無(wú)人機(jī)在船舶引航領(lǐng)域的應(yīng)用探究

黃智

現(xiàn)代船舶引航領(lǐng)域發(fā)展注重采用先進(jìn)性技術(shù)內(nèi)容與設(shè)備，例如引入無(wú)人機(jī)設(shè)備技術(shù)來(lái)提升港口船舶引航系統(tǒng)，充分提升系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化、專業(yè)化水平，這對(duì)港口引航的整體運(yùn)作效率、準(zhǔn)確性提升是很有幫助的。在這一過(guò)程中，有必要科學(xué)設(shè)置、智能化裝配無(wú)人機(jī)，確保無(wú)人機(jī)能夠相對(duì)完整且清晰地勘察港口海況，如此對(duì)船舶也能起到良好的協(xié)助與引航價(jià)值作用。

無(wú)人機(jī)即無(wú)人駕駛飛機(jī)（Unmanned Aerial Vehicle，UAV），它的整個(gè)飛行過(guò)程全部在電子設(shè)備的控制下自動(dòng)完成，所以無(wú)人機(jī)上不會(huì)安裝任何與飛行員相關(guān)的設(shè)備，如此可騰出更多空間來(lái)裝載更為重要的工作設(shè)備。目前的無(wú)人機(jī)主要通過(guò)無(wú)線電遙控設(shè)備或者自備程序控制裝置操控飛機(jī)，因此其能夠被應(yīng)用于眾多行業(yè)領(lǐng)域中，完成正常飛機(jī)所不能完成的某些高危作業(yè)任務(wù)。在我國(guó)船舶引航技術(shù)領(lǐng)域中，無(wú)人機(jī)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，它配合GPS、AIS、雷達(dá)等等引航儀器設(shè)備建立基本船舶引航系統(tǒng)，即位于船體外側(cè)的船外引航系統(tǒng)。

利用無(wú)人機(jī)的跟蹤、遙控、定位、航拍以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷囗?xiàng)功能內(nèi)容，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)引航站的有效利用，建立無(wú)人機(jī)船舶引航機(jī)制，實(shí)施全方位實(shí)時(shí)、實(shí)景遠(yuǎn)程監(jiān)控。在這里，它還利用到了無(wú)人機(jī)信息實(shí)時(shí)采集功能，主要對(duì)船舶航線信息進(jìn)行針對(duì)性觀察與分析，確保引航員能夠通過(guò)接收有效信息來(lái)控制船舶，發(fā)出各種控制指令，相對(duì)穩(wěn)健、高效率地開(kāi)展各項(xiàng)引航工作。如此對(duì)于保證船舶航線準(zhǔn)確、航向安全是非常有利的。

（一）基本用途

從無(wú)人機(jī)與船舶引航系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系看來(lái)，它借助到了無(wú)人機(jī)的跟蹤、定位、遙控、航拍以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ軆?nèi)容，主要實(shí)現(xiàn)了地面引航站的船舶多角度實(shí)時(shí)實(shí)景遠(yuǎn)程監(jiān)控。同時(shí)，地面站也能實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶航行信息的更廣泛采集與分析，生成有助于船舶航行信息的操作指令，并將這些信息建議全部實(shí)時(shí)傳遞給引航員，配合船外第三方協(xié)助，確保引航工作平穩(wěn)開(kāi)展。

（二）價(jià)值作用

在船舶中，引航員需要結(jié)合引航工作具體流程對(duì)船舶中各個(gè)助航儀器進(jìn)行分析，建立良好的動(dòng)態(tài)環(huán)境觀察機(jī)制，準(zhǔn)確判斷各種船舶指令操控流程，且要與港口各個(gè)部門保持良好的信息溝通聯(lián)動(dòng)關(guān)系。可以見(jiàn)得，引航員的船舶引航工作是非常繁復(fù)的。在引入無(wú)人機(jī)以后，則可獲得來(lái)自于第三方的更多引航數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息都交由船外引航站處理。無(wú)人機(jī)的加入是能夠在一定程度上降低船舶引航風(fēng)險(xiǎn)的，其對(duì)于提高引航服務(wù)質(zhì)量也頗有幫助。大體來(lái)講，無(wú)人機(jī)應(yīng)用于引航領(lǐng)域中的主要價(jià)值作用體現(xiàn)在以下3個(gè)方面上：

首先是能夠與地面站形成協(xié)同工作機(jī)制，確保建立第三方助航系統(tǒng)，如此就形成了全新的引航思維。

其次是通過(guò)無(wú)人機(jī)對(duì)船舶導(dǎo)航進(jìn)行有效支持，例如將無(wú)人機(jī)所采集的視頻信息實(shí)時(shí)傳遞到地面站，并建立地面引航站，結(jié)合信息觀察與計(jì)算準(zhǔn)確判斷船舶航向與船位，測(cè)試航速。及時(shí)給予各種提示。

第三是對(duì)船舶進(jìn)行護(hù)航作業(yè)操作，保證無(wú)人機(jī)能夠隨時(shí)跟蹤船舶采集相關(guān)傳輸信息數(shù)據(jù)，接收護(hù)航指令內(nèi)容。當(dāng)船舶靠近障礙物時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出聲光信號(hào)予以警示，如此可起到護(hù)航作用。

