無人機在船舶引航領(lǐng)域的應(yīng)用探究

黃智

現(xiàn)代船舶引航領(lǐng)域發(fā)展注重采用先進性技術(shù)內(nèi)容與設(shè)備，例如引入無人機設(shè)備技術(shù)來提升港口船舶引航系統(tǒng)，充分提升系統(tǒng)的自動化、智能化、專業(yè)化水平，這對港口引航的整體運作效率、準(zhǔn)確性提升是很有幫助的。在這一過程中，有必要科學(xué)設(shè)置、智能化裝配無人機，確保無人機能夠相對完整且清晰地勘察港口海況，如此對船舶也能起到良好的協(xié)助與引航價值作用。

無人機即無人駕駛飛機（Unmanned Aerial Vehicle，UAV），它的整個飛行過程全部在電子設(shè)備的控制下自動完成，所以無人機上不會安裝任何與飛行員相關(guān)的設(shè)備，如此可騰出更多空間來裝載更為重要的工作設(shè)備。目前的無人機主要通過無線電遙控設(shè)備或者自備程序控制裝置操控飛機，因此其能夠被應(yīng)用于眾多行業(yè)領(lǐng)域中，完成正常飛機所不能完成的某些高危作業(yè)任務(wù)。在我國船舶引航技術(shù)領(lǐng)域中，無人機技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，它配合GPS、AIS、雷達等等引航儀器設(shè)備建立基本船舶引航系統(tǒng)，即位于船體外側(cè)的船外引航系統(tǒng)。

利用無人機的跟蹤、遙控、定位、航拍以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷囗椆δ軆?nèi)容，它可以實現(xiàn)對引航站的有效利用，建立無人機船舶引航機制，實施全方位實時、實景遠程監(jiān)控。在這里，它還利用到了無人機信息實時采集功能，主要對船舶航線信息進行針對性觀察與分析，確保引航員能夠通過接收有效信息來控制船舶，發(fā)出各種控制指令，相對穩(wěn)健、高效率地開展各項引航工作。如此對于保證船舶航線準(zhǔn)確、航向安全是非常有利的。

（一）基本用途

從無人機與船舶引航系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系看來，它借助到了無人機的跟蹤、定位、遙控、航拍以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ軆?nèi)容，主要實現(xiàn)了地面引航站的船舶多角度實時實景遠程監(jiān)控。同時，地面站也能實現(xiàn)對船舶航行信息的更廣泛采集與分析，生成有助于船舶航行信息的操作指令，并將這些信息建議全部實時傳遞給引航員，配合船外第三方協(xié)助，確保引航工作平穩(wěn)開展。

（二）價值作用

在船舶中，引航員需要結(jié)合引航工作具體流程對船舶中各個助航儀器進行分析，建立良好的動態(tài)環(huán)境觀察機制，準(zhǔn)確判斷各種船舶指令操控流程，且要與港口各個部門保持良好的信息溝通聯(lián)動關(guān)系。可以見得，引航員的船舶引航工作是非常繁復(fù)的。在引入無人機以后，則可獲得來自于第三方的更多引航數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息都交由船外引航站處理。無人機的加入是能夠在一定程度上降低船舶引航風(fēng)險的，其對于提高引航服務(wù)質(zhì)量也頗有幫助。大體來講，無人機應(yīng)用于引航領(lǐng)域中的主要價值作用體現(xiàn)在以下3個方面上：

首先是能夠與地面站形成協(xié)同工作機制，確保建立第三方助航系統(tǒng)，如此就形成了全新的引航思維。

其次是通過無人機對船舶導(dǎo)航進行有效支持，例如將無人機所采集的視頻信息實時傳遞到地面站，并建立地面引航站，結(jié)合信息觀察與計算準(zhǔn)確判斷船舶航向與船位，測試航速。及時給予各種提示。

第三是對船舶進行護航作業(yè)操作，保證無人機能夠隨時跟蹤船舶采集相關(guān)傳輸信息數(shù)據(jù)，接收護航指令內(nèi)容。當(dāng)船舶靠近障礙物時，系統(tǒng)就會發(fā)出聲光信號予以警示，如此可起到護航作用。

