無人船無人機在太湖水域搜救應(yīng)急應(yīng)用

所屬分類：建筑論文閱讀次時間：2020-10-29 09:58

本文摘要：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?qū)掗�、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

　　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?qū)掗�、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(guān)鍵詞：無人船;無人機;搜救應(yīng)急;應(yīng)急處置;應(yīng)急防控;太湖水域

無人機

　　目前，太湖水域僅在太湖二號橋和石公山設(shè)置了搜救基地及一個搜救站，搜救應(yīng)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(dǎo)致救援艇和人員達(dá)到事故現(xiàn)場耗時較長，搜尋效率較低且精準(zhǔn)度差，因此，如何利用新技術(shù)、新裝備加快搜索進(jìn)度，提高主動搜尋精準(zhǔn)度從而達(dá)到快速反應(yīng)，精準(zhǔn)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(yīng)急處置問題及其解決思路

　　1.太湖水域搜救應(yīng)急處置問題與不足

　　針對蘇州太湖水域搜救應(yīng)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(dāng)前太湖水域搜救應(yīng)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(jìn)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(yīng)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行快速定位，信息化系統(tǒng)不能發(fā)揮應(yīng)有作用。

　　(2)搜救應(yīng)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(yīng)急手段單一，搜救船艇受其自身航速限制,抵達(dá)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(shè)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(dá)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(shè)備簡陋，一般沒有配備通訊定位設(shè)備，駕駛?cè)藛T一般也不具備航海知識，在太湖水域習(xí)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?cè)藛T又不能精確告知遇險位置，給搜救應(yīng)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(dǎo)致搜尋定位遇險船舶時間長和到達(dá)遇險水域時間長。有時到達(dá)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(yīng)急思路

　　水上事故遇險搜救應(yīng)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(biāo)進(jìn)行定位與顯示，在通信盲區(qū)水域，通過配載相關(guān)通信設(shè)備，可以起到通信中繼的作用，在水上搜救應(yīng)急中可作為搜救船艇的補充手段，彌補太湖水域搜救應(yīng)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(dāng)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(shè)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(shè)移動基站，解決西太湖通信盲區(qū)問題。

　　(2)解決搜救應(yīng)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(guān)領(lǐng)域具有成熟的應(yīng)用經(jīng)驗。在搜救應(yīng)急方面，可以借鑒無人船、無人機在其他應(yīng)用領(lǐng)域具有快速性、遙控性、機動性等方面的優(yōu)勢大膽引進(jìn)，在太湖水域搜救應(yīng)急中開展輔助應(yīng)用，可較好地解決太湖水域搜救應(yīng)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(yīng)急問題。針對轄區(qū)漁業(yè)船舶、皮劃艇、農(nóng)用自備船舶設(shè)備簡陋、習(xí)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(yīng)快、可視范圍廣、配載設(shè)備多的優(yōu)勢，迅速出警，快速定位，第一時間到達(dá)遇險現(xiàn)場，快速定位遇險船舶，通過配載設(shè)備采用遙控投擲、遠(yuǎn)程指揮、遠(yuǎn)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(shù)、通訊技術(shù)、無線控制等技術(shù)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(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。

　　面對太湖水上事故遇險搜救應(yīng)急需的廣闊水域,無人船、無人機可快速、精準(zhǔn)地對遇險目標(biāo)進(jìn)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(fēng)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(yīng)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(dá)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(yīng)急工作量較大，需要引入無人船、無人機輔助搜救應(yīng)急。

　　三、太湖水域搜救應(yīng)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(jìn)行分析，總結(jié)出太湖轄區(qū)搜救應(yīng)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(biāo)附件水域等。(2)擱淺事故。太湖13號至14號航標(biāo)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、危化學(xué)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(yīng)急應(yīng)用模式與系統(tǒng)建設(shè)方案

　　1.搜救應(yīng)急應(yīng)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(guān)軟件可以對無人船、無人機進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控指揮。操作人員接到搜救應(yīng)急任務(wù)后，首先利用地面控制中心相關(guān)軟件進(jìn)行航線設(shè)計，包括航(飛)行路線、開啟或關(guān)閉相關(guān)傳感器等;接著利用無人船、無人機搭載相關(guān)任務(wù)傳感器到達(dá)目標(biāo)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(luò)回傳相關(guān)影像數(shù)據(jù)。搜救指揮中心通過這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、研判、決策并進(jìn)行指揮。

　　2.系統(tǒng)建設(shè)方案太湖水域無人船、無人機應(yīng)急監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)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(shè)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(jìn)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(guān)操作培訓(xùn)。主要進(jìn)行應(yīng)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(yīng)急處置等實踐，著重掌握無人船、無人機在搜救應(yīng)急中的應(yīng)用技能，為試點應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

　　(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(biāo)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(luò)。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(gòu))，建立常態(tài)化的無人船、無人機應(yīng)急救援技術(shù)團隊，保證“陸海空”多維度的搜救應(yīng)急。

　　(3)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和應(yīng)用階段。在研究實驗階段和大規(guī)模實施階段的基礎(chǔ)上，建設(shè)一個太湖水域無人船、無人機網(wǎng)絡(luò)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(luò)的各個節(jié)點，同時，通過制定詳細(xì)的無人船、無人機工作流程和實施規(guī)范，指導(dǎo)無人船、無人機海事監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進(jìn)行搜救應(yīng)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(luò)節(jié)點能協(xié)調(diào)一致，共同應(yīng)對。

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

　　五、結(jié)語

　　無人船、無人機在太湖水域搜救應(yīng)急中的應(yīng)用，可以提升搜救應(yīng)急裝備水平、提高應(yīng)急處置能力、優(yōu)化航海保障服務(wù)，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(shù)作為一種成熟的技術(shù)平臺，可以在太湖水域進(jìn)行海事搜救應(yīng)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(yīng)急中的應(yīng)用主要定位于輔助海事應(yīng)急、輔助水上搜救。(2)無人船、無人機結(jié)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(yuǎn)程遙控指揮，可以對事故現(xiàn)場信息及時進(jìn)行反饋、研判和決策，有利于事故險情的應(yīng)急處理，是傳統(tǒng)海巡艇搜救應(yīng)急手段的一種有效補充方式。