基于無人機的水上行政檢查電子巡查工作機制研究與應用

沈煒煒 丁浩

摘 要：實施水上巡查主要為了加強水上交通安全監督、防止船舶污染水域環境等，傳統的海巡艇巡查手段存在人力財力投入高、效率低、不易及時取證等問題。無人機具有成本低、靈活性高、視野開闊等特點，南京市地方海事局圍繞其應用優勢結合執法工作要求制定一套包含工作程序、作業方式、平臺管理、評價體系等的電子巡查工作機制，在實施過程中成為傳統工作方式的有效補充。

關鍵詞：水上執法;無人機;工作機制

中圖分類號：U698 ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006—7973（2021）02-0073-03

在交通運輸水上執法領域，通過運用無人機及其相關配套設備、應用技術形成的“無人機+海巡艇”電子巡查工作模式，和“一套裝備+一套平臺+一套標準”水上執法工作機制，加強水上動態監管和應急處置能力，維護水上安全環境持續穩定，長效開展水域環境污染防治工作，作為傳統作業方式的有效補充，并提高智能化程度，進一步減少人力投入，提高效率、效果。

1應用背景

近年來，交通運輸行業深入貫徹改革創新、轉型升級發展戰略，為推進綜合交通、智慧交通、綠色交通和平安交通建設，加快實現交通運輸現代化提供堅強支撐。無人機智能化的飛行平臺、分析技術和高效信息化管理手段可以減少人工管理方面的意義，減少了人工誤判、錯漏，豐富了信息數據形式和表達效果，降低了車船燃油消耗和人力財力投入，應用價值良好。

根據江蘇省推進實施水上執法電子巡航工作，深入推進1+N新型海事執法模式，充分發揮海事信息化技術優勢。積極推進江蘇省水上無人機電子巡航系統的構建，建立健全電子巡航工作機制和管理制度。要求無人機水上電子巡查能夠連續、全面對轄區水域重點目標進行實時、連續的跟蹤、觀察、監督和軌跡回放，進行記錄保存，并實現歷史查詢和證據存儲，統計和分析電子巡航的相關數據，總結評估水上交通規律和安全風險。將電子巡航與現場巡查、巡航與各海事業務管理平臺、系統結合，優勢互補。尤其是無人機巡航，必須有執法人員和技術人員同時實時實地巡查，加強無人機巡航時效性。同時根據江蘇省水上執法工作要求，加強日常巡查頻率，通航環境與秩序巡查頻次應當根據航道等級確定，三級以上航道每天不少于一次，四、五級航道每周不少于兩次。執法人員與執法船艇應當滿足快速處置電子巡查交辦處理的問題，提高水上無人機電子巡查響應速度，同時建立通航環境與秩序巡查日常工作臺賬，詳細記錄巡查工作情況。

南京轄區內有蕪申運河、滁河、秦淮河、石臼湖、固城湖和水上風景游覽區等“三河兩湖一區”內河航道812公里，年船舶進出量約3萬艘次，登記管理的船舶2000余艘近200萬總噸，注冊船員4000余名。南京市地方海事局2018年開始運用無人機空中巡查的方式，每月不少于一次按照計劃對主要航道、水上風景游覽區、水工作業現場以及蘇皖兩省交接通航水域進行巡視;對沿湖（河）通航環境、船舶航行、停泊秩序、船舶污染等發現疑似違法違規情況進行實時畫面傳輸和拍照取證;2019年實現了工作全過程系統平臺化管理;2020年通過制定通航環境評價標準，對全市各區水域通航情況進行季度評分和年度評比;期間開展了無人機水上安全應急演習、救援及重大活動安保任務。