總體來說，利用無人機輔助操控、支持船舶運行是很有必要的。即利用無人機助航系統(tǒng)實現(xiàn)對船舶離泊動態(tài)的即時實景監(jiān)控觀測，結(jié)合地面站行動預(yù)判分析引航操作內(nèi)容，保證操船過程準(zhǔn)確有效，不出現(xiàn)任何錯誤。

（一）應(yīng)用思維

在無人機助航系統(tǒng)中就包含了地面站、無人機以及可移動信息接收終端3部分內(nèi)容，下文具體來談：

首先要建立地面引航站，它主要用于操控?zé)o人機，針對無人機的所有采集信息內(nèi)容進行實時接收與處理，如此就形成了助航信息指令功能體系，它對傳輸信息數(shù)據(jù)很有幫助。

其次是助航無人機，它所采用的是專門采集船舶引航信息系統(tǒng)，結(jié)合信息傳送過程分析地面站與移動終端，保證無人機操控到位，同時可實現(xiàn)對地面引航站所發(fā)出指令的即時執(zhí)行。

第三是可移動信息接收終端，主要對終端內(nèi)接收與顯示的引航地面站、無人機所發(fā)出信息進行分析，并同時發(fā)出請求信息。

圍繞引航環(huán)境進行無人機信息采集與傳輸過程中，引航地面站主要負責(zé)接收和處理信息，最后將已處理信息傳遞給引航員。

（二）可行性分析

通過無人機助航系統(tǒng)，可實現(xiàn)對船舶引航領(lǐng)域技術(shù)的有效應(yīng)用，體現(xiàn)其系統(tǒng)應(yīng)用可行性，滿足船舶引航操控需要。

首先，它對無人機提出了具體技術(shù)要求。配合無人機現(xiàn)場助航儀器，它可以滿足相對苛刻的硬件要求，例如保證無人機在相對惡劣的環(huán)境中飛行，提高無人機的可抗性能，在某些極端的自然環(huán)境中也能進行船舶船位定位，這對提高船舶航行可靠性幫助很大。再者就是續(xù)航性能，主要分析在數(shù)據(jù)采集以及傳輸過程中無線設(shè)備的有效應(yīng)用過程。

其次，它對引航地面站提出了具體技術(shù)要求。主要利用無人機傳輸數(shù)據(jù)，合理接收、整理、測算、評估與實時傳送相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容。例如針對引航員所提出的終端要求就可協(xié)助引航員調(diào)整引航工作狀態(tài)，對船舶航行狀況做出正確判斷，這大大提高了船舶航行的安全性。

在利用無人機助航系統(tǒng)以后，船舶引航工作突破了原有船舶操控的單一方式，它發(fā)展形成了全方位立體式船舶引航技術(shù)體系，拓寬了船舶航行思路。

在船舶引航系統(tǒng)中采用無人機助航系統(tǒng)，是希望發(fā)揮系統(tǒng)優(yōu)越性能，為此在正常操作過程中也必須明確以下幾點注意事項問題。

首先，在無人機方面，需要保護其助航系統(tǒng)。特別是在極端自然條件下做好定位，確保無人機航向穩(wěn)定可靠，同時對無人機的電池續(xù)航能力以及數(shù)據(jù)采集能力進行分析，確保傳輸性能有效提高。

其次，在引航地面站方面，需要合理運用信息處理儀器，做好相關(guān)數(shù)據(jù)處理工作。在整個數(shù)據(jù)傳輸過程中應(yīng)該保證數(shù)據(jù)運行準(zhǔn)確及時到位，建立高效率處理機制，精準(zhǔn)、有效發(fā)出各項控船指令。

最后，在引航員終端方面，需要采用移動式手持終端設(shè)備，如此可實現(xiàn)對無人機的準(zhǔn)確快速操控。另外，引航員必須第一時間接收來自于無人機的傳送圖像數(shù)據(jù)，對引航句式作出精確合理判斷。

目前的無人機助航系統(tǒng)在船舶引航系統(tǒng)建設(shè)中發(fā)揮了重大價值作用，它結(jié)合先進科學(xué)技術(shù)對無人機引航系統(tǒng)進行完善，確保構(gòu)建相對完善、先進的引航系統(tǒng)，全方位提高了船舶航行安全性。