潛水救撈發(fā)展現(xiàn)狀與展望*
——第四屆國際潛水救撈與海洋工程技術(shù)論壇綜述

陳德山　黃　明▲　嚴新平

(1.武漢理工大學智能交通系統(tǒng)研究中心　武漢 430063；2.武漢理工大學國家水運安全工程技術(shù)研究中心　武漢 430063)

0　引　言

潛水打撈是國家應急保障體系的重要組成部分，也是國家應對海上重特大突發(fā)事件的中堅力量。在“一帶一路”建設(shè)與“海洋強國”“海運強國”等國家戰(zhàn)略的指引下，我國海洋經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，海上交通運輸和海洋資源開發(fā)活動日益活躍，船舶、飛機和人員在海上活動的數(shù)量、密度不斷加大。潛水打撈作為服務于國家海洋強國戰(zhàn)略的重要力量之一，在海洋石油資源開發(fā)、船舶工業(yè)發(fā)展、海洋工程服務、臨港碼頭航道建設(shè)、航海保駕護航、水電大壩維護、應急救助打撈等領(lǐng)域起了重要的作用[1-2]。

我國是海洋大國和航運大國。從水運條件方面看，中國海岸線長達1.8萬多km，海域廣闊，同時還有5 800多條天然河流和900多個大小湖泊，資源十分優(yōu)越；從海洋經(jīng)濟方面看，各種涉海、用海活動呈現(xiàn)持續(xù)增多的趨勢，涉及海洋漁業(yè)、海洋油氣業(yè)、海洋交通運輸業(yè)等多種海洋產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟。根據(jù)《2016年中國海洋經(jīng)濟統(tǒng)計公報》，2016年全國海洋生產(chǎn)總值70 507億元，比2015年增長6.8%，海洋生產(chǎn)總值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的9.5%。2016年全國涉海就業(yè)人員3 624萬人。2017年前三季度海洋經(jīng)濟運行情況。初步估算，前三季度，全國海洋生產(chǎn)總值5.5萬億元，同比增長6.9%，與上半年基本持平。1—8月份，與海上絲綢之路沿線國家海運貿(mào)易總額同比增長12.7%；從水上交通方面看，我國擁有世界第三大的海運船隊運力，占據(jù)全球40%的注冊海員，具有世界海運總量1/3的外貿(mào)海運。我國具備強大的港口生產(chǎn)能力，其中，港口貨物進出口、集裝箱進出口總量已經(jīng)超過10年連續(xù)位列世界第一，我國也連續(xù)成為IMO的A類理事國14次[3]。

近年來，中國救撈在裝備技術(shù)、專業(yè)隊伍和管理體制等多個方面均取得了高速發(fā)展，已經(jīng)成為世界上整體實力最強的專業(yè)救助打撈力量之一。據(jù)統(tǒng)計，自2003年中國救撈新的體制建立以來至2014年10月，救助遇險人員39 430名，救助遇險船舶2 173艘，搶險打撈船舶106艘[4]。近年來，救撈任務依然十分嚴峻，僅2016年1年中就有1 388次搶險救援行動在救助系統(tǒng)執(zhí)行，總計1 949次派遣專業(yè)救撈力量；共1 996人次得到救援(包括192名外籍人員)；有167艘遇險船舶得到救助(含外籍船舶9艘)，獲得約55.2億元的經(jīng)濟價值；成功打撈沉船14艘；成功搜尋打撈罹難者遺體190具[5]。

盡管我國的救撈力量取得了快速發(fā)展，然而相比于其他發(fā)達國家，我國的救撈裝備技術(shù)水平上仍存在一定的差距，救撈裝備力量還不能適應我國迅速發(fā)展的海上經(jīng)濟活動的需求。加強救助打撈體系建設(shè)和裝備技術(shù)研究，是提高救助打撈綜合能力的根本，是國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成?！豆匪方煌ㄖ虚L期科技發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020)》和交通運輸部出臺《關(guān)于加強救助打撈工作的意見》均提出了應急救助和搶險打撈裝備關(guān)鍵技術(shù)研究的發(fā)展要求和規(guī)劃方向，建設(shè)國際一流的現(xiàn)代化專業(yè)救助打撈體系。2017年1月，國務院辦公廳關(guān)于印發(fā)《國家突發(fā)事件應急體系建設(shè)“十三五”規(guī)劃的通知》，指出加強水上應急救助和搶險打撈能力建設(shè)和加快國家海上溢油應急能力建設(shè)的要求。如何從服務國家戰(zhàn)略和行業(yè)發(fā)展需求的全局視角，審視潛水打撈發(fā)展現(xiàn)狀，展望未來發(fā)展趨勢，科學謀劃，具有深遠的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實意義。

第四屆潛水救撈與海洋工程技術(shù)論壇在此背景下召開。筆者首先對論壇的發(fā)展歷程做一個簡要的梳理，通過總結(jié)本次行業(yè)技術(shù)論壇報告內(nèi)容，簡要梳理我國救撈體系力量的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀，并結(jié)合國家發(fā)展戰(zhàn)略，探討了潛水救撈的發(fā)展趨勢，分析了該領(lǐng)域的未來研究方向。

