無人船無人機在太湖水域搜救應急應用

　　太湖是我國第三大淡水湖泊，位于長江三角洲南緣，地處江蘇省和浙江兩省的交界處。太湖湖泊面積為2400平方公里，水域寬闊、湖區(qū)暗礁及自然航道較多，航行條件差，水位淺，平均水深僅為1.9米，河床呈鵝蛋狀，平坦堅硬，遭遇雷暴天氣，波短浪大頻率快，事故險情多發(fā)。

　　關鍵詞：無人船;無人機;搜救應急;應急處置;應急防控;太湖水域

　　目前，太湖水域僅在太湖二號橋和石公山設置了搜救基地及一個搜救站，搜救應急處置裝備仍以海事船艇為主。事故發(fā)生后，受限于自身艇力航速以及航線限制，導致救援艇和人員達到事故現(xiàn)場耗時較長，搜尋效率較低且精準度差，因此，如何利用新技術、新裝備加快搜索進度，提高主動搜尋精準度從而達到快速反應，精準定位，縮短搜索時間，提高對事故險情的處置效率是迫切需要解決的問題。

　　一、太湖水域搜救應急處置問題及其解決思路

　　1.太湖水域搜救應急處置問題與不足

　　針對蘇州太湖水域搜救應急現(xiàn)狀，對比國際公約、國內(nèi)法規(guī)、規(guī)范性文件對水上事故險情處置要求，當前太湖水域搜救應急存在以下幾個問題。

　　(1)西太湖存在通信盲區(qū)，搜救指揮系統(tǒng)支持有限。

　　西太湖水域存在通信盲區(qū)，移動、電信等基站信號覆蓋不到。太湖湖泊面積為2338平方公里，太湖兩端直接距離約40～50公里，而移動、電信基站信號覆蓋范圍一般約為3～4公里，西太湖部分區(qū)域存在通信盲區(qū)，船舶一旦遇險，無法和岸基管理部門進行順暢的信息互通。內(nèi)河船舶遇險后一般采用手機報警，由于受到通信盲區(qū)影響，遇險船員報警通道不暢，手機信號時有時無，船舶報警信息不能很好地傳給搜救指揮中心，增加了前往救援的海巡艇搜尋失事船舶的難度。

　　目前，蘇州市水上搜救應急處置中心信息化系統(tǒng)主要有AIS系統(tǒng)和江蘇Vits系統(tǒng)，但在進行事故險情處置時，具有一定的局限性。AIS系統(tǒng)受基站布置影響，不能覆蓋整個太湖水域;而江蘇Vits系統(tǒng)僅僅對江蘇籍內(nèi)河船舶進行了安裝，外省船舶沒有安裝。因此，發(fā)生事故后，不能完全利用AIS、Vits系統(tǒng)對遇險船舶進行快速定位，信息化系統(tǒng)不能發(fā)揮應有作用。

　　(2)搜救應急手段單一，搜尋效率不高。

　　蘇州太湖轄區(qū)只有一處搜救基地，另外，在石公山建了一個搜救點，搜救點配有海巡艇和人員駐守。由于太湖湖區(qū)水域點多、線長、面廣，湖區(qū)主要搜救手段就是海巡艇和救助船，一旦發(fā)生事故險情，搜救指揮中心第一時間通知海巡艇前往搜救。由于搜救應急手段單一，搜救船艇受其自身航速限制,抵達事故現(xiàn)場實施遇險搜救耗時較長。另外，內(nèi)河救援艇力普遍噸位較小，高度受限，目視距離范圍較小，尤其是能見度不良以及惡劣天氣時，搜尋效率低。

　　(3)轄區(qū)自備船舶設施簡陋，遇險定位困難，增加搜救難度。

　　太湖水域隸屬兩省三市(江蘇省蘇州市、無錫市、浙江省湖州市)管轄，其中，蘇州轄區(qū)占總面積的2/3,達到1600余平方公里，無錫轄區(qū)水域面積近700平方公里。太湖湖面寬廣，轄區(qū)漁業(yè)船舶、皮劃艇、農(nóng)用自備船舶共有2萬余艘。這些自備船舶設備簡陋，一般沒有配備通訊定位設備，駕駛人員一般也不具備航海知識，在太湖水域習慣隨意航行。一旦發(fā)生事故險情，由于太湖轄區(qū)范圍廣，而駕駛人員又不能精確告知遇險位置，給搜救應急帶來困難。搜救船艇由于受吃水限制，需要按照航路前往遇險水域搜尋，導致搜尋定位遇險船舶時間長和到達遇險水域時間長。有時到達遇險水域后，受水深影響無法靠泊遇險船舶，給事故險情后續(xù)處置帶來了困難。

