基于無人機(jī)安全天網(wǎng)工程的河湖安全保護(hù)研究

馮登超,丁巖曉,齊霞,文雯,何山

1.山東警察學(xué)院

2.航天神舟飛行器有限公司

3.廣東省法制教育所

4.四川省公安廳

5.華東理工大學(xué)

本文闡述河湖安全保護(hù)的緊迫性、無人機(jī)安全天網(wǎng)工程的理論基礎(chǔ)和主體架構(gòu)，結(jié)合河湖安全保護(hù)任務(wù)，提出基于無人機(jī)安全天網(wǎng)工程的河湖安全保護(hù)體系，希望賦能警務(wù)實(shí)戰(zhàn)。

江河湖泊是水資源的重要載體，是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)支撐。但是，過度開發(fā)水資源、破壞水生態(tài)的事件頻發(fā)，降低了再生水利用率，影響了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。水資源過度開發(fā)容易導(dǎo)致山區(qū)和平原中的徑流減少，引起水資源供需嚴(yán)重失衡。地下水枯竭會(huì)直接威脅當(dāng)?shù)鼐用竦陌踩盟畠?chǔ)備，引起嚴(yán)重的地面沉降、海水入侵等現(xiàn)象。河道枯竭，它將失去地下水補(bǔ)給、輸沙、排鹽等功能，造成河口泥沙淤積、鹽分積累，河口自然生態(tài)被破壞，自然環(huán)境出現(xiàn)土地退化、濕地萎縮、河湖生物大量滅絕等生態(tài)問題，如圖1所示。

圖1 河湖生態(tài)遭受破壞的圖片。

隨著水資源短缺以及水資源被加劇污染,水安全問題已經(jīng)引起國際社會(huì)的廣泛關(guān)注。河湖安全保護(hù)是保障國家水安全、河湖生態(tài)平衡的重要手段。

無人機(jī)安全天網(wǎng)工程

當(dāng)前，我國無人機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，無人機(jī)在入河排污口排查、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水土保持監(jiān)測(cè)、水域巡查、非法占用河道監(jiān)視、非法采砂監(jiān)視、應(yīng)急救援、汛期河湖監(jiān)測(cè)、受災(zāi)區(qū)域監(jiān)視等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

我國是無人機(jī)制造和應(yīng)用大國，高度重視低空安全研究，開展了可視化低空安全預(yù)警航圖研究、無人機(jī)低空監(jiān)視預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、低空飛行器交通管理平臺(tái)設(shè)計(jì)、低空應(yīng)急管理、無人機(jī)反制系統(tǒng)監(jiān)管、低空異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)性能分析、無人機(jī)集群威脅與警務(wù)應(yīng)對(duì)策略研究、基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的低空目標(biāo)檢測(cè)、數(shù)字化低空監(jiān)管平臺(tái)設(shè)計(jì)等大量低空安全前瞻性研究工作。

為了貫徹落實(shí)有關(guān)戰(zhàn)略，我國學(xué)者開展了基于低空安全天網(wǎng)工程的跨學(xué)科綜合性研究，涉及低空安全天網(wǎng)工程建設(shè)需求分析，核心技術(shù)體系構(gòu)建，原型試驗(yàn)場(chǎng)建設(shè)，應(yīng)用場(chǎng)景示范，人才培養(yǎng)、驗(yàn)收與考核體系構(gòu)建等內(nèi)容。

無人機(jī)安全天網(wǎng)工程是保障無人機(jī)在低空空域安全作業(yè)、促進(jìn)低空經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的安全應(yīng)用體系。它秉承科技服務(wù)生產(chǎn)力、管理整合生產(chǎn)力的設(shè)計(jì)理念，充分借鑒國內(nèi)外低空安全領(lǐng)域的相關(guān)研究成果，采用低空安全天網(wǎng)工程的總體架構(gòu)，結(jié)合當(dāng)前無人機(jī)的主要應(yīng)用場(chǎng)景，為加速推動(dòng)無人機(jī)產(chǎn)業(yè)成為低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎提供安全保障。無人機(jī)安全天網(wǎng)工程總體架構(gòu)詳見圖2。

