船用光電跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)在海上救助作業(yè)中的應用

林全坤

摘 要：船用光電跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)廣泛應用于海上搜救、險情監(jiān)控、導航和調(diào)查取證等方面。本文主要闡述船用光電跟蹤系統(tǒng)的性能特點，結(jié)合具體的救助案例，論述了設備在救助作業(yè)中的應用效果和注意事項。

關鍵詞：光電跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)；救助船舶；海上救助作業(yè)；搜尋定位；環(huán)境觀測；風險評估

中圖分類號：U676 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2018）5-0032-02

隨著“21世紀海上絲綢之路”倡議的推進和海洋強國戰(zhàn)略的實施，對海上應急保障工作提出了新的更高的要求。船用光電跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)廣泛應用于特殊環(huán)境下的海上救助之中，發(fā)揮了應有的作用。筆者結(jié)合救助案例介紹船用光電系統(tǒng)的性能特點和在救助作業(yè)中的應用效果。

1 船用光電跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)的組成結(jié)構

船用光電跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)（HEOS-300）是通過安裝在甲板指向器內(nèi)的攝像系統(tǒng)獲取目標的視頻圖像，視頻信號輸出給電視跟蹤處理器中的圖像采集卡，對模擬信號進行數(shù)字化處理，用以計算目標和視場中心的偏離量、另外輸出給硬盤錄像機，達到實時記錄取證。

光電跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)主要由艙外光電指向器、艙內(nèi)控制臺和對外接口裝置等構成（見圖1）。

2 船用光電跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)的功能特點

鏡頭電動變倍、調(diào)焦功能。能捕獲和自動跟蹤目標，采用變焦變距實現(xiàn)了遠距離觀測，能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離的對作業(yè)環(huán)境進行詳細的跟蹤觀測，以便正確全面的進行風險評估。

良好的視軸穩(wěn)定功能。利用陀螺穩(wěn)定能夠有效隔離船舶的搖晃，從而保持光電攝像系統(tǒng)的穩(wěn)定，得到穩(wěn)定清晰的圖像，并保證目標圖像始終在監(jiān)視屏幕上，不易丟失。

可接收本船雷達、GPS、電羅經(jīng)發(fā)送出的串行數(shù)據(jù)。通過串行數(shù)據(jù)可以解算出目標地理位置，疊加在取證圖像上，在錄像中可將事件發(fā)生的日期、事件和地點自動疊錄在一起，實現(xiàn)了圖像信息多因素的集中化。

具有實時記錄視頻圖像和圖片的功能。將多個傳感器收集的圖像信息，經(jīng)數(shù)字化處理、壓縮后儲存在計算機硬盤里。存儲后的圖像信息，可在計算機上回放。

具有聯(lián)網(wǎng)的功能。通過衛(wèi)星通訊，可以和地面進行信息互聯(lián)，為船舶在救助過程中提供了有力的岸基支持，能夠及時獲得相關專家的技術指導。

3 船用光電跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)在救助案例中的應用效果

3.1海面物標搜尋

救助船舶在最短時間內(nèi)搜尋到遇險船舶和人員是救助成功的關鍵。在以往的救助中，搜尋方法主要通過肉眼、望遠鏡、夜視儀、雷達等，受海洋氣象影響較大。運用光電跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)，可以保證搜尋距離，同時受風浪的影響較小，發(fā)現(xiàn)物標后又可以迅速鎖定跟蹤，防止物標再次丟失。

夜晚搜尋，利用熱像儀根據(jù)熱源搜尋物標。熱成像技術是一種被動紅外夜視技術，是利用自然界物體不同部位紅外熱輻射強度的不同來形成圖像，它根據(jù)目標與背景或目標各部分之間的溫差或熱輻射差來發(fā)現(xiàn)目標。紅外熱成像由于不隨周圍光照條件的變化而變化，所以可適用于白天黑夜，以及霧天、陰雨天等惡劣環(huán)境下提供視頻圖像，彌補了夜間視覺受限的缺陷。船用光電跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)配備制冷熱像儀，效果更好。2016年7月22日，“北海救131”輪接到遇險信息，一艘小型無名船舶在欒家口附件海域因能見度不良而迷航，救助船舶到達事發(fā)海域后，因受大霧影響，能見不度不足50米，果斷開啟光電跟蹤系統(tǒng)，運用系統(tǒng)的透霧功能進行海面搜尋，成功搜尋到遇險船舶，救助2名遇險人員。

3.2事故現(xiàn)場周圍環(huán)境的觀測分析

海上情況復雜多變，事故現(xiàn)場存在諸多不確定因素，如果不能對作業(yè)現(xiàn)場進行有效風險分析評估，貿(mào)然接近事故現(xiàn)場往往或發(fā)生次生災害，如翻扣的漁船，其周圍往往有散落的漁網(wǎng)、纜繩、網(wǎng)錨等礙航物，近距離接近極有可能導致救助船舶螺旋槳絞纏風險。再如臨近養(yǎng)殖區(qū)域的救助，其周圍存在大量養(yǎng)殖網(wǎng)箱、養(yǎng)殖底索等礙航物，對救助船舶存在很大安全威脅。諸如此類，光電跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)的變焦變距性能得以充分發(fā)揮，通過變焦變距對事故現(xiàn)場周圍環(huán)境進行遠距離詳細觀測，為做好風險防控提供依據(jù)。