1　論壇概況

中國潛水打撈行業(yè)協(xié)會2017年年會暨第四屆潛水救撈與海洋工程技術(shù)論壇于2017年11月3日—5日在廈門召開。此次會議由中國潛水打撈行業(yè)協(xié)會主辦，并與美國國際潛水承包商協(xié)會和英國國際海事承包商協(xié)會聯(lián)合主辦了裝備展覽會。中國潛水打撈行業(yè)協(xié)會屬國家一級協(xié)會，協(xié)會不以盈利為目的，由全國從事潛水、打撈、救助、水下施工、海洋工程服務等具有從業(yè)資質(zhì)的企事業(yè)單位及相關(guān)醫(yī)學保障、裝備裝具制造、科研、教學培訓等機構(gòu)自主構(gòu)成。目前擁有正式單位會員420余家，其中以企業(yè)會員為主，同時也包括大連海事大學和武漢理工大學等擁有水上交通學科的高等院校的積極參與，旨在助推中國救撈事業(yè)的發(fā)展與交流。

本次論壇和展覽會涵蓋了潛水、打撈、救助、水下作業(yè)，以及海洋工程裝備技術(shù)研究、生產(chǎn)制造和應用等諸多領(lǐng)域。參展單位包括中國交通建設(shè)股份有限公司、交通運輸部救助打撈局、中國船舶工業(yè)集團公司、中國船舶重工集團公司在內(nèi)的60余家單位，分別展示了各自的前沿技術(shù)與裝備。技術(shù)論壇分為高峰論壇、海洋工程分論壇、潛水打撈分論壇和專題論壇4個部分，專家報告數(shù)量多、內(nèi)容前沿且涵蓋面廣，吸引了來自國內(nèi)外的大量專家、學者參會。

2　論壇報告總結(jié)

第四屆潛水救撈與海洋工程技術(shù)論壇報告情況見表1。針對論壇的主要報告內(nèi)容[3]，將其歸納為戰(zhàn)略展望、救撈實例、技術(shù)裝備和法律法規(guī)4個方面進行梳理和總結(jié)。

表1　第四屆潛水救撈與海洋工程技術(shù)論壇報告情況Tab.1　Reports of 4th International Symposium on Underwater Operations and Off-shore Industry

2.1　戰(zhàn)略展望

在戰(zhàn)略展望方面，主要討論了海洋強國戰(zhàn)略為潛水打撈帶來的機遇和挑戰(zhàn)。自黨的十八大以來，“一帶一路”建設(shè)為我國從海運、港口、海洋、造船和漁業(yè)大國走向強國帶來千載難逢的良機。當前，我國海洋事業(yè)蓬勃發(fā)展，已成為發(fā)展中國家里海洋事業(yè)發(fā)展最快的國家。大量的海洋活動帶來了巨大的海洋活動需求，“智慧海洋”正是為了解決巨量海洋信息的整合問題而提出的。所謂“智慧海洋”就是通過信息技術(shù)整合各類信息應用系統(tǒng)，包括軍用信息系統(tǒng)、海上管控信息系統(tǒng)、公共信息平臺和各相關(guān)行業(yè)應用系統(tǒng)等，實現(xiàn)軍事、管控和開發(fā)等各個層面的互通和聯(lián)動，進而形成“三位一體”的格局。智慧海洋是信息化與海洋工業(yè)的深度跨界融合結(jié)，是海洋形態(tài)海洋活動相結(jié)合，是海洋工業(yè)化的深度跨界融合，是對發(fā)展成熟的陸地智慧產(chǎn)業(yè)的資源整合，并將其擴展至海洋領(lǐng)域。中國潛水打撈行業(yè)協(xié)會理事長趙長松指出：近年來受全球市場和國際形勢的影響，航運、海工、石油市場相繼走低，海洋石油市場價格與開發(fā)成本倒掛，船舶訂單量下降，國際海洋開發(fā)熱度降低，與潛水打撈行業(yè)密切相關(guān)的幾大領(lǐng)域均受到不同程度的沖擊，行業(yè)發(fā)展亟須找到新的增長點，積極創(chuàng)新，再創(chuàng)輝煌。海洋強國戰(zhàn)略的提出，特別是基于信息需求構(gòu)建智慧海洋工程的推進，給潛水打撈行業(yè)提供了廣闊的合作舞臺?？萍紕?chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，潛水打撈行業(yè)要想在服務建設(shè)國家強國戰(zhàn)略中有所作為，就需要高度重視科技創(chuàng)新的作用，共同探索行業(yè)需求，凝聚行業(yè)發(fā)展共識，堅持科技創(chuàng)新引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，服務智慧海洋建設(shè)，走一條創(chuàng)建平安海洋、清潔海洋、和諧海洋的行業(yè)發(fā)展之路。中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院體系工程創(chuàng)新中心執(zhí)行主任何中文從“智慧海洋”的體系架構(gòu)、重點任務和發(fā)展影響等方面進行詳細闡述。指出“信息主導”是由海洋大、分、散、變的固有特點決定的。大指的是海洋面積遼闊，空間立體；分指的是海洋分近海、遠海，有領(lǐng)海、專屬經(jīng)濟區(qū)、公海之分，經(jīng)營戰(zhàn)略各異；散指的是船只、飛機等活動主體高度分散，且處于不斷運動之中；變指的是的海洋氣象、海洋主體、海洋活動都是復雜多變的。智慧海洋工程的重點任務在于增強綜合感知能力、提高信息通信能力、強化分析處理能力、拓展智能應用能力、構(gòu)建運維服務體系、壯大技術(shù)裝備體系、健全標準質(zhì)量體系、完善信息安全體系8個方面。此外，他還指出：智慧海洋工程的發(fā)展必將為多項產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域帶來新的市場和機遇，同時將引來更多更廣的應用前景。