2 應用方案

2.1日常巡飛排查

日常排查根據已制定的安全隱患排查巡航計劃，按照計劃順序，派出無人機水上巡航小組對轄區內水域、船舶、船員、基礎設施等實施巡航，通過無人機搭載高清相機，對巡航區域拍攝高清視頻、圖片并通過4G直播技術實時回傳視頻到監控指揮中心，如發現安全隱患問題，將會實時上報至指揮中心并發送位置、安全隱患照片、船號等取證信息。重點安全隱患多發地探查可根據以往排查數據分析出安全隱患多發點，重點進行無人機探查活動。以轄區航道航段水域為重點，嚴厲查處侵占、損壞、污染航道行為;船舶影響通航水域交通安全和造成水體污染的航行、停泊和作業行為;及時掌握航道水域的助航標志、水上交通安全標志等設施情況和水域作業活動現場安全情況。嚴厲打擊水上突出違法行為。

2.2季度評分、閉環管理

根據水上巡航工作規范，結合無人機巡航特點，依托水上安全隱患排查數據系統提供的分析數據，制定了季度水上安全隱患排查工作評價表，對轄區內各處，按季度進行考核評價。細化作業規程標準、完善通航環境綜合評價體系，指導工作開展和績效考核?，F階段對于通航環境、通航秩序和作業安全方面的監督執法工作，建設多維度的綜合評價體系，對相關工作質效進行整體考核評估，有利于階段性總結分析和后續工作深入開展。

地市運用無人機巡查手段，對轄區內各處安全生產和監督管理工作進行監督與工作指導，按季度對各處進行考核評分，將排查出的安全隱患問題進行整改與反饋，形成閉環管理。根據地方海事水上巡航工作規范，梳理通航環境、通航秩序和水上水下（施工作業）安全的實施細則，制定無人機水上巡航作業規范;同時與市處共同制定月度巡檢計劃，由第三方單位中設航空現場巡查并提交問題清單及相關報告，各地方海事處根據每月排查問題執行整治。

2.3 利用無人機海事巡航管理平臺

水上活動無人機海事巡航管理平臺，將無人機巡航數據存儲在系統平臺，可隨時調閱回溯問題及視頻數據，現已累積了近3年巡航數據，可用于安全隱患類別、位置等數據分析，提供了一個全面呈現和管理水上活動基礎信息與業務信息的綜合性管理平臺。基于現有業務系統，開發應用通航環境綜合管理平臺模塊，管理分析各類巡航圖像數據，實現巡航實時監控、歷史數據回溯、動態銷號管理、數據統計分析等功能，提升線上業務工作質效。

（1）巡航實時直播：通過無人機的定位系統確認地點，并將該位置傳回至應急指揮中心，并對現場進行拍攝和4G直播，便于工作人員了解現場情況。將無人機搭載喊話器、可變情報板等控制指揮設備，并整合地面現有各類動態監管資源，提供空地全方位視角監控畫面和現場初步控制手段，進一步提升水上動態監管和應急處置能力。

（2）視頻影像回看：無人機執行完任務后按照任務規劃航線返航，自動在起飛地點降落，對設備上的高清視頻數據及資料進行傳輸和備份工作，通過平臺查看視頻畫面對巡航中發現的問題進行全面、精細分析和問題梳理排查。

（3）安全隱患問題整改與問題清單銷號：通過無人機海事巡航管理平臺對出現的問題進行標定，形成電子化問題清單，查看問題處理進度，跟蹤監督，對處理后的問題進行上報提請銷號管理的流程，支撐月報導出。實時、直觀掌握進度和完成情況。問題清單通過系統平臺進行下發，各轄區管理單位將會及時對問題進行整改并提供已整改現場照片或相關銷號材料進行問題銷號。同時系統平臺將會對問題處理所有環節進行記錄，并利用數據分析功能分析安全隱患多發點位置，為下一次安全隱患排查計劃提供精確數據支撐。

3 應用成效

3.1通航問題減少，航行更加安全，通航環境顯著提升

為了實現讓航行更安全，讓水域更清潔的目標，通過三年無人機巡航工作的開展，各地通航環境及秩序，各類違法行為得到良好的震懾，問題發現數量逐年降低，整體水平得到良好改善。對影響通航秩序的問題，通過無人機實時現場直播，及時解決，有效維護通航秩序。巡視水域內存在有礙航行安全的漂流物、礙航物等通過無人機電子巡查及時發現實時處理，巡視水域環境中對巡航中發現的船舶污染水域事件及時處理，有效保持通航水域環境。

