無人機(jī)在航標(biāo)巡檢中的應(yīng)用和展望

蘇建

摘 要：近年來，船舶的航行安全問題越來越成為了重要問題。由于船舶在海上航行時會需要有良好的助航效能才能為傳播的安全行使提供保障，而航標(biāo)巡檢是能否發(fā)揮良好助航效能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前無人設(shè)備在航標(biāo)巡檢中實現(xiàn)了一定的應(yīng)用?；诖?，本文主要探討無人設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀以及未來展望，以期推動航標(biāo)巡檢工作的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);航標(biāo)巡檢;應(yīng)用;展望

中圖分類號：U697? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）10-0041-02

航運(yùn)經(jīng)濟(jì)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，為了進(jìn)一步提高航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展，我國航海船舶也在逐漸實現(xiàn)智能化的發(fā)展，尤其是在航標(biāo)配布方面，進(jìn)一步實現(xiàn)了智能化，極大地提高了航標(biāo)管理的水平和質(zhì)量。

1 航標(biāo)巡檢的定義及現(xiàn)狀

1.1 航標(biāo)巡檢定義

航標(biāo)巡檢，是在航海中對航標(biāo)進(jìn)行檢查的一種工作。由于海航航行具有很大的不確定性，航標(biāo)巡檢的使用可以對航標(biāo)進(jìn)行全面以及精細(xì)的檢查，并有針對性地提出預(yù)防故障的措施，確保航標(biāo)工作正常，這是航標(biāo)管理工作地重要組成部分。

1.2 航標(biāo)巡檢現(xiàn)狀

在我國，當(dāng)前寧波航標(biāo)處的航標(biāo)巡檢使用遙控遙測巡檢、現(xiàn)場巡檢及夜航巡檢三種方式。在巡檢時一般作用于記錄航標(biāo)位置、擦拭透鏡和太陽能電池板、測量電路工作電壓和電流、校對燈質(zhì)、查看錨鏈磨損情況、檢查主體結(jié)構(gòu)（標(biāo)身、標(biāo)頂）是否完整、標(biāo)身涂色和標(biāo)號是否鮮明等。這一系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)基本實現(xiàn)了南方海域的航標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)。但是，這一系統(tǒng)對于航標(biāo)的遙控遙測控制系統(tǒng)還不完善，當(dāng)航行至偏遠(yuǎn)海域時仍舊需要人工的幫助，覆蓋范圍還有待進(jìn)一步擴(kuò)大。

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，無人機(jī)開始逐漸應(yīng)用于這一領(lǐng)域，有效解決了傳統(tǒng)技術(shù)遇到的難題。

2 無人機(jī)航標(biāo)巡檢應(yīng)用

顧名思義，無人機(jī)就是無人駕駛飛行器的監(jiān)測系統(tǒng)，這一系統(tǒng)在應(yīng)用中以無人駕駛平臺為依托，在使用中利用具有高分辨率的遙感設(shè)備為飛行載體，以獲取低空高分辨率遙感數(shù)據(jù)為應(yīng)用目標(biāo)，可以快速準(zhǔn)確地實現(xiàn)信息技術(shù)的傳播，并提高對船舶日常管理的效率。就當(dāng)前應(yīng)用范圍較廣的“S-100”型無人直升機(jī)來說，這一直升機(jī)在應(yīng)用中可以自行起飛，實現(xiàn)對航點(diǎn)的導(dǎo)航并自主進(jìn)行降落，并且這一直升機(jī)還可以在飛行中根據(jù)環(huán)境的狀態(tài)判斷任務(wù)的執(zhí)行以及返回等特點(diǎn)。在應(yīng)用之前，無人機(jī)會首先由工作人員進(jìn)行調(diào)試，并對非常的路程以及任務(wù)做出規(guī)劃，在調(diào)試完成后按照要求飛往各個航標(biāo)點(diǎn)，在航標(biāo)點(diǎn)附近，無人機(jī)會在人工操作的前提下進(jìn)行懸停，并對航標(biāo)進(jìn)行拍攝，在拍攝結(jié)束后將拍攝畫面?zhèn)骰氐娇刂普?。這是無人機(jī)在工作中的整體情況。