　　2.太湖水域搜救應急思路

　　水上事故遇險搜救應急需要面對廣闊的水域,無人船、無人機可快速、高效、便捷地對遇險目標進行定位與顯示，在通信盲區(qū)水域，通過配載相關通信設備，可以起到通信中繼的作用，在水上搜救應急中可作為搜救船艇的補充手段，彌補太湖水域搜救應急中存在的問題與不足。

　　(1)解決西太湖通信盲區(qū)問題。西太湖盲區(qū)有兩種解決途徑：一種是在西太湖島上建移動基站;另一種是在移動船舶或島嶼上建衛(wèi)星中繼�？紤]到太湖當前實際情況，初期可以在湖中島嶼或西太湖附近駐守航行船舶的上層建筑設置衛(wèi)星中繼，解決湖中移動通信盲區(qū)。后期，在湖中島嶼上建設移動基站，解決西太湖通信盲區(qū)問題。

　　(2)解決搜救應急手段單一、搜尋效率不高的問題。目前，無人船、無人機系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟，已經(jīng)在相關領域具有成熟的應用經(jīng)驗。在搜救應急方面，可以借鑒無人船、無人機在其他應用領域具有快速性、遙控性、機動性等方面的優(yōu)勢大膽引進，在太湖水域搜救應急中開展輔助應用，可較好地解決太湖水域搜救應急手段單一、搜尋效率不高的問題。

　　(3)解決轄區(qū)自備船舶搜救應急問題。針對轄區(qū)漁業(yè)船舶、皮劃艇、農(nóng)用自備船舶設備簡陋、習慣隨意航行、遇險后不能精確告知遇險位置的問題，可以利用無人船、無人機出警反應快、可視范圍廣、配載設備多的優(yōu)勢，迅速出警，快速定位，第一時間到達遇險現(xiàn)場，快速定位遇險船舶，通過配載設備采用遙控投擲、遠程指揮、遠距離喊話通訊等手段，可以較好處置自備船舶事故險情。隨著計算機技術、通訊技術、無線控制等技術的發(fā)展，無人船、無人機在我國完成了從軍用到民用的滲透過程，在測量、防污、安防、巡航等領域有了廣泛的應用。

　　面對太湖水上事故遇險搜救應急需的廣闊水域,無人船、無人機可快速、精準地對遇險目標進行搜索、定位和信息傳輸,具有快速、機動性強、覆蓋范圍廣，無人員傷亡風險等優(yōu)點，作為實艇搜救的有效補充，既豐富了搜救手段，又有助于提高水上搜救的效率，減輕危害，避免損失的擴大。

　　二、太湖水域無人船、無人機輔助搜救應急需求

　　2017—2019年，蘇州轄區(qū)太湖水域共處置險情360起，占蘇州轄區(qū)險情處置的30%左右。太湖水域湖岸總長405公里，湖區(qū)內(nèi)共有52個島嶼，湖區(qū)暗礁較多，沿岸入湖口眾多，航線多達15條;太湖水域現(xiàn)有游客集散中心碼頭11座，游艇俱樂部碼頭3座，還有渡口1個，旅游船艇200余艘，貨運航道日均通航船舶近千艘。此外，漁業(yè)船舶及農(nóng)用自備船舶近2萬余艘。湖區(qū)點多線長面廣，事故險情多發(fā)，水上安全搜救應急工作量較大，需要引入無人船、無人機輔助搜救應急。

　　三、太湖水域搜救應急防控重點

　　根據(jù)對太湖水域船舶交通流和事故險情特征進行分析，總結出太湖轄區(qū)搜救應急防控重點如下。

　　1.重點時段(1)碰撞事故。每年第三季度為事故多發(fā)季節(jié)，其中，06：00—08：00、10：00—12：00、14：00—16：00、18：00—20：00等為碰撞事故多發(fā)時段。(2)擱淺事故。一年中第一季度和第四季度事故多發(fā)，其中，12：00—24：00時間段、交接班時間段擱淺事故較多。

　　2.重點水域(1)碰撞事故。西太湖，大雷山、太湖1號至2號航標附件水域等。(2)擱淺事故。太湖13號至14號航標附件水域、大雷山等。(3)旅游船舶集中營運區(qū)也為重點監(jiān)管水域。

