī)可以監(jiān)測(cè)到發(fā)生在事故海面上環(huán)境的基本情況，指揮人員可以根據(jù)具體情況做好相應(yīng)的措施，避免盲目的進(jìn)行搜尋搜救工作。

3.4能夠代替人更好的完成海上人命的救助工作

由于無(wú)人機(jī)采用的是模塊化的設(shè)計(jì)，使無(wú)人機(jī)可以通過(guò)更換不同的任務(wù)模塊完成不同的任務(wù)，所以無(wú)人機(jī)的體積一般要比有人機(jī)的體積小很多。無(wú)人機(jī)在購(gòu)買、維保、存放等方面所產(chǎn)生的費(fèi)用也要比有人機(jī)的費(fèi)用小很多，并且無(wú)人機(jī)的燃油消耗量也比有人機(jī)的消耗量低，使其能夠長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行搜救工作，保持良好的工作連續(xù)性。

4　無(wú)人機(jī)在海上人命救助中的探索與應(yīng)用

4.1用于搜索定位

無(wú)人機(jī)搜索定位功能在搜救過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。船員需要將自己的設(shè)備中裝配有信標(biāo)，就可以進(jìn)行定位。在船員在海上遇到危險(xiǎn)時(shí)，只需將信標(biāo)開啟即可，信標(biāo)不斷的發(fā)出信號(hào)，無(wú)人機(jī)就能夠?qū)τ鲭U(xiǎn)的船員進(jìn)行定位。無(wú)人機(jī)一旦將遇險(xiǎn)者進(jìn)行準(zhǔn)確的定位后，便會(huì)將定位的信息傳輸?shù)娇刂浦行?，控制中心的工作人員就能夠指揮搜救人員及時(shí)的前去進(jìn)行營(yíng)救。

使用無(wú)人機(jī)對(duì)遇險(xiǎn)者進(jìn)行定位與傳統(tǒng)的拉網(wǎng)式相比較、無(wú)人機(jī)的搜救功能更加的迅速、快捷且效率也更高。而且無(wú)人機(jī)可以利用拍照攝像設(shè)備對(duì)遇險(xiǎn)者進(jìn)行攝像或拍照，搜救人員根據(jù)照片中的遇險(xiǎn)人員的情況，提前做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。而信標(biāo)作為無(wú)人機(jī)搜索的關(guān)鍵設(shè)備，與其他的搜救設(shè)備相比較，信標(biāo)具有成本低、體積小、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，值得全面進(jìn)行推廣［9］。

4.2用于遠(yuǎn)距離視頻的傳輸

我國(guó)首架能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離視頻傳輸?shù)臒o(wú)人機(jī)是一架被稱之為搬運(yùn)工的無(wú)人機(jī)。該無(wú)人機(jī)能夠進(jìn)行連續(xù)三個(gè)小時(shí)的拍攝工作，并且能夠在兩百公里的范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)的視頻監(jiān)控和圖像的傳輸工作。目前，我國(guó)相關(guān)技術(shù)的日益成熟，無(wú)人機(jī)上無(wú)線電傳輸設(shè)備也具有很強(qiáng)的抗干擾能力，因此利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)情況的實(shí)施傳輸成為了可能。無(wú)人機(jī)通過(guò)搜索定位系統(tǒng)搜尋到遇險(xiǎn)的人員后，利用遠(yuǎn)距離的視頻傳輸設(shè)備或拍照攝像設(shè)備將現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況傳送給地面的控制中心，地面控制中心根據(jù)圖像視頻中遇險(xiǎn)者的實(shí)際情況，實(shí)施更加快捷、有效的救援行動(dòng)。