2.1航標(biāo)維護(hù)管理方面

航標(biāo)維護(hù)管理是無人機(jī)應(yīng)用的主要方面，只有做好海上的航標(biāo)維護(hù)管理才能確保船舶的準(zhǔn)確、安全航行。傳統(tǒng)的航標(biāo)維護(hù)管理存在一定的風(fēng)險，因為其主要利用航標(biāo)船定期海上巡檢，受到海上自然災(zāi)害以及天氣的影響，不僅成本高，而且巡航的效果不夠精確。而無人機(jī)的使用，使得航標(biāo)維護(hù)的手段進(jìn)一步提高，其在應(yīng)用中利用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，極大地提高了航標(biāo)的維護(hù)管理水平。

在工作中無人機(jī)將采集到的信息的圖片及時返回，可以讓管理部門實時掌握航海的動向，并且無人機(jī)的使用還可以建立一個海（海上巡檢）、陸（陸地遙控）、空（空中監(jiān)測）立體監(jiān)管模式，極大提高了航標(biāo)維護(hù)管理能力。

2.2海上應(yīng)急管理方面

船舶在海上行使，會遇到各種各樣的緊急情況，這些情況具有一定的緊迫性以及突發(fā)性，一旦發(fā)生，就會帶有一定的破壞性，極大的危害人員生命以及財產(chǎn)安全，因此做好應(yīng)急管理預(yù)案尤為重要。傳統(tǒng)的應(yīng)對這些緊急事件一般僅僅依靠工作人員的主觀能動性發(fā)揮，在應(yīng)急設(shè)備以及技術(shù)手段等方面還存在很大的缺陷，對于緊急事件的發(fā)展，工作人員利用航標(biāo)作業(yè)船舶只能且行且探，不僅不能確保工作效率，還影響了工作質(zhì)量，進(jìn)而產(chǎn)生一定的安全隱患，而利用無人機(jī)設(shè)備，在緊急事件的預(yù)案、應(yīng)對、處理以及善后等方面都發(fā)揮了重要作用。其作用主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

2.2.1響應(yīng)快速

無人機(jī)設(shè)備的重量較輕，小型的無人機(jī)只需要人工依靠遙控器就可以對其進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。對于這一設(shè)備的裝備，一般只需要兩到三人的工作小隊就可以完成，即使是在道路艱難的情況下，工作人員也可以帶著這一設(shè)備徒步至現(xiàn)場。通常來說，一架未經(jīng)組裝的無人機(jī)也只有一個標(biāo)準(zhǔn)的行李箱大小，攜帶以及運(yùn)輸都較為方便。在應(yīng)用中，無人機(jī)對于惡劣的環(huán)境也具有一定的適應(yīng)性，受到自然條件的限制比航標(biāo)船要小，可以進(jìn)一步適應(yīng)應(yīng)急預(yù)案的快速性以及準(zhǔn)確性。

2.2.2 采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)

當(dāng)無人機(jī)到達(dá)現(xiàn)場后，需要將現(xiàn)場的視頻、圖片以及信息數(shù)據(jù)等傳回到航標(biāo)處運(yùn)保中心，以進(jìn)一步讓工作人員做出信息的處理。對于這一任務(wù)，無人機(jī)一般配置的系統(tǒng)為多媒體采集系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對地面信息的采集，并借助于無線傳輸方式，將信息傳輸?shù)降孛娴慕邮諜C(jī)。在應(yīng)用中，如果工作人員對設(shè)備配備較高的數(shù)碼攝像機(jī)，就可以實現(xiàn)對現(xiàn)場視頻以及圖片的高質(zhì)量和實時采集。并且無人機(jī)的負(fù)荷也比較大，可以很方便地安裝攝像機(jī)以及熱像儀等儀器。這些儀器采集的數(shù)據(jù)圖片經(jīng)過后期的生成以及處理，就可以為一些自然災(zāi)害的應(yīng)對提供可靠的決策，使得對自然災(zāi)害的處理更為及時、迅速，地面指揮、航標(biāo)船和各類人員的協(xié)調(diào)也會更加充分。

