無人機在航標巡檢中的應用和展望

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，而航標巡檢是能否發揮良好助航效能的關鍵環節。隨著科學技術的發展，當前無人設備在航標巡檢中實現了一定的應用。基于此，本文主要探討無人設備的應用現狀以及未來展望，以期推動航標巡檢工作的進一步發展。

關鍵詞：無人機;航標巡檢;應用;展望

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

航運經濟是國民經濟發展的重要組成部分，為了進一步提高航運事業的發展，我國航海船舶也在逐漸實現智能化的發展，尤其是在航標配布方面，進一步實現了智能化，極大地提高了航標管理的水平和質量。

1 航標巡檢的定義及現狀

1.1 航標巡檢定義

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

1.2 航標巡檢現狀

在我國，當前寧波航標處的航標巡檢使用遙控遙測巡檢、現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、查看錨鏈磨損情況、檢查主體結構（標身、標頂）是否完整、標身涂色和標號是否鮮明等。這一系統的應用已經基本實現了南方海域的航標遙測遙控系統。但是，這一系統對于航標的遙控遙測控制系統還不完善，當航行至偏遠海域時仍舊需要人工的幫助，覆蓋范圍還有待進一步擴大。

在科學技術不斷發展的今天，無人機開始逐漸應用于這一領域，有效解決了傳統技術遇到的難題。

2 無人機航標巡檢應用

顧名思義，無人機就是無人駕駛飛行器的監測系統，這一系統在應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備為飛行載體，以獲取低空高分辨率遙感數據為應用目標，可以快速準確地實現信息技術的傳播，并提高對船舶日常管理的效率。就當前應用范圍較廣的“S-100”型無人直升機來說，這一直升機在應用中可以自行起飛，實現對航點的導航并自主進行降落，并且這一直升機還可以在飛行中根據環境的狀態判斷任務的執行以及返回等特點。在應用之前，無人機會首先由工作人員進行調試，并對非常的路程以及任務做出規劃，在調試完成后按照要求飛往各個航標點，在航標點附近，無人機會在人工操作的前提下進行懸停，并對航標進行拍攝，在拍攝結束后將拍攝畫面傳回到控制站。這是無人機在工作中的整體情況。

2.1航標維護管理方面

航標維護管理是無人機應用的主要方面，只有做好海上的航標維護管理才能確保船舶的準確、安全航行。傳統的航標維護管理存在一定的風險，因為其主要利用航標船定期海上巡檢，受到海上自然災害以及天氣的影響，不僅成本高，而且巡航的效果不夠精確。而無人機的使用，使得航標維護的手段進一步提高，其在應用中利用先進的技術設備，極大地提高了航標的維護管理水平。

在工作中無人機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，并且無人機的使用還可以建立一個海（海上巡檢）、陸（陸地遙控）、空（空中監測）立體監管模式，極大提高了航標維護管理能力。

2.2海上應急管理方面

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性，一旦發生，就會帶有一定的破壞性，極大的危害人員生命以及財產安全，因此做好應急管理預案尤為重要。傳統的應對這些緊急事件一般僅僅依靠工作人員的主觀能動性發揮，在應急設備以及技術手段等方面還存在很大的缺陷，對于緊急事件的發展，工作人員利用航標作業船舶只能且行且探，不僅不能確保工作效率，還影響了工作質量，進而產生一定的安全隱患，而利用無人機設備，在緊急事件的預案、應對、處理以及善后等方面都發揮了重要作用。其作用主要體現在以下兩個方面：

2.2.1響應快速

無人機設備的重量較輕，小型的無人機只需要人工依靠遙控器就可以對其進行遠程操控。對于這一設備的裝備，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備徒步至現場。通常來說，一架未經組裝的無人機也只有一個標準的行李箱大小，攜帶以及運輸都較為方便。在應用中，無人機對于惡劣的環境也具有一定的適應性，受到自然條件的限制比航標船要小，可以進一步適應應急預案的快速性以及準確性。

2.2.2 采集現場數據

當無人機到達現場后，需要將現場的視頻、圖片以及信息數據等傳回到航標處運保中心，以進一步讓工作人員做出信息的處理。對于這一任務，無人機一般配置的系統為多媒體采集系統，可以實現對地面信息的采集，并借助于無線傳輸方式，將信息傳輸到地面的接收機。在應用中，如果工作人員對設備配備較高的數碼攝像機，就可以實現對現場視頻以及圖片的高質量和實時采集。并且無人機的負荷也比較大，可以很方便地安裝攝像機以及熱像儀等儀器。這些儀器采集的數據圖片經過后期的生成以及處理，就可以為一些自然災害的應對提供可靠的決策，使得對自然災害的處理更為及時、迅速，地面指揮、航標船和各類人員的協調也會更加充分。

2.2.3節能減排方面的應用

航標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。而利用無人機來進行維護管理，則一般的耗油量僅僅為5 - 6升，甚至有時候還不會產生油耗，極大的實現了節能減排。并且中小型的無人機在對航標維護過程中的效果更加明顯，例如固定翼無人機、無人直升機等，進一步推動了節能減排工作。

3無人機巡檢的優點

3.1巡檢效率高、成本低

在傳統的巡檢方式中，人工巡檢具有耗費巡檢時間、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，還要耗費船舶的油，造成了大量的人力和財力資源的耗費。而利用無人機這一設備在夜間進行巡航，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了大大的提高。

3.2受條件影響小

如果按照傳統的人工巡檢的方式，在大風以及較大海浪的情況下就不能進行巡檢工作，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行。而借助于無人機設備，受到自然環境的影響較低，并且其設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的具體情況，確保巡檢工作的順利完成。

4無人機巡檢所面臨的問題

4.1受到空中交通管制

雖然無人機在航海檢測應用中具有一定的優勢，但是其在飛行中也會出現一定的弊端。在飛行時，無人機受到交通的管制，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，在獲得批準后要組織召開航空管制保障協調會，以明確其飛行的時間、高度等。如果航標在應用中出現了應急狀況，無人機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

能見度是在無人機航行中遇到的重要難題，因為南方的一些海區在進入秋季后會經常出現霧霾天氣，當無人機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

在無人機進行巡檢時，也會有不同的巡檢方式，一般來說，在飛行中應用減速不懸停的方式機型拍攝，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的細節進行拍攝，在拍攝細節時需要飛機進行懸停，但是在一般的天氣情況下無人機可以進行懸停，而遇到高溫或者一些惡劣天氣就無法長時間懸停，對于航標的細節就難以掌握。

5結束語：

總而言之，在科學技術的推動下，越來越多的領域實現了發展的智能化，無人機的應用是船舶航標領域的重大突破，是科技智能化發展的證明。通過這一無人設備的發展，不僅可以推動船舶航行的穩定性以及安全性，還可以及時幫助人們實時掌握航標的動態，節約大量的人力物力，降低能源消耗，數據信息傳遞準，具有很好的經濟效益。

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