圖2 無人機(jī)安全天網(wǎng)工程架構(gòu)圖。

基于低空安全天網(wǎng)工程架構(gòu)的無人機(jī)安全天網(wǎng)工程構(gòu)建有望賦能警務(wù)實(shí)戰(zhàn)，有效提升無人機(jī)在低空空域飛行的安全性和科學(xué)管理能力，對(duì)豐富完善河湖監(jiān)管手段，提升河湖監(jiān)管能力，促進(jìn)河湖安全保護(hù)管理逐步向數(shù)字化、智慧化和精細(xì)化方向發(fā)展具有積極的作用。

河湖安全保護(hù)的重點(diǎn)任務(wù)

在生態(tài)環(huán)境保護(hù)中，新的綜合治理體系構(gòu)建需要統(tǒng)籌考慮水環(huán)境、水生態(tài)、水資源、水安全、水文化和岸線等要素之間的有機(jī)聯(lián)系。本節(jié)根據(jù)我國出臺(tái)的河湖保護(hù)制度和相關(guān)河湖保護(hù)文獻(xiàn)，對(duì)當(dāng)前河湖安全保護(hù)的重點(diǎn)任務(wù)進(jìn)行簡要分析。

河湖安全保護(hù)的重點(diǎn)任務(wù)包括防洪安全保障、水資源生態(tài)保護(hù)、河道采砂秩序維護(hù)、重點(diǎn)水利工程安全保護(hù)和水行政執(zhí)法安全保障。

防洪安全保障包括重點(diǎn)河段、敏感水域巡查，危及人身安全的涉水行為處置，非法侵占河湖水域、非法占用河湖岸線、危害大壩及其附屬設(shè)施、非法侵占河道、違法修建跨河臨河建筑物、堆放行洪阻礙物的行為治理等任務(wù)。

水資源水生態(tài)保護(hù)包括非法取水，河湖區(qū)域亂占、亂采、亂堆、亂建，人為造成的水土流失危害，地下工程建設(shè)對(duì)地下水造成重大影響，非法圍墾河湖，破壞水文監(jiān)測(cè)設(shè)備、破壞引用水源、危害河湖野生動(dòng)物的行為處置等任務(wù)。

河道采砂秩序維護(hù)包括未經(jīng)批準(zhǔn)擅自采砂，禁采區(qū)、禁采期采砂，超范圍、超深度、超期限、超許可量等未按許可要求采砂行為治理等任務(wù)。

重點(diǎn)水利工程安全保護(hù)包括重點(diǎn)水利工程安全監(jiān)督與執(zhí)法巡邏，突發(fā)事件與反恐預(yù)案制定，重要部位日常維護(hù)與巡查，治安保衛(wèi)與反恐制度、措施制定等任務(wù)。

水行政執(zhí)法安全保障包括涉水法律法規(guī)制定、水事執(zhí)法秩序維護(hù)、阻礙執(zhí)法和暴力抗法行為處置等任務(wù)。

河湖安全保護(hù)體系

人與自然是生命共同體，人類必須尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然。生態(tài)文明建設(shè)是關(guān)系中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計(jì)，人類必須站在人與自然和諧共生的高度來謀劃經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展。河湖安全保護(hù)是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容。水行政主管部門、流域管理機(jī)構(gòu)與公安部門協(xié)作，形成打擊河湖違法犯罪的合力，是提升河湖安全保護(hù)水平的重要舉措。

為了加強(qiáng)河湖水域的安全保護(hù)，防范化解涉水重大風(fēng)險(xiǎn)隱患，河湖安全保護(hù)主管部門應(yīng)構(gòu)建立體化、智能化、法治化、專業(yè)化河湖安全保護(hù)治理工作新格局。

基于無人機(jī)安全天網(wǎng)工程的河湖安全保護(hù)體系主要包括河湖區(qū)域立體化防護(hù)措施、大數(shù)據(jù)分析、河湖保護(hù)協(xié)作機(jī)制、警務(wù)聯(lián)動(dòng)機(jī)制以及宣傳引導(dǎo)等內(nèi)容。