2.2　救撈實例

在救撈實例方面，不同的救撈行業(yè)單位展現(xiàn)了具有代表性和影響力的救撈實況及其技術(shù)和經(jīng)驗的總結(jié)。交通運輸部上海打撈局劉雨工程師對“世越號”沉船打撈工程的技術(shù)背景及特點、技術(shù)方案及實施過程進行全面的介紹。“世越號”整體打撈噸位和打撈難度均屬于世界前列的大型綜合打撈工程，為了滿足韓國方面提出的“三不”要求，即不使船舶沉沒姿態(tài)受到改變、不使船體結(jié)構(gòu)受到破壞、船舶內(nèi)遺體不得流失，最大程度的保護遇難者遺骸，進行事故原因調(diào)查，不能采用沉船扳正后在起吊出水這一常規(guī)整體打撈方式，而是開創(chuàng)性地提出并成功應用了“鋼梁托底+全面封網(wǎng)”的整體抬吊打撈方案。打撈方案大體上可以劃分為4個步驟：沉船預調(diào)查及抽油任務、船艏抬吊及托底鋼梁安裝、雙駁船抬吊及起浮、滾裝上岸。工程中的技術(shù)難度極大，期間開發(fā)并應用了多項新技術(shù)和新工藝，主要包括：采用有針對性的吸頭進行抽油作業(yè)、安裝防流失安全圍網(wǎng)、使用內(nèi)置助浮打撈氣囊、外置橡膠浮筒、架設(shè)托底鋼梁、選取水下開溝犁、使用帶升沉補償裝置的液壓系統(tǒng)、應用SPMT方法將船舶整體滾卸上岸等。“世越號”沉船打撈工程歷時600多d，參與打撈任務的船舶超過3 400艘，參與作業(yè)人員共計2 170人，成功作業(yè)6 000余次，水下作業(yè)總時間近13 000 h，是一項截至目前為止由上海打撈局執(zhí)行的最困難、歷時最久、耗費最大、參與的船舶設(shè)備最多、人力資源消耗最大的一次作業(yè)。此次任務的圓滿完成，證明了我國在打撈水平上的國際競爭力，展現(xiàn)了我國救撈形象和國家實力。正力海洋工程公司陳瑞喜總經(jīng)理介紹了“港泰臺州”救援實況。原本停泊在廈門海域的4萬多t的大型集裝箱船“港泰臺州”輪受17級超強臺風“莫蘭蒂”及天文大潮影響被“吹”至金門，擱淺于金門古崗外海海域的礁群上，船體受到浪潮的沖擊劇烈搖晃，使船底不停與礁石碰撞，導致船舶受損，船體多處破裂；猛烈的撞擊使得二層底板全部損壞，導致海水涌入機艙及部分貨艙，船體隨時面臨斷裂及機艙油污大面積擴散的威脅?！罢９ぁ边B續(xù)開展了30多個晝夜的艱苦奮戰(zhàn)，總計動用1艘大型浮吊船、3艘工程船和3艘拖船。最終“港泰臺州”輪在2 200 t級大吊船的協(xié)助下，趁著大潮終于成功脫離擱淺的礁巖區(qū)，移往約13 m深的安全水域。滿洋公司總工程師梁興高以“鴻源02”輪救援為例，探討了集裝箱船的應急救援的關(guān)鍵因素。2016年12月15日23:00左右，寧波籍集裝箱船“鴻源02”輪觸礁，導致船體破損進水，面臨集裝箱落水和船體完全沉沒的危險。總結(jié)的關(guān)鍵因素包括：應急搶險過程中響應速度快，采取措施及時有效，控制了事故現(xiàn)場態(tài)勢；資源整合有效，現(xiàn)場管理有序，作業(yè)過程中調(diào)配了21艘船舶，使用了潛水設(shè)備、應急發(fā)動機組、水泵等大量設(shè)備物資，出動各類專業(yè)人員共計13 508人次；施救方案科學合理，通過克服各種難題，最終將遇險船上的660個集裝箱全部卸載，并采取對貨倉排水和艉部左右兩舷拋錨固定等系列措施有效的保全了機艙，排除了沉沒風險；強有力的配套力量，搶險中除設(shè)立了指揮部，還配有潛水組、清污組、裝卸組等多方力量密切配合，最終有效避免了油污泄露，高效、及時地完成了救助。