　　3.重點船舶(1)江蘇本省。鹽城、泰州籍船舶。(2)外省。浙江籍、安徽籍船舶。另外，旅游船舶、�；瘜W品船、農(nóng)用自備船舶也是監(jiān)管重點船舶。

　　四、無人船、無人機搜救應急應用模式與系統(tǒng)建設方案

　　1.搜救應急應用模式無人船、無人機系統(tǒng)由地面控制指揮中心和無人船無人機兩個部分組成。無人船、無人機通過配備的GPS/IMU系統(tǒng)獲取定位信息，地面控制指揮中心通過相關軟件可以對無人船、無人機進行遠程遙控指揮。操作人員接到搜救應急任務后，首先利用地面控制中心相關軟件進行航線設計，包括航(飛)行路線、開啟或關閉相關傳感器等;接著利用無人船、無人機搭載相關任務傳感器到達目標現(xiàn)場，通過地面控制中心可以觀察和控制無人系統(tǒng)的運行狀態(tài)，遙控指揮無人船、無人機執(zhí)行拍照、錄像等指令。同時，通過4G或定向網(wǎng)絡回傳相關影像數(shù)據(jù)。搜救指揮中心通過這些數(shù)據(jù)進行分析、研判、決策并進行指揮。

　　2.系統(tǒng)建設方案太湖水域無人船、無人機應急監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)建設可分為3個階段考慮。

　　(1)研究試驗階段。目前，太湖水域僅在太湖二號橋和石公山各設置了一個搜救基地和一個搜救站。研究試驗階段可在石公山搜救站進行試點布置，各配備1套無人船、無人機系統(tǒng)，安排2～3名人員參與相關操作培訓。主要進行應急數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸和管理、事故險情搜救、應急處置等實踐，著重掌握無人船、無人機在搜救應急中的應用技能，為試點應用奠定基礎。

　　(2)大規(guī)模實施階段�？紤]太湖水域搜救站點實際、事故險情多發(fā)區(qū)域和VITS、AIS、CCTV等系統(tǒng)情況，選擇在石公山、二號橋、大雷山、西太湖、太湖12號至14號航標附近等水域布置，初步形成太湖水域無人船、無人機海事監(jiān)管網(wǎng)絡。同時，需要持續(xù)投入資金和時間培養(yǎng)無人船和無人機的操控專業(yè)人員(也可委托第三方機構)，建立常態(tài)化的無人船、無人機應急救援技術團隊，保證“陸�？�”多維度的搜救應急。

　　(3)網(wǎng)絡建設和應用階段。在研究實驗階段和大規(guī)模實施階段的基礎上，建設一個太湖水域無人船、無人機網(wǎng)絡指揮中心，通過該中心可以協(xié)調(diào)和管理無人船、無人機海事監(jiān)管網(wǎng)絡的各個節(jié)點，同時，通過制定詳細的無人船、無人機工作流程和實施規(guī)范，指導無人船、無人機海事監(jiān)管網(wǎng)絡節(jié)點進行搜救應急。在發(fā)生突發(fā)性水上交通事故或環(huán)境污染事故時，各個無人船、無人機海事監(jiān)管網(wǎng)絡節(jié)點能協(xié)調(diào)一致，共同應對。

　　無人機論文范例：無人機測繪數(shù)據(jù)處理關鍵技術及應用的相關分析

　　五、結語

　　無人船、無人機在太湖水域搜救應急中的應用，可以提升搜救應急裝備水平、提高應急處置能力、優(yōu)化航海保障服務，對推動太湖水域水上安全起到了重要作用。無人船、無人機技術作為一種成熟的技術平臺，可以在太湖水域進行海事搜救應急，滿足實際工作需要。

　　(1)無人船、無人機系統(tǒng)在太湖水域搜救應急中的應用主要定位于輔助海事應急、輔助水上搜救。(2)無人船、無人機結合海巡艇、搜救船艇、車輛、AIS、Vits、CCTV等，能形成真正的海陸空“三位一體”搜救模式，縮短搜救時間，提高事故險情搜救效率。(3)無人船、無人機可以部分替代海巡艇和搜救艇，通過優(yōu)化搜尋方式，減少海巡艇巡航燃料消耗，節(jié)省搜尋綜合成本。(4)利用無人船、無人機全方位視角，通過遠程遙控指揮，可以對事故現(xiàn)場信息及時進行反饋、研判和決策，有利于事故險情的應急處理，是傳統(tǒng)海巡艇搜救應急手段的一種有效補充方式。

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