總體來(lái)說(shuō)，利用無(wú)人機(jī)輔助操控、支持船舶運(yùn)行是很有必要的。即利用無(wú)人機(jī)助航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶離泊動(dòng)態(tài)的即時(shí)實(shí)景監(jiān)控觀測(cè)，結(jié)合地面站行動(dòng)預(yù)判分析引航操作內(nèi)容，保證操船過(guò)程準(zhǔn)確有效，不出現(xiàn)任何錯(cuò)誤。

（一）應(yīng)用思維

在無(wú)人機(jī)助航系統(tǒng)中就包含了地面站、無(wú)人機(jī)以及可移動(dòng)信息接收終端3部分內(nèi)容，下文具體來(lái)談：

首先要建立地面引航站，它主要用于操控?zé)o人機(jī)，針對(duì)無(wú)人機(jī)的所有采集信息內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)接收與處理，如此就形成了助航信息指令功能體系，它對(duì)傳輸信息數(shù)據(jù)很有幫助。

其次是助航無(wú)人機(jī)，它所采用的是專門采集船舶引航信息系統(tǒng)，結(jié)合信息傳送過(guò)程分析地面站與移動(dòng)終端，保證無(wú)人機(jī)操控到位，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)地面引航站所發(fā)出指令的即時(shí)執(zhí)行。

第三是可移動(dòng)信息接收終端，主要對(duì)終端內(nèi)接收與顯示的引航地面站、無(wú)人機(jī)所發(fā)出信息進(jìn)行分析，并同時(shí)發(fā)出請(qǐng)求信息。

圍繞引航環(huán)境進(jìn)行無(wú)人機(jī)信息采集與傳輸過(guò)程中，引航地面站主要負(fù)責(zé)接收和處理信息，最后將已處理信息傳遞給引航員。

（二）可行性分析

通過(guò)無(wú)人機(jī)助航系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶引航領(lǐng)域技術(shù)的有效應(yīng)用，體現(xiàn)其系統(tǒng)應(yīng)用可行性，滿足船舶引航操控需要。

首先，它對(duì)無(wú)人機(jī)提出了具體技術(shù)要求。配合無(wú)人機(jī)現(xiàn)場(chǎng)助航儀器，它可以滿足相對(duì)苛刻的硬件要求，例如保證無(wú)人機(jī)在相對(duì)惡劣的環(huán)境中飛行，提高無(wú)人機(jī)的可抗性能，在某些極端的自然環(huán)境中也能進(jìn)行船舶船位定位，這對(duì)提高船舶航行可靠性幫助很大。再者就是續(xù)航性能，主要分析在數(shù)據(jù)采集以及傳輸過(guò)程中無(wú)線設(shè)備的有效應(yīng)用過(guò)程。

其次，它對(duì)引航地面站提出了具體技術(shù)要求。主要利用無(wú)人機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，合理接收、整理、測(cè)算、評(píng)估與實(shí)時(shí)傳送相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容。例如針對(duì)引航員所提出的終端要求就可協(xié)助引航員調(diào)整引航工作狀態(tài)，對(duì)船舶航行狀況做出正確判斷，這大大提高了船舶航行的安全性。

在利用無(wú)人機(jī)助航系統(tǒng)以后，船舶引航工作突破了原有船舶操控的單一方式，它發(fā)展形成了全方位立體式船舶引航技術(shù)體系，拓寬了船舶航行思路。

在船舶引航系統(tǒng)中采用無(wú)人機(jī)助航系統(tǒng)，是希望發(fā)揮系統(tǒng)優(yōu)越性能，為此在正常操作過(guò)程中也必須明確以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)問(wèn)題。

首先，在無(wú)人機(jī)方面，需要保護(hù)其助航系統(tǒng)。特別是在極端自然條件下做好定位，確保無(wú)人機(jī)航向穩(wěn)定可靠，同時(shí)對(duì)無(wú)人機(jī)的電池續(xù)航能力以及數(shù)據(jù)采集能力進(jìn)行分析，確保傳輸性能有效提高。

其次，在引航地面站方面，需要合理運(yùn)用信息處理儀器，做好相關(guān)數(shù)據(jù)處理工作。在整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中應(yīng)該保證數(shù)據(jù)運(yùn)行準(zhǔn)確及時(shí)到位，建立高效率處理機(jī)制，精準(zhǔn)、有效發(fā)出各項(xiàng)控船指令。

最后，在引航員終端方面，需要采用移動(dòng)式手持終端設(shè)備，如此可實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的準(zhǔn)確快速操控。另外，引航員必須第一時(shí)間接收來(lái)自于無(wú)人機(jī)的傳送圖像數(shù)據(jù)，對(duì)引航句式作出精確合理判斷。

目前的無(wú)人機(jī)助航系統(tǒng)在船舶引航系統(tǒng)建設(shè)中發(fā)揮了重大價(jià)值作用，它結(jié)合先進(jìn)科學(xué)技術(shù)對(duì)無(wú)人機(jī)引航系統(tǒng)進(jìn)行完善，確保構(gòu)建相對(duì)完善、先進(jìn)的引航系統(tǒng)，全方位提高了船舶航行安全性。