2.3　技術(shù)裝備

在技術(shù)裝備方面，天津水運工程勘察院楊鯤副院長介紹了“世越號”打撈過程中的綜合勘探技術(shù)。他指出打撈工程的各個階段都離不開有效全面的感知與觀測，主要包括水下高精度三維重構(gòu)系統(tǒng)、沉船姿態(tài)檢測集成系統(tǒng)、導航定位網(wǎng)絡(luò)及遙控指揮系統(tǒng)、實時打撈導航定位三維可視系統(tǒng)、多要素海洋環(huán)境及導航定位綜合系統(tǒng)。為獲取“世越號”在水下的高精度幾何形和沉船狀姿態(tài)，采用了融合多源傳感器多次測量的方式，完成水下沉船的高精度三維重構(gòu)。在船艏起吊和整體抬吊過程中，通過傾斜儀、光纖羅經(jīng)、超短基線、DGPS等多種技術(shù)手段，實現(xiàn)了對沉船和鋼梁的位置及姿態(tài)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控，并將船舶姿態(tài)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)通過仿真可視化的手段實時顯示在監(jiān)控器上，為方便作業(yè)人員對起吊作業(yè)進行有效及時的控制和調(diào)整發(fā)揮了重要作用。天津深之藍海洋設(shè)備科技有限公司技術(shù)支持部經(jīng)理朱程介紹了白鯊MAX、白鯊MIN等多個國產(chǎn)水下機器人，以及它們在水下搜尋中的應用，包括潘家口水庫搜尋遇難潛水員的工作等。中國交通建設(shè)股份有限公司港航疏浚事業(yè)部副總經(jīng)濟師景奉韜指出：氣候變暖是導致海島極端氣候增多的首要因素，全球氣溫上升導致冰川融化，淡水的注入改變海洋循環(huán)系統(tǒng)的平衡，進而使強降水、風暴、雷電、干旱、冰雪等極端天氣氣候事件發(fā)生的頻率和強度都有所增強。從基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、災害預警和災害緊急救援3個方面介紹了海島災害的應對措施。應對海島災害基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)包括海島防波堤建設(shè)、海島護岸建設(shè)、吹填造陸工程、蓄淡避咸工程、海水淡化工程、防洪排澇工程、沿岸防護林體系建設(shè)與防雷工程；災害預警包括氣象預警、防災監(jiān)測系統(tǒng)、防災教育和演練；災害緊急救援包括構(gòu)建放在救援隊和移動式救援平臺、災害醫(yī)療防御和緊急預案編制。美國打撈協(xié)會副主席介紹了水下非浮油的探測和回收的主要流程和業(yè)務。此外展會上也帶來多項新的技術(shù)和裝備，包括：中國海洋工程有限公司的分體式空化磨料水射流冷切割裝置，其優(yōu)點在于作業(yè)過程中無明顯溫度變化，無火花、明火、靜電產(chǎn)生，提高了一些特定危險領(lǐng)域的和環(huán)境的作業(yè)安全；充氣式橡膠打撈浮筒，相比于鋼質(zhì)浮筒，其優(yōu)點在重量輕、占用體積小，運輸移動方便，維護費用低等優(yōu)點。

2.4　法律法規(guī)

在法律法規(guī)方面，隨著時代的進步和社會的發(fā)展，行業(yè)對救助打撈相關(guān)的法律法規(guī)問題進行相關(guān)的了解和探究的需求越來越強，制定和完善一部能夠準確、科學和規(guī)范調(diào)整我國打撈行業(yè)的法規(guī)，是我國經(jīng)濟建設(shè)的需要，也是我國法制建設(shè)的需要。本屆論壇專門邀請了中國社會科學院國際法研究所張文廣副研究員做了“救撈法律框架與典型案例評析”的報告，受到許多參會人員，特別是救撈企業(yè)單位的青睞。報告中講解了目前救助打撈相關(guān)的法律框架，包括：國際公約、法律、行政法規(guī)、司法解釋。相關(guān)的國際公約有1979年《國際海上搜尋和救助公約》、1989年《國際救助公約》和2007年《內(nèi)羅畢國際船舶殘骸清除公約》(僅適用于專屬經(jīng)濟區(qū)的殘骸清除，而不適用于內(nèi)水或領(lǐng)海的殘骸清除，但殘骸既包括船舶，也包括船載貨物和船上其他物品)。適用的法律有《海商法》《海上交通安全法》和《海洋環(huán)境保護法》。行政法規(guī)主要有關(guān)于《外商參與打撈中國沿海水域沉船沉物管理辦法(2016)》《內(nèi)河交通安全管理條例(2017)》《防治船舶污染海洋環(huán)境管理條例(2017)》。司法解釋依據(jù)關(guān)于審理船舶碰撞和觸碰案件財產(chǎn)損害賠償?shù)囊?guī)定、關(guān)于審理船舶碰撞糾紛案件若干問題的規(guī)定、關(guān)于審理海事賠償責任限制相關(guān)糾紛案件的若干規(guī)定、關(guān)于審理船舶油污損害賠償糾紛案件若干問題的規(guī)定。報告以“加百利”案為典型案例，進行了詳細的介紹和評析，指出雖然雇傭救助屬于海難救助合同的一種；《救助公約》和《海商法》所規(guī)定的“無效果無報酬”救助合同與雇傭救助合同在性質(zhì)上并不等同；只要不違反強制性法律規(guī)范，就優(yōu)先適用雇傭救助合同中約定的條例，這是合同自由原則和海難救助自愿原則的體現(xiàn)。此外，報告還指出，社會各界已經(jīng)達成有必要修訂《海商法》的共識，建立完善的涉海法律體系的需求已經(jīng)十分迫切。中國不僅要吸收和借鑒國際上先進做法，還要包納進自己的實踐經(jīng)驗，最終呈現(xiàn)能被世界所認可的“中國經(jīng)驗”“中國規(guī)則”。