3.2反應速度快，快速響應

在執行演習任務、重大活動安保任務期間，使用無人機迅速抵達水上事故點，通過搭載在無人機上的空中喊話設備和高清拍攝鏡頭，將現場實時畫面與海事指揮中心對接，現場實時回傳現場畫面，為海事部門指揮調度進行決策提供參考。同時通過遠程投放系統，將救援物資定點投放，實現高效快速的救援，確保人員安全第一。

3.3減少基層一線人員的工作負擔，提高了執法成效

有效減少一線工作人員的工作負擔，提高執法成效，擴大巡查范圍，在現行工作機制下，執法人員可以便捷的在后臺監督整個行政檢查和執法取證查處全過程，并提供便利的銷號閉環管理工作平臺。通過對通航環境和船舶航行停泊秩序執法取證管理過程中，無人機飛行姿態、拍攝視角、畫面分辨率等研究制定規范、統一標準，提升數據采集質量與人員工作效率，并為后續引入圖像智能識別、大數據分析等技術，實現智能化電子巡航打下良好基礎。

3.4降低巡航成本

相較于費用較高的海巡艇，無人機在成本方面占據很大優勢。海巡艇的人工、油耗、維護、保養等高消費、高能耗也在一定程度上制約了海巡艇的使用，無人機價格較低、維護簡單，運行成本遠低于海巡船，且大部分無人機為鋰電飛行，在環保方面更加符合國家提出的節能減排要求。同時，無人機可以根據實際情況，靈活配置高清攝像頭、喇叭、強光燈、紅外熱成像儀、救生圈等設備，提高海事監管效率，提升人命救助能力。

4 未來展望

4.1進一步豐富應用場景

未來將結合無人機航拍影像數字化、智能化處理技術，進一步在多方面拓展應用，具體包括：①排查侵占、損壞、污染航道與港口岸線的情形;②排查航道、航道保護范圍、航道規劃控制范圍內、港區水域等擅自或者不按照審批要求建設與航道、港口有關的工程設施的情形;③排查航道、港區水域的助航標志、水上交通安全標志等設施情況和水域作業活動現場安全情況;④排查船舶影響通航水域交通安全和造成水體污染的航行、停泊和作業行為。

4.2探索非接觸式水上交通檢查工作

2020年防疫工作的常態化執行帶來工作大環境的變化，需要進一步探索無人機搭載高清相機、人臉識別系統、喊話交互設備，執行水上檢查工作：①抽查、復核船舶、船員信息;②利用執法大數據比對、視頻智慧分析等，選擇安全監督目標船舶實施船舶安全檢查或者現場監督，及時發現過往船舶安全隱患和潛在的水上交通違法行為;③水路運輸經營者、運輸船舶、從業人員等違反水路運輸經營管理規定的行為。

4.3 進一步完善無人機巡航電子巡查工作機制

無人機平臺化管理通過長期開展，已經積累形成了大量的影像資料和數據，同時積累了水上執法經驗，與現有業務管理系統通過地理信息關聯等手段，實現更深入的數據價值挖掘，可以進一步地提高無人機海事巡查信息處理分析能力，并為無人機海事巡查問題清單的智能填報、執法現場的智能識別提供良好的支撐。

5 總結

隨著水上行政執法部門監管模式轉型升級的需要，各項新的科技手段不斷地在水上執法應用中得以嘗試。目前，南京市地方海事局在無人機巡航方面進行了有益的探索，結合執法工作要求制定一套包含工作程序、作業方式、平臺管理、評價體系等的電子巡查工作機制，證明了無人機完全能夠很好地應用到水上執法領域中。水上無人機電子巡查提高了通航環境維護、巡航執法、應急處置和突發事件搜救能力，進一步補充完善了水上執法監管服務體系。