2.2.3節(jié)能減排方面的應(yīng)用

航標(biāo)船舶的耗油量是非常大的，在正常的行駛過程中耗油量約為0.15-0.2t/h，對能源資源的損害較大。而利用無人機(jī)來進(jìn)行維護(hù)管理，則一般的耗油量僅僅為5 - 6升，甚至有時候還不會產(chǎn)生油耗，極大的實現(xiàn)了節(jié)能減排。并且中小型的無人機(jī)在對航標(biāo)維護(hù)過程中的效果更加明顯，例如固定翼無人機(jī)、無人直升機(jī)等，進(jìn)一步推動了節(jié)能減排工作。

3無人機(jī)巡檢的優(yōu)點(diǎn)

3.1巡檢效率高、成本低

在傳統(tǒng)的巡檢方式中，人工巡檢具有耗費(fèi)巡檢時間、提高巡檢成本的弊端，因為每次巡檢工作都需要調(diào)動海巡船艇和十余人的巡檢隊伍，這一過程不僅歷時長，還要耗費(fèi)船舶的油，造成了大量的人力和財力資源的耗費(fèi)。而利用無人機(jī)這一設(shè)備在夜間進(jìn)行巡航，可以減少人力以及資源的支出，極大地提高了巡檢的效率，并且巡檢的精確性也實現(xiàn)了大大的提高。

3.2受條件影響小

如果按照傳統(tǒng)的人工巡檢的方式，在大風(fēng)以及較大海浪的情況下就不能進(jìn)行巡檢工作，以免為人員的人身安全帶來危害，難以確保巡檢工作的順利進(jìn)行。而借助于無人機(jī)設(shè)備，受到自然環(huán)境的影響較低，并且其設(shè)備中的紅外攝像頭即使在夜間巡航也可以清晰的檢測到航標(biāo)的具體情況，確保巡檢工作的順利完成。

4無人機(jī)巡檢所面臨的問題

4.1受到空中交通管制

雖然無人機(jī)在航海檢測應(yīng)用中具有一定的優(yōu)勢，但是其在飛行中也會出現(xiàn)一定的弊端。在飛行時，無人機(jī)受到交通的管制，在使用之前，工作人員需要首先向航空管制處提交空域申請，在獲得批準(zhǔn)后要組織召開航空管制保障協(xié)調(diào)會，以明確其飛行的時間、高度等。如果航標(biāo)在應(yīng)用中出現(xiàn)了應(yīng)急狀況，無人機(jī)巡檢則無法在時間上獲得保障。

4.2能見度對巡檢效果有影響

能見度是在無人機(jī)航行中遇到的重要難題，因為南方的一些海區(qū)在進(jìn)入秋季后會經(jīng)常出現(xiàn)霧霾天氣，當(dāng)無人機(jī)的飛行高度越高時受到霧霾的影響會越大，而在霧霾天氣下拍攝的圖片會具有一定的模糊性，使得拍攝效果不佳，對于航標(biāo)的具體情況也就不能完全掌握。

4.3巡檢方式的選擇

在無人機(jī)進(jìn)行巡檢時，也會有不同的巡檢方式，一般來說，在飛行中應(yīng)用減速不懸停的方式機(jī)型拍攝，因為飛行的速度越慢、高度越低越有利于拍攝，因而主要利用這一巡檢方式，但是在巡航中也需要對航標(biāo)的細(xì)節(jié)進(jìn)行拍攝，在拍攝細(xì)節(jié)時需要飛機(jī)進(jìn)行懸停，但是在一般的天氣情況下無人機(jī)可以進(jìn)行懸停，而遇到高溫或者一些惡劣天氣就無法長時間懸停，對于航標(biāo)的細(xì)節(jié)就難以掌握。

5結(jié)束語：

總而言之，在科學(xué)技術(shù)的推動下，越來越多的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了發(fā)展的智能化，無人機(jī)的應(yīng)用是船舶航標(biāo)領(lǐng)域的重大突破，是科技智能化發(fā)展的證明。通過這一無人設(shè)備的發(fā)展，不僅可以推動船舶航行的穩(wěn)定性以及安全性，還可以及時幫助人們實時掌握航標(biāo)的動態(tài)，節(jié)約大量的人力物力，降低能源消耗，數(shù)據(jù)信息傳遞準(zhǔn)，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

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