3　我國救撈力量發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

新中國成立后救撈發(fā)展歷程可以分為3個階段[4]。第一階段(1951年8月24日—1973年10月9日)為起步建設(shè)階段。該階段歷經(jīng)22載，1951年8月24日經(jīng)國務院批準，中國人民打撈公司在上海成立，這是一個全國性的打撈公司。起步建設(shè)階段結(jié)束于1973年10月9日前夜，希臘籍貨船“波羅的?？肆蟹颉碧栐诟＝ㄑ睾Ｓ鲭U。1953年中國人民打撈公司更名為交通部航務工程總局打撈公司，后于1956年1月和10月先后確立為交通部航務工程總局打撈工程局、上海打撈工程局。當時設(shè)備、人力資源極度匱乏，即使在這種條件下，上海打撈局完成了許多任務。1963年，上海打撈工程局更名為上海海難救助打撈局。

第二階段(1973年10月—2003年6月28日)為發(fā)展鞏固階段。該階段共計近30個年頭，始于起步建設(shè)階段結(jié)束的標志性事件——“波羅的?？肆蟹颉碧栍鲭U事件，結(jié)束于2003年6月28日交通救撈體制改革。1973年底，全國海上安全指揮部在國務院、中央軍委的批準下成立。從此海上的防臺風、防污染、防破凍冰及海難救助工作(“三防一助”)由全國海上安全指揮部指揮和監(jiān)督。1974年，廣州、煙臺海難救助打撈局由交通部籌建，業(yè)務工作歸屬交通部。1978年，交通部海難救助打撈局成立。作為全國專業(yè)救撈業(yè)務管理機構(gòu)，交通部海難救助打撈局下設(shè)煙臺、上海、廣州救撈局，集中式的結(jié)構(gòu)使全國救撈力量得到統(tǒng)一，便于救撈資源的高效利用，救撈網(wǎng)絡(luò)孕育而生，范圍包含全國沿海水域。其后，“保證救助、廣開門路、多種經(jīng)營”的12字工作方針由交通部黨組于1982年提出。“保證救助”是救撈系統(tǒng)的核心任務。自此，專業(yè)救助隊伍不斷壯大，救援裝備更加先進，救援系統(tǒng)建設(shè)不斷加強，從秦皇島到三亞共設(shè)立17個救助站點。

第三階段(2003年6月28日至今)為快速發(fā)展階段。該階段在我國救撈力量發(fā)展歷程中舉足輕重。2003年6月28日，經(jīng)國務院批準的救撈體制改革工作在救撈系統(tǒng)中成功開展。救助、打撈的分開管理成功實現(xiàn)，救助與打撈的事業(yè)單位性質(zhì)得以確定，救撈系統(tǒng)統(tǒng)一領(lǐng)導、垂直領(lǐng)導的管理方式愈加明晰，見圖1。中國救撈形成了3個“三位一體”的特色模式，隊伍建制中救助隊伍、打撈隊伍、飛行隊伍三位一體；崗位職責集人命救助、環(huán)境救助、財產(chǎn)救助三位一體；綜合功能集空中立體救助、水面快速反應、水下潛水打撈三位一體。該模式具有鮮明的中國特色，在國際海上應急救援領(lǐng)域中獨樹一幟。我國海上專業(yè)救撈力量部署圖見圖2。

圖1　救撈系統(tǒng)機構(gòu)設(shè)置Fig.1　Institutions of salvage system

圖2　我國海上專業(yè)救撈力量部署圖Fig.2　Maritime professional salvage force deployment diagram in China

自中國救撈新的體制建立以來，正在不斷加強救撈專業(yè)人才、裝備、技術(shù)建設(shè)，不斷提升救撈綜合實力和運行效率，已經(jīng)在人命救助、環(huán)境救助、財產(chǎn)救助多個方面發(fā)揮越來越重要的作用，并圓滿完成了很多特殊任務。

4　發(fā)展趨勢與研究展望

建設(shè)高水平的國家專業(yè)救助打撈能力是國家戰(zhàn)略需求,“十三五”時期是救撈系統(tǒng)深入貫徹落實“五大發(fā)展理念”的關(guān)鍵期，也是加快發(fā)展步伐、再上新臺階的機遇期。全國交通運輸工作會議強調(diào)，“著力推進智慧綠色平安交通建設(shè)，強化海上溢油、水上搜救打撈等重點領(lǐng)域應急能力建設(shè)”，“提高溢油應急處置、救助打撈和深海遠洋搜救與航海保障能力”。救撈系統(tǒng)要以國際視野、全局高度和戰(zhàn)略思維來統(tǒng)籌謀劃，努力完成“十三五”建設(shè)任務、實現(xiàn)“十三五”發(fā)展目標。重點任務是：到2020年，在我國管轄海域基本建立全方位覆蓋、高海況運行、配置科學、反應迅速、處置高效的國際一流現(xiàn)代化救助打撈體系，具備快速高效應對群體性人命遇險、大規(guī)模溢油和危化品污染、大噸位沉船等重特大突發(fā)事件能力，具備深海遠洋救助打撈能力，具備參與國際海上重特大突發(fā)事件處置能力。為對接國家戰(zhàn)略，順應新的發(fā)展形勢和需求，大噸位打撈船舶設(shè)計及其裝備智能集成、水下高精度探測、大深度潛水、水下潛航器、仿真演練與輔助決策、水下作業(yè)工具與信息化技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)與裝備勢必迎來新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機遇。