3.3險情監(jiān)控和判別

2017年3月19日，油輪“興龍舟569”輪航行至石島港南約90海里處時發(fā)生爆炸失火事故，船上16人危在旦夕。時值午夜，難船內(nèi)部情況較復雜，且油船在爆炸后極有可能再次發(fā)生爆炸，如果此時貿(mào)然派人前往難船探火，危險性極高?！氨焙＞?12”輪，啟用船舶光電跟蹤設備，利用光電跟蹤系統(tǒng)紅外熱成像功能，在安全距離范圍內(nèi)觀測難船，迅速確定失火部位為貨油卸貨管路，并在持續(xù)觀察中及時發(fā)現(xiàn)了高溫貨油管路斷裂口處的閃燃現(xiàn)象。據(jù)此，“北海救112”輪及時對失火部位和高溫部位采取滅火及降溫措施，由于探測位置精確，難船的火情迅速得到有效控制，第二天用泡沫將火完全撲滅，取得救助成功。

能見度不良時，特別是在夜間利用制冷紅外熱像儀，可在3海里范圍內(nèi)完全漆黑環(huán)境中呈現(xiàn)彩熱或黑白成像并可以清晰顯示出物標輪廓，依據(jù)色彩差異可以輕松辨別夜間物標，此功能在救助過程中非常實用，有極強的可操作性。在救助失火船舶發(fā)生時，可利用紅外成像系統(tǒng)配合激光照明器對船舶失火部位做出大致判斷，有利于制定更加科學合理的救助方案，提高救助效率和成功率。

3.4救助作業(yè)調(diào)查和取證

大風浪救助作業(yè)風險極大。以往救助過程中，要同時做好圖片、視頻等證據(jù)資料收集工作。光電跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)具備此項功能，一是系統(tǒng)接入雷達信號，在雷達上用ARPA標繪物標后，在顯示頁面下方的雷達物標界面即同步顯示，點擊物標，鏡頭自動擺到相應方位，便于查找物標，并能連續(xù)進行跟蹤。二是在對物標實施監(jiān)控的同時，可以根據(jù)使用者的需要保存錄像和圖像資料，系統(tǒng)將自動將資料存儲于主機硬盤中，使用者可隨時調(diào)取，因系統(tǒng)內(nèi)存有限，管理人員要定期將資料導出備份。使用此功能時，圖像子系統(tǒng)開啟后，將在視頻監(jiān)視窗口中顯示出晝光攝像機的數(shù)字視頻，或者顯示紅外熱像儀的模擬視頻，可以是彩色或黑白圖像。在視頻圖像上會疊加一些有用的信息，這些疊加信息不僅出現(xiàn)在軟件界面上，還出現(xiàn)在照片和錄像里，可作為重要的取證依據(jù)。

3.5復雜水域?qū)Ш?/p>

救助船舶趕往救助現(xiàn)場途中，經(jīng)常經(jīng)過養(yǎng)殖區(qū)、船舶密集區(qū)、冬季的冰區(qū)等復雜水域，保障船舶自身航行安全面臨很大挑戰(zhàn)。運用光電跟蹤系統(tǒng)的高倍攝像機和遠紅外功能，可直觀明了地對當前海區(qū)水域情況進行查看。在遠距離下，可以觀測到附近海域礙航物的分布情況，特別是在夜間能見不良情況下，效果更加明顯。本系統(tǒng)還具有透霧功能，能給船舶航行提供切實可行的安全保障。如2018年2月5日，“北海救112”輪在丹東港外開展巡航訓練，受寒潮降溫影響，港外附近海面結(jié)冰，給船舶航行帶來很大困難，特別是在夜間能見度不良情況下，航行風險更大。針對此種情況，救助船舶利用光電跟蹤系統(tǒng)，采取置冷和紅外熱成像，對海面進行照射，分析出冰區(qū)和可航區(qū)域，安全完成救助訓練工作。

光電跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)是先進的海上搜尋救助設備，多次在海上搜尋行動中發(fā)揮重要作用。當今科學日新月異，專業(yè)救助船舶要運用最新科技手段武裝自己，不斷提高海上應急救助能力，為建設海洋大國、海運強國貢獻力量。

參考文獻：

[1]崔曉紅. 船用光電跟蹤監(jiān)視取證設備通訊系統(tǒng)的設計[D]. 華中科技大學， 2006.

[2] 丁軍. 熱成像技術及應用探究[J]. 中國公共安全， 2014（22）：58-60.