簡析無人船技術(shù)在航標(biāo)管理中的應(yīng)用

沈昌明

摘 要：通常航標(biāo)設(shè)置在水中或偏遠(yuǎn)地區(qū)等環(huán)境，因此航標(biāo)管理人員定期出海進(jìn)行航標(biāo)巡檢以及開展故障維修，經(jīng)常會(huì)受到潮水變化、天氣情況等客觀條件的限制，給航標(biāo)管理工作帶來了一定困難。隨著無人船技術(shù)的成熟應(yīng)用，提高了航標(biāo)管理水平，基于此，本文概述了航標(biāo)管理與無人船之間的關(guān)系，簡述了航標(biāo)管理的重要性及無人船的優(yōu)勢特征，對(duì)無人船技術(shù)在航標(biāo)管理中的應(yīng)用進(jìn)行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：航標(biāo)管理；無人船；重要性；優(yōu)勢特征；應(yīng)用

隨著無人船技術(shù)的成熟，利用無人船對(duì)航標(biāo)進(jìn)行抵近勘察，可以多方位、多角度把航標(biāo)的現(xiàn)狀顯示出來。航標(biāo)管理人員可以用無人船來處理一些航標(biāo)應(yīng)急反應(yīng)，提高航標(biāo)應(yīng)急反應(yīng)能力?；诖?，以下就無人船技術(shù)在航標(biāo)管理中的應(yīng)用進(jìn)行了探討分析。

一、航標(biāo)管理與無人船的概述

1、航標(biāo)管理。航標(biāo)指標(biāo)示航道方向、界限與礙航物的標(biāo)志，包括過河標(biāo)、沿岸標(biāo)、導(dǎo)標(biāo)、過渡導(dǎo)標(biāo)、首尾導(dǎo)標(biāo)、側(cè)面標(biāo)、左右通航標(biāo)、示位標(biāo)、泛濫標(biāo)和橋涵標(biāo)等。是幫助引導(dǎo)船舶航行、定位和標(biāo)示礙航物與表示警告的人工標(biāo)志。航標(biāo)管理就是要求航標(biāo)管理部門依照布局科學(xué)、保障航行安全性與便利性的要求，協(xié)調(diào)城市總體規(guī)劃與防洪工作、港口發(fā)展、航行安全、航運(yùn)規(guī)劃等相關(guān)發(fā)展規(guī)劃的需求，根據(jù)航道與港口發(fā)展需要，對(duì)航標(biāo)位置進(jìn)行航運(yùn)規(guī)劃編制，進(jìn)而對(duì)航標(biāo)進(jìn)行位置移動(dòng)或者增設(shè)、撤銷等操作，而針對(duì)航標(biāo)受損問題要進(jìn)行定期養(yǎng)護(hù)。

2、無人船。其是指可以遙控或自主模式在水面上航行，能夠完成一項(xiàng)或多項(xiàng)任務(wù)的小型化、智能化水面平臺(tái)。主要用于執(zhí)行特別危險(xiǎn)、特別枯燥以及其他不適于有人船艇執(zhí)行的任務(wù)。在民用領(lǐng)域，應(yīng)用到水質(zhì)采樣、水質(zhì)監(jiān)測、航道測繪、水底地貌測繪、核輻射檢測、環(huán)衛(wèi)等。國外無人船已在海上巡邏、環(huán)境檢測、航道測繪及軍事領(lǐng)域等方面得到廣泛應(yīng)用。無人船航行范圍受現(xiàn)有技術(shù)的限制，航行范圍容易被遙控技術(shù)限制，航行時(shí)間還受攜帶燃料能力的限制，航行控制也需要純熟的技術(shù)水平，因此需加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)提高無人船航行范圍和能力，才能促使其發(fā)揮更大作用。