4.1　大噸位打撈船舶設(shè)計與裝備智能集成

船舶不斷大型化發(fā)展，“一船沉沒、全港癱瘓”的風險越來越大，向我國大噸位沉船打撈能力提出了嚴峻挑戰(zhàn)。打撈工程船是沉船打撈工程施工平臺，主要包括浮吊船、潛水支持母船、半潛駁船等，浮吊船是其中最主要的船型[7]。當前，我國海上最大的打撈起重工程船是40 000 kN吊力全回轉(zhuǎn)浮吊船“華天龍”號，見圖3，以長江為代表的內(nèi)河上最大的專業(yè)應急搶險起重船是10 000 kN“長天龍”號,見圖4。

圖3　“華天龍”號Fig.3　“Hua Tian Long”

圖4　“長天龍”號Fig.4　“Chang Tian Long”

面向海上和內(nèi)河的大噸位打撈及水上工程作業(yè)的需求，浮吊船的主要發(fā)展趨勢包括有：①浮吊船不斷向大型化方向發(fā)展，并具有起重能力強，吊高大的特點[8-9]；②作業(yè)范圍不斷加大，如在海上具有抗風浪能力強，適應惡劣海況等特點，而在內(nèi)陸河上，船舶總體設(shè)計還將受到如水深、船閘、橋梁等通航條件的約束；③新的動力裝置，如無軸推進技術(shù)、電力推動技術(shù)等，促進打撈船更加安全、環(huán)保、節(jié)能；④裝備集成智能化，如作業(yè)裝備的信息化集成管理與接口技術(shù)、裝備運行狀態(tài)智能監(jiān)控技術(shù)等。

4.2　水下高精度探測

水下目標的探測定位、狀態(tài)觀察鎖定工作是一切水下救助打撈工作的基礎(chǔ)[10-11]。水下環(huán)境是一個相比陸地環(huán)境包括空間環(huán)境更為復雜的世界，其基本的水下能見度、電磁衰減、水流、壓差4個要素就決定了水下工作的難度[12-15]，而水下目標的探測完全被前2個要素所限制，從救撈角度講作業(yè)的成敗，效率、效果的好壞，很大程度上取決于目標的探測和水下觀察。水下全面高精度感知貫穿整個水下救撈過程。事前預調(diào)查主要包括救撈水域掃測、水下地質(zhì)狀況、水文條件、沉船姿態(tài)、船體內(nèi)外破損狀況等。事中監(jiān)測主要包括水流、水位等水下作業(yè)要素的感知與預測，起吊過程中關(guān)鍵目標的位置姿態(tài)及其他關(guān)鍵數(shù)據(jù)的高精度實時監(jiān)控等。此外，打撈結(jié)束以后，通常還需要對相關(guān)水域作復查。面向復雜動態(tài)的水下環(huán)境全面、高精度探測需求，主要的發(fā)展方向包括有：基于多平臺多傳感器融合的水下高精度三維重構(gòu)；高精度水下定位技術(shù)；水下綜合觀測智能化集成平臺等。

4.3　大深度飽和潛水

隨著潛水深度的加深、水下作業(yè)時間的延長，潛水員在水中的作業(yè)效率會不斷降低[16-17]。因此，為了提高潛水作業(yè)效率，完成水下復雜的作業(yè)任務，將采取飽和潛水技術(shù)。雖然國際上在20世紀50年代開始飽和潛水技術(shù)研究，我國到70年代才開始進行，時間雖然比較短，但是進展迅速。通過30余年的努力，在我國軍隊和地方潛水單位，建立了系列飽和潛水設(shè)備，包括實驗室模擬飽和潛水設(shè)備、船用飽和潛水設(shè)備及其相關(guān)的配套器材(見圖5)，保障了飽和潛水的研究、訓練和作業(yè)。飽和潛水為大深度潛水作業(yè)的主要方式，未來主要的發(fā)展趨勢包括有：建設(shè)模塊化飽和潛水設(shè)備，可以在多種平臺上安裝使用，提高設(shè)備的機動性和靈活性，進而提高設(shè)備的利用效率和降低設(shè)備維護費用；加強飽和潛水技術(shù)培訓，培養(yǎng)與設(shè)備匹配的飽和潛水潛水員、設(shè)備保障人員和醫(yī)學保障人員；加強對無創(chuàng)性高壓環(huán)境下監(jiān)護手段的探索，保障對潛水員的監(jiān)護主要是生命體征檢測，以提高飽和潛水的安全性等。

圖5　交通運輸部救助打撈局300 m飽和潛水裝備Fig.5　300 m saturation diving equipment in China 　　　　Rescue and Salvage of Ministry of Transport of the Prople′s Republic of China

