無人機搭載嗅探設備監測船舶尾氣研究

李亞軍（鹽田海事局，廣東 深圳 518081）

一、引言

近年來，無人機因靈活性高、可操作性強等優點已廣泛應用于陸地工業園區環境質量、交通運輸及道路周邊污染擴散監測、城市低空空氣質量監測等環保領域。目前，無人機已逐步應用于船舶大氣污染監測方面，在船舶污染排放監測中，無人機可以彌補定點監測機動性不足的問題，突破水上作業的客觀條件限制，對在航船舶尾氣進行有效監測。2017—2018年，長江沿岸地方海事部門已經在基于無人機的智能化水上作業領域做出嘗試并取得初步成效，2020年3月至5月，海事部門在長江、天津港等區域開展無人機監測船舶尾氣應用探索，取得較好成效。2020年7月至12月，鹽田海事局聯合第三方開展無人機搭載嗅探設備監測船舶尾氣項目（以下簡稱“項目”），項目采用了多旋翼式無人機搭載Sirius-E2專業型空氣質量及污染排放監測傳感器，數據處理依托船舶排放快速篩查系統可實時反算燃油硫含量。項目使用的無人機搭載嗅探設備監測系統主要由旋翼式無人機、嗅探傳感器模塊、飛行控制器、船舶排放快速篩查系統等組成，可通過4G網絡進行數據傳輸，并通過云平臺進行實時數據監控。執行監測任務前先選取目標船，根據目標船的速度、航行方向和船舶羽流（船舶內燃機排氣差生的氣流）等信息，對無人機的飛行軌跡進行估計，對獲得的信息進行處理，確定無人機飛行計劃，進行羽流測量。同時，將監測數據傳到船舶排放快速篩查系統進一步處理，處理的數據包括：根據燃料碳平衡原理計算特定氣體的排放系數、測量時間、傳感器的測量數據、燃油硫含量值（FSC）和全球定位系統（GPS）信息。……