二、航標(biāo)管理的重要性及無人船的優(yōu)勢特征分析

1、航標(biāo)管理的重要性分析。航標(biāo)管理就是設(shè)置在水文條件相對(duì)復(fù)雜的港口和船舶運(yùn)行繁雜的水域的一些航運(yùn)標(biāo)志，它們的主要作用是為航運(yùn)中的船舶指明航線情況，以及警示船舶水域中危險(xiǎn)因素如暗礁、沉船的存在，同時(shí)還幫助船舶識(shí)別禁航區(qū)，保障船舶在水域、港口的航運(yùn)安全。在實(shí)際工作中，航標(biāo)存在被水域中交通設(shè)備、海浪、風(fēng)暴等損毀的可能，強(qiáng)化航標(biāo)管理一方面要優(yōu)化航標(biāo)養(yǎng)護(hù)工作，同時(shí)也要根據(jù)水域情況進(jìn)行航標(biāo)的科學(xué)規(guī)劃與配置，使航標(biāo)可以更好地為航運(yùn)服務(wù)。

2、無人船的優(yōu)勢特征分析。主要體現(xiàn)在：（1）作業(yè)更高效、更標(biāo)準(zhǔn)。目前，國內(nèi)成熟無人船船體長度1米—7.5米，速度最高可達(dá)到40節(jié)。采用這樣小船體、高航速、自主航行的無人船，由于其高機(jī)動(dòng)性和高自主性等特點(diǎn)，通?？梢允s常規(guī)船艇的調(diào)度、租用、人員維護(hù)等環(huán)節(jié)，利用精準(zhǔn)的自主導(dǎo)航和船體小速度快的特點(diǎn)，可以在多種作業(yè)環(huán)境中更高效的執(zhí)行任務(wù)。同時(shí)由于作業(yè)過程全受計(jì)算機(jī)控制，可以讓作業(yè)過程嚴(yán)格按設(shè)定執(zhí)行，任務(wù)結(jié)果更準(zhǔn)確、更標(biāo)準(zhǔn)。（2）實(shí)現(xiàn)作業(yè)無人化、智能化。無人船最顯著的特征是航行及任務(wù)的自主化，為其設(shè)定好航行路徑及作業(yè)任務(wù)后，其可自主航行、智能避障和執(zhí)行任務(wù)，不需要或者弱化了人的參與，從而將人從繁重的、強(qiáng)度高的水上任務(wù)中解放出來。（3）航速高、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。當(dāng)前各國研制的無人船，多數(shù)長度在12米以內(nèi)，排水量僅數(shù)噸及數(shù)十噸，吃水深度僅為傳統(tǒng)船艇的幾分之一，航速在30至40節(jié)，最大航速甚至超過40節(jié)，因此能快速駛往傳統(tǒng)船艇無法到達(dá)的特定水域，如淺水區(qū)、狹窄航道等。（4）使用成本低。由于無人船降低了維護(hù)人員的成本，不僅可以大量部署，且其活動(dòng)不受氣候影響，可全天候執(zhí)勤，因此使用成本相對(duì)較低。（5）小巧靈活、隱蔽性好。無人船的外形通常低矮平滑，表面又涂有各種隱身材料，加之體形小巧，可借助海浪、島礁等的掩護(hù)，因此遭毀傷的概率小、生存能力強(qiáng)。（6）航標(biāo)管理中，基本在各個(gè)基層設(shè)置了基層站，對(duì)無人船舶的停靠帶來一定的方便。（7）無人船舶在航標(biāo)密集區(qū)域巡檢，提高了工作效率。（8） 對(duì)漂失航標(biāo)的跟蹤，漂失航標(biāo)在海洋中對(duì)航行船舶有一定的危險(xiǎn)性，無人船舶對(duì)漂失航標(biāo)的跟蹤，對(duì)及時(shí)回收漂失的航標(biāo)具有一定的作用，可以及時(shí)找尋到漂失航標(biāo)，避免漂失航標(biāo)對(duì)航行船舶的影響，避免引起外交糾紛。當(dāng)航標(biāo)飄到爭議海區(qū)，無人船舶可以反饋相關(guān)信息，從而通過相關(guān)通報(bào)機(jī)制，依據(jù)《交通部關(guān)于海區(qū)航標(biāo)動(dòng)態(tài)通報(bào)管理辦法》執(zhí)行。