河湖區(qū)域立體化防護(hù)措施

河湖區(qū)域立體化防護(hù)系統(tǒng)措施無人機(jī)空中巡查、河湖周界視頻監(jiān)視、河湖聯(lián)勤巡邏。

無人機(jī)空中巡查包括河湖重點(diǎn)敏感區(qū)域常態(tài)化巡查、重點(diǎn)區(qū)域非法采砂巡查、河湖非法捕撈及非法狩獵隨機(jī)巡查、水運(yùn)非法走私監(jiān)視、河湖安全保護(hù)執(zhí)法現(xiàn)場(chǎng)取證、非法排污巡查、重點(diǎn)水利工程執(zhí)法巡查等任務(wù)。無人機(jī)具有機(jī)動(dòng)性高、飛行速度快、偵察監(jiān)視范圍廣、巡查效率高等優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了河湖安全保護(hù)手段從平面巡查向空中立體巡查的轉(zhuǎn)變，有效解決了河湖周邊區(qū)域地形復(fù)雜、交通不便、視線遮擋等因素帶來的巡查難的問題，有助于形成河湖安全保護(hù)的巡查合力，減少監(jiān)管盲區(qū)和隱患，提高河湖區(qū)域的生態(tài)資源保護(hù)能力和涉水事件預(yù)警能力。

河湖周界視頻監(jiān)視包括河湖周邊監(jiān)視、沿河湖岸線的道路監(jiān)視、河湖周邊商戶及居民監(jiān)視。為完成河湖周界視頻監(jiān)視任務(wù)，相關(guān)單位要結(jié)合智能泛在感知網(wǎng)，采用移動(dòng)無線通信網(wǎng)絡(luò)、智能移動(dòng)終端APP和視頻圖像特征提取算法，構(gòu)建多源視頻圖像共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)海量視頻信息的快速檢索，提升巡查效率。

河湖聯(lián)勤巡邏包括水面人工巡查、無人艇水面巡邏、河湖岸線聯(lián)合巡查、水下機(jī)器人水下沙坑巡查等任務(wù)。在河湖聯(lián)勤巡邏工作中，生態(tài)環(huán)境、水務(wù)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、水利、漁業(yè)、市場(chǎng)監(jiān)管等部門應(yīng)加強(qiáng)聯(lián)動(dòng)配合，健全信息共享、聯(lián)合執(zhí)法等機(jī)制，營造齊抓共管、共治共享的河湖安全保護(hù)氛圍。

河湖安全保護(hù)大數(shù)據(jù)分析

圖3 無人機(jī)在空中排查入河排污口。

河湖安全保護(hù)大數(shù)據(jù)分析包括河湖安全保護(hù)多源數(shù)據(jù)流、業(yè)務(wù)流和管理流的綜合數(shù)據(jù)分析。大數(shù)據(jù)分析須要規(guī)范河湖安全保護(hù)的多源信息數(shù)據(jù)采集和錄入方法，結(jié)合已有的河湖長制平臺(tái)數(shù)據(jù)，加強(qiáng)河湖保護(hù)系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)間的互通共融，調(diào)用河湖區(qū)域三維地圖數(shù)據(jù)、河湖保護(hù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)采集的多源分布式視頻圖像，對(duì)河湖安全保護(hù)數(shù)據(jù)流、業(yè)務(wù)流、管理流進(jìn)行綜合分析，構(gòu)造一個(gè)覆蓋廣泛、實(shí)時(shí)更新、智能決策、無縫共享的大數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，同時(shí)，基于信息流研判河湖安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)人、事、物、地、組織等河湖安全保護(hù)基本要素信息的互通共享。