4.4　水下潛航器

超大深度潛水打撈技術(shù)與裝備是打撈領(lǐng)域發(fā)展的重點方向之一。水下潛航器作為超大深度水下救撈的重要裝備，近年來得到廣泛的關(guān)注和快速的發(fā)展。水下潛航器根據(jù)是否載人，分為載人潛航器和無人潛航器兩大類。由于救生鐘無自航能力及作業(yè)能力，在這里不作為水下潛航器的類別。載人潛航器通常由潛航員觀察外部環(huán)境，做出航行和作業(yè)決策，有利于處理各種復雜問題，但是存在人命安全問題。無人航行器(又名水下機器人)根據(jù)有無纜線連接被分為有纜、無纜兩類。有纜水下機器人，或遙控水下機器人(remotely operated vehicle,ROV)通常需要連接纜線，由母船提供動力并有操作人員遠程操控。由于人員的參與，可以完成部分水下復雜任務，但是纜線的存在限制了作業(yè)的范圍和工作的效率。無纜水下機器人，或自治水下機器人(autonomous underwater vehicle,AUV)，借助自主的感知、控制和決策系統(tǒng)，完成人們賦予的工作任務[18-20]。

盡管我國在水下潛航器方面的研究相比于發(fā)達國家起步較晚，但近年來取得了迅速的發(fā)展，體現(xiàn)在諸如蛟龍?zhí)栞d人潛水器等水下潛航器上?！膀札?zhí)枴本哂虚_創(chuàng)性，以勘探、海底作業(yè)為目的，由中國自主設(shè)計、自主集成研制，長、寬、高分別為8.2 m，3.0 m與3.4 m，空重不超過22 t，最大荷載為240 kg，最大速度為25 kn，巡航速度為1 kn，當前最大下潛深度7 062.68 m，最大工作設(shè)計深度為7 000 m，也是目前世界上下潛能力最深的作業(yè)型載人潛水器,見圖6?！昂ｑR號”無人遙控潛水器系統(tǒng)實現(xiàn)了從無到有的突破，下潛深度最大、國產(chǎn)化率達到90%，見圖7?！昂ｑR號”的關(guān)鍵核心技術(shù)由我國自主研發(fā)，打破了國外技術(shù)的壟斷。經(jīng)過近6年的研發(fā)攻關(guān)，研發(fā)團隊突破了本體結(jié)構(gòu)、浮力材料、大深度水下液壓動力源和推進、作業(yè)機械手和工具、觀通導航、長距離信息傳輸、控制軟硬件、升沉補償裝置等關(guān)鍵技術(shù)，先后完成總裝聯(lián)調(diào)、水池試驗和海上摸底試驗等工作，并針對試驗中暴露出的問題和故障進行技術(shù)改進。

圖6　“蛟龍?zhí)枴彼螺d人潛航器Fig.6　“Jiaolong” underwater manned underwater vehicle

圖7　“海馬號”ROVFig.7　“Haima” ROV

水下潛航器是覆蓋范圍廣、學科交叉融合緊密的復雜系統(tǒng)，它的研發(fā)涉及流體、結(jié)構(gòu)、材料、生命支持、液壓、水聲、光學、通信、計算機控制等多門學科。由于水上作業(yè)環(huán)境充滿了未知和挑戰(zhàn)，風、浪、流、深水、壓力等因素嚴重干擾了水下潛航器的運動和控制，且水下通信和導航也存在很多困難的因素制約[21]，因此面向水下救撈任務的水下潛航器仍存在許多挑戰(zhàn)，主要包括有：①全方位抗流能力。由于救撈現(xiàn)場的水下環(huán)境復雜，通常存在急流、紊流的干擾，有效的抗流能力是保障水下探測、輔助作業(yè)等救撈任務的首要條件；②水下長續(xù)航能力。盡管近年來，電池技術(shù)的發(fā)展，水下機器人續(xù)航能力有了很大的提升，但離人們的需求仍然有一定差距，開發(fā)高效率、高密度的能源是一項重要課題。此外，優(yōu)化潛航器的推進系統(tǒng)也是提高續(xù)航能力的一個重要方面；③水下目標探測與識別。由于水下環(huán)境的復雜性，對水下目標的探測和識別應用也造成了很大的限制，可用觀測手段也相當有限。目前，聲學探測仍然是水下探測的主要手段，但是相比于光學圖像，聲吶圖像的分辨率相對較低，且噪聲水平較高，水下目標辨識的自動化水平和可靠性仍有待進一步突破；④水下通訊與導航技術(shù)。水下通信主要分為水聲通信和光電通訊。目前主要依賴于水聲通訊，但是水聲的傳播速度和能量衰減限制了通訊的及時性、全時行和作業(yè)距離[22]。水下導航方面，傳統(tǒng)的導航技術(shù)包括推算導航、慣性導航、多普勒聲吶導航和組合導航等。其優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單且易于實現(xiàn)，但是存在導航誤差隨時間不斷積累的問題。新的導航技術(shù)包括水下地形地貌匹配導航、重力磁力匹配導航等，但是通常需要事先的相關(guān)測量數(shù)據(jù)。發(fā)展可靠性高、集成性好的智能導航系統(tǒng)仍是未來的發(fā)展方向之一。