三、無人船技術(shù)在航標(biāo)管理中的應(yīng)用分析

無人船技術(shù)在航標(biāo)管理中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在： （1）無人船技術(shù)在現(xiàn)場取證中的應(yīng)用分析。目前漁船非法系靠航標(biāo)導(dǎo)致移位和標(biāo)體損毀或者船舶撞壞航標(biāo)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，由于發(fā)生在海面，取證的人力、物力和時(shí)間都消耗極大。航標(biāo)管理人員通過無人船拍攝技術(shù)，可以有針對(duì)性地對(duì)水上航標(biāo)進(jìn)行多角度、高清晰的拍攝，對(duì)航標(biāo)破壞情況進(jìn)行第一手材料取證；也可對(duì)要維修的航標(biāo)進(jìn)行評(píng)估、分析，提前設(shè)計(jì)維修方案和準(zhǔn)備維修工具、器材，可以節(jié)約能源消耗，減少環(huán)境污染，提高工作效率。（2）無人船技術(shù)在參與應(yīng)急反應(yīng)中的應(yīng)用分析。無人船巡檢與傳統(tǒng)船舶作業(yè)方式相比，可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)實(shí)時(shí)待命，而集合船舶需要一定的時(shí)間、人力和物力。正常狀態(tài)下，應(yīng)急起航只需10分鐘的準(zhǔn)備時(shí)間，而船舶備航需要半個(gè)小時(shí)以上的準(zhǔn)備時(shí)間。航標(biāo)管理人員通過無人船參與航標(biāo)應(yīng)急反應(yīng)，一旦發(fā)生突發(fā)緊急情況航標(biāo)偏移、漂失、損毀、熄滅等，無人船可以立即響應(yīng)，確定位置，檢查航標(biāo)狀態(tài)，為恢復(fù)航標(biāo)提供第一手材料，提高應(yīng)急反應(yīng)速度。（3）無人船技術(shù)在海上油污偵查中的應(yīng)用分析。通過無人船大范圍的航行掃測，詳細(xì)觀測到油污實(shí)際覆蓋范圍和漂流海域，進(jìn)而有針對(duì)性的制定全面清污計(jì)劃。（4）無人船技術(shù)在航標(biāo)巡檢中的應(yīng)用分析。目前海上航標(biāo)基本都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了遙測遙控，海上航標(biāo)的燈器及位置、燈光狀態(tài)等的信息已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程測控，但是需要了解海上航標(biāo)的整體目視效果和夜間發(fā)光狀態(tài)還必須依靠傳統(tǒng)的乘船巡檢的方式，此種方式需要人員和船舶等大量資源支撐，成本較高。以一般航道約20座浮標(biāo)的巡檢工作為例，若使用船舶巡檢，則需要海巡船舶1艘、航標(biāo)巡檢人員四名以上，單次作業(yè)時(shí)間需六小時(shí)，僅船舶油耗成本就在10000元以上。可以利用無人船抵近航標(biāo)進(jìn)行巡檢，在辦公室或碼頭上就可以安全地觀察到航標(biāo)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，還可以利用無人船檢查一些位置危險(xiǎn)的航標(biāo)比如孤立危險(xiǎn)物標(biāo)，這樣不但提高了工作效率，還可以減少大型巡檢船舶航行污染、節(jié)約能源和減少人員在危險(xiǎn)水域工作。

結(jié)束語

綜上所述，隨著航運(yùn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和海上活動(dòng)的增加，航海用戶對(duì)航行安全信息的需求越來越高，這給航標(biāo)管理者履行航海安全保障的能力和水平提出了更高的要求。水面無人運(yùn)輸工具、水面無人檢測系統(tǒng)、水面無人作業(yè)平臺(tái)等無人船技術(shù)，在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能的有力推動(dòng)下，具有廣闊的應(yīng)用空間。無人船技術(shù)的應(yīng)用將為航標(biāo)管理者開展航標(biāo)巡檢、應(yīng)急反應(yīng)、海況偵查和節(jié)能減排等工作提供有效的解決方案，從而提高了航標(biāo)管理能力。

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