河湖保護(hù)協(xié)作機(jī)制

水行政主管部門、流域管理機(jī)構(gòu)與公安部門應(yīng)密切協(xié)作，完善交流、會(huì)商工作機(jī)制。信息、情報(bào)之間需要互聯(lián)互通，為河湖安全保護(hù)提供支持。水行政主管部門和流域管理機(jī)構(gòu)需要及時(shí)將涉嫌犯罪的涉水案件移送公安機(jī)關(guān)，并配合公安機(jī)關(guān)開展取證、監(jiān)測(cè)和鑒定等工作。在巡查中，公安機(jī)關(guān)發(fā)現(xiàn)水事違法行為，需要及時(shí)向水行政管理部門和流域管理機(jī)構(gòu)通報(bào)違法行為，以便水行政管理部門和流域管理機(jī)構(gòu)及時(shí)評(píng)估河湖安全風(fēng)險(xiǎn)。河湖安全保護(hù)需要嚴(yán)防、嚴(yán)管、嚴(yán)查失職瀆職和充當(dāng)保護(hù)傘的行為，維護(hù)河湖安全保護(hù)的執(zhí)法秩序。

警務(wù)聯(lián)動(dòng)機(jī)制

警務(wù)聯(lián)動(dòng)機(jī)制包括多警種聯(lián)動(dòng)、警保聯(lián)控以及警民聯(lián)防。在河湖保護(hù)工作中，公安機(jī)關(guān)應(yīng)建立跨領(lǐng)域、跨部門綜合執(zhí)法聯(lián)動(dòng)機(jī)制，結(jié)合多警種聯(lián)動(dòng)巡查，發(fā)揮河湖保護(hù)區(qū)域保安隊(duì)伍和周邊居民的數(shù)量優(yōu)勢(shì)、信息渠道優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合地方保安人員和當(dāng)?shù)鼐用窆餐_展河湖安全保護(hù)常態(tài)化人工巡查，最大限度形成河湖安全保護(hù)合力。

宣傳引導(dǎo)

宣傳引導(dǎo)應(yīng)加強(qiáng)河湖保護(hù)普法宣傳，提升群眾的河湖安全保護(hù)意識(shí)。公安機(jī)關(guān)應(yīng)完善涉水輿情處置機(jī)制，保障輿情處置的時(shí)效性，定期或及時(shí)發(fā)布河湖安全保護(hù)新聞，搭建溺水失蹤人員查詢平臺(tái)，及時(shí)受理群眾提出的失蹤人員查詢，建立矛盾糾紛調(diào)解機(jī)制，及時(shí)排查、化解各類涉水事件風(fēng)險(xiǎn)，解決矛盾，建立河湖違法犯罪線索舉報(bào)渠道，讓群眾報(bào)警更便捷、更安全，營造良好的河湖安全保護(hù)氛圍。在涉水輿情處置中，公安機(jī)關(guān)需要高度重視各類輿情、民意，與互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)視中心、網(wǎng)絡(luò)信息安全通報(bào)中心聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)整體感知、動(dòng)態(tài)監(jiān)控，及時(shí)化解網(wǎng)絡(luò)輿情安全風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)人民群眾的獲得感、安全感。

此外，河湖安全保護(hù)需要開展專業(yè)應(yīng)用人才培養(yǎng)和專業(yè)骨干力量教育培訓(xùn)，加強(qiáng)人員的專業(yè)知識(shí)培養(yǎng)、職業(yè)技能培養(yǎng)、思維培訓(xùn)、自信心培訓(xùn)、科學(xué)價(jià)值觀培訓(xùn)，提升隊(duì)伍的整體政治素養(yǎng)、職業(yè)技能和安全保密意識(shí)，確保河湖安全保護(hù)人才隊(duì)伍高質(zhì)量發(fā)展。

結(jié)論

美麗河湖保護(hù)與建設(shè)是推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要實(shí)踐，事關(guān)人民群眾福祉和中華民族長遠(yuǎn)發(fā)展。人水和諧是河湖安全保護(hù)的根本目的。本文提出的河湖安全保護(hù)體系，對(duì)提升河湖安全保護(hù)的工作效率，促進(jìn)美麗河湖建設(shè)具有積極的作用。