4.3用于投放救援物資

近年來(lái)我國(guó)海難事故的多發(fā)生在小型船只上，很多小型船只的配備都是十分簡(jiǎn)單的，很少配備先進(jìn)的救生設(shè)備。當(dāng)海難事故一旦發(fā)生，遇險(xiǎn)人員通過(guò)船上的普通雷達(dá)很難對(duì)遇險(xiǎn)人員進(jìn)行定位，這種情況就給海難事故的搜救工作帶來(lái)了一定的困難，也降低了搜救的成功率。再加上海上的天氣環(huán)境條件十分惡劣，遇險(xiǎn)人員受到海浪、潮流的沖擊，他們的位置時(shí)刻發(fā)生著變化。導(dǎo)致遇險(xiǎn)人員被無(wú)人機(jī)發(fā)現(xiàn)的位置到被救起的位置存在著很大的距離差距。遇險(xiǎn)者在救助過(guò)程中，一般都缺乏必要的淡水、事物等必備的物資，我們可以通過(guò)利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行相應(yīng)物資的投放，以提高人員被救助的成功率。

4.4能夠船、機(jī)配合，有效擴(kuò)大救助半徑

隨著技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人直升機(jī)可以在海上與船舶很好的配合?，F(xiàn)代大型救助船，如東海救101已經(jīng)有了直升機(jī)起降平臺(tái)和機(jī)庫(kù)，無(wú)人直升機(jī)可以隨船進(jìn)入深海。當(dāng)遇國(guó)際救援有任務(wù)時(shí)，無(wú)人直升機(jī)隨救援船一同前往。在救援現(xiàn)場(chǎng)，無(wú)人直升機(jī)還可以在不同船舶之間穿梭，也可以憑借空中優(yōu)勢(shì)，幫助指揮救援工作，無(wú)人直升機(jī)在救援中的應(yīng)用，大大拓展了救援的半徑和效率。

5　結(jié)語(yǔ)

綜上所訴，大力發(fā)展無(wú)人機(jī)參加海上救生工作是十分重要的。海上救援工作對(duì)于信息和物資的需求是十分緊迫的，而無(wú)人機(jī)的參與便能夠很好的解決這一問題。未來(lái)無(wú)人機(jī)的發(fā)展應(yīng)該具有更加豐富的功能和綜合的能力，并且能夠配備各種救援設(shè)備。對(duì)無(wú)人機(jī)海上救援工作的深入，促使國(guó)家頒發(fā)相關(guān)的法律規(guī)范，增加無(wú)人機(jī)的遠(yuǎn)距離視頻傳輸?shù)哪芰?，增加無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性減少故障的發(fā)生。能夠更好的實(shí)現(xiàn)海上救援工作快速、有效的進(jìn)行。

［1］陳黎.不可替代的海上搜救航空“利器”［J］.國(guó)防科技工業(yè)，2014，02（06）：44.

［2］翁永斌，姜燦.無(wú)人機(jī)在海上救生中的作用［J］.生命與災(zāi)害，2014，01（04）：30.

［3］陳黎.從馬航370航班搜救行動(dòng)看未來(lái)海上搜救航空器的發(fā)展［J］.現(xiàn)代軍事，2014，05（07）：34.

［4］趙金賽，米偉，白樹祥.無(wú)人機(jī)在海上搜救中的應(yīng)用探索［J］.中國(guó)海事，2014，06（08）：42.

［5］劉大勇，劉佳.國(guó)外海上無(wú)人機(jī)發(fā)展綜述［J］.飛航導(dǎo)彈，2014，09（11）：54.

［6］張峰，佟巍，周立冬，劉愛兵.無(wú)人機(jī)在救援方面的應(yīng)用及發(fā)展［J］.中華災(zāi)害救援醫(yī)學(xué)，2015，09（11）：641.

［7］雷添杰，李長(zhǎng)春，何孝瑩.無(wú)人機(jī)航空遙感系統(tǒng)在災(zāi)害應(yīng)急救援中的應(yīng)用［J］.自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2011，01（01）：178.

［8］金彥斌，高凱，臧曉京，畢世龍.海上無(wú)人機(jī)的發(fā)展［J］.飛航導(dǎo)彈，2011，07（09）：33.

［9］周偉，宋軍，成旭.無(wú)人機(jī)在海事監(jiān)管救助中的應(yīng)用與選型［J］.水運(yùn)管理，2012，11（04）：11.