4.5　仿真演練與輔助決策

救助打撈作業(yè)的復雜性特點決定了專業(yè)的救助船員和潛水員必須具備精湛的技術(shù)，搶險作業(yè)技術(shù)水平要求高于普通船員，身臨其境的水上救助打撈實踐無疑是有效的途徑，但水上事故本身的災難性也決定了它的不可再現(xiàn)性。救助打撈訓練仿真技術(shù)對救助船員、潛水員進行仿真模擬訓練具有重要的意義。仿真訓練具有針對性和反復性，需要根據(jù)特定情況進行大量重復的訓練。例如，根據(jù)不同的海況(如大風、大浪、光線不充足、能見度低等條件)，有針對性地進行操船訓練、渾濁水域的水下作業(yè)等。在船員、潛水員勤加練習的過程中，系統(tǒng)需要盡可能地根據(jù)實際情況完整記錄受訓人員操作的細節(jié)，訓練課程之后對采集數(shù)據(jù)進行分析總結(jié)，通過對比歷史數(shù)據(jù)，反思每一次訓練的進步與不足，以獲得寶貴的經(jīng)驗，提升學習效率[23-25]。仿真訓練軟件開發(fā)及操縱模擬器的研制包括有模擬訓練風浪池、駕駛臺、機艙、電臺、潛水池、減壓艙及各種水底作業(yè)場景、打撈過程的應力計算等。

目前，在水路交通領(lǐng)域中船舶操縱模擬器和輪機模擬器相對成熟，已廣泛應用于船員的培訓。而用于救撈模擬與輔助決策的相關(guān)仿真技術(shù)與系統(tǒng)尚處于發(fā)展之中。武漢理工大學研發(fā)了一套海事系統(tǒng)仿真演練測試評估平臺(見圖8)，包括海事應急指揮模擬子系統(tǒng)、船舶交通模擬子系統(tǒng)、驗證評估子系統(tǒng)，可用于復雜現(xiàn)場救援訓練研究、應急互動處置和演練過程研究、救援策略驗證評估研究等。

圖8　海事系統(tǒng)仿真演練測試評估平臺Fig.8　Evaluation platform for maritime system simulation and training

面向水上救助打撈仿真的特點，需要突破的關(guān)鍵技術(shù)包括有：特定場景的三維環(huán)境生成與實時演化技術(shù)、救撈作業(yè)復雜物理模型的構(gòu)建與高性能計算、軟硬件及人員在環(huán)測試、安全管理與應急決策模型、多任務多角色協(xié)同仿真技術(shù)、大規(guī)模多尺度融合仿真技術(shù)等。

4.6　水下作業(yè)裝備及信息化技術(shù)

水下作業(yè)裝備的研發(fā)對打撈工程的作業(yè)效率、安全性等方面具有重要的意義[26-27]，主要包括有水下自動穿千斤、背浮式打撈、水下抽油、水下焊接、水下切割等水下作業(yè)工具及相關(guān)技術(shù)。近年來，相關(guān)的技術(shù)和裝備都在迅速發(fā)展，如拉力千斤頂?shù)耐茝V應用，高壓射流的低溫、遠程開孔技術(shù)等。

信息化的建設(shè)也將有效提高救撈的效率和安全性[28-29]。如救助船舶和大型打撈工程船的信息化集成，實現(xiàn)救助現(xiàn)場風向、風速、氣溫、船舶航速、航向自動檢測以及現(xiàn)場圖像信息的采集、傳輸和處理，通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)與陸地信息網(wǎng)絡(luò)的互連、信息交換等；救助信息管理、船舶指揮調(diào)度管理、辦公自動化、視頻會議系統(tǒng)、安全監(jiān)督管理、基本建設(shè)管理、物資管理等應用系統(tǒng)的建設(shè)。

5　結(jié)束語

潛水救撈力量體系的建設(shè)廣闊的覆蓋范圍和豐富的內(nèi)容決定了系統(tǒng)工程建設(shè)的長期性。伴隨著時間的推移，其影響力會不斷擴大，效益也將不斷增加。國家“一帶一路”戰(zhàn)略的建設(shè)和“海洋強國”戰(zhàn)略的提出，為潛水打撈行業(yè)體系帶來了重大的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。潛水救撈與海洋工程技術(shù)論壇的開展成為產(chǎn)業(yè)的深度跨界融合、資源整合和產(chǎn)學研用的紐帶，分析了國內(nèi)外救助打撈的發(fā)展現(xiàn)狀、關(guān)鍵技術(shù)問題，展示了科研成果及救助打撈裝備。從該論壇主題報告的總結(jié)分析中可以得出，我國救助打撈體系頂層設(shè)計更加明晰具體，救撈方案和經(jīng)驗不斷積累和創(chuàng)新，救撈技術(shù)與裝備不斷快速發(fā)展，相關(guān)法律將不斷完善和健全，有力推動了我國救助打撈力量的快速提升。大噸位打撈船舶設(shè)計與裝備智能集成、水下高精度探測、大深度飽和潛水、水下潛航器、仿真演練與輔助決策等關(guān)鍵技術(shù)的突破與裝備的改進研發(fā)，將為我國救助打撈事業(yè)注入新的動力。

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