無人機在南京市內河航道水上巡航中的探索與應用

丁浩，黃健

（南京市交通運輸綜合行政執法監督局，江蘇 南京 210000）

為了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，根據特性針對性研究和應用適合于水上巡航作業的一整套智能化技術手段是有必要的。目前，水上巡航主要采用固定視頻監控設備、水上執法船開展通航安全巡查、生態環境保護和執法調查取證相關工作。本文運用飛行平臺、高清變焦相機、空中喊話器、5G 直播等先進技術手段，探索性地引入無人機及相關前沿成套技術，形成“新技術裝備+新專業人員+新常態化應用”的方式，提高智能化程度，進一步減少人力投入和人工干預，提高作業效率、效果，促進生態經濟和諧發展。

1 應用背景

南京全市內河（長江除外）現有航道總里程645 公里，主要通航航道為秦淮河、秦淮新河、滁河、馬汊河、劃子河、駟馬山干渠、蕪申運河、水陽江，共設有交通船閘5 座，通江口門上通航水利閘3 座，船舶年進出量10 萬余艘次。內河鄉鎮渡口3 道，水上風景游覽區10 個，游客年接待量100 余萬人次。日常水上巡航及特定條件下的應急救援工作，由于水面廣、船舶視角狹隘、航行速度慢，存在難迅速定位、難全面取證、難快速到達、難及時救援等工作難題，本項目即是運用先進的無人機裝備及其配套工作設備組，既能滿足內河干線航道、水上旅游區、水上作業區的特殊作業環境，又能與南京市交通運輸綜合行政執法監督局工作職能和需求相結合，提供更全面、直觀、迅速及時的探查響應手段，以實時視頻、區域航拍圖片等為工作成果，輔助相關工作的開展。

南京市交通運輸綜合行政執法監督局管轄范圍包括：對秦淮新河、滁河、蕪申運河、玄武湖、夫子廟、金牛湖等水上風景游覽區和水工作業現場以及蘇皖兩省交界渡口水域、長江沿線港區等進行巡視，對沿湖（河）通航環境、船舶航行、停泊秩序、船舶污染等情況在水上巡航管理系統進行實時畫面傳輸和拍照取證，制定通航環境無人機巡查考核規定，對全市各區水域通航情況進行季度考核和年度考評，對轄區內長江沿線港區、生態修復和土地利用情況巡航影像資料在系統平臺上實現地圖化管理，探索無人機技術在長江岸線生態修復領域的應用，對轄區內長江沿線港區、生態修復和土地利用情況等進行試點巡航，并形成實施方案報告，同時方便執法管理人員對視頻圖像數據的進行隨時查看和問題清單的管理和統計工作等。

圖1 南京航道范圍圖

2 無人機應用情況

2.1 巡航內容

運用無人機空中巡查的方式，實現對主要航道、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；制定通航環境無人機巡查考核規定，對全市各區水域通航情況進行季度考核和年度考評；實現系統化全過程管理；參與演習、救援及重大活動安保任務。

巡航范圍覆蓋秦淮河、滁河、馬汊河、蕪申運河，玄武湖、夫子廟、金牛湖、固城湖等主要景區水域，蘇皖交界通航水域、水工作業水域（航空管制區除外）。每月至少一次巡航。

2.2 無人機水上巡航執行情況

2.2.1 巡飛排查

圍繞工作要求，根據現場實際情況，并仔細研習《南京市地方海事系統水上巡航工作規范》細化了內容和標準。定義為六大工作內容，分別是：

（1）通航環境巡查。運用無人機對船舶等設施違法排放污染物、礙航物、妨礙通航違法行為、違反安全規定施工作業行為、航道設施建筑物損壞情況、水上交通事故及安全隱患、水文氣象情況進行自主巡查。

（2）航道設施管理。運用無人機對岸線及后方陸域、港口、碼頭、渡口及配套設施、生態修復情況進行巡航建檔。

（3）船舶秩序監控。運用無人機對超載等顯性違章行為、礙航錨泊行為、船舶集散地停泊秩序、交通管制水域船舶航行情況、重點監管船舶進行監控留證。

（4）事故應急救援。運用無人直升機搭載救援設備，對遇險船舶及遇難人員進行應急探查、現場控制和實施初步救援。

（5）防汛查險。運用無人機在汛期對防汛設施、護岸、防洪堤等進行快速檢視、評估。

（6）疫情防控。運用無人機搭載高空喊話設備，對過往船舶及相關人員進行高空喊話，宣傳疫情防控要求，投遞防疫物資等。

圖2 無人機巡查內河航道

2.2.2 工作流程

經過五年工作的不斷磨合，將技術能力與各執行單位工作要求相結合，形成一套較為完善的六步工作流程，具體如下：

（1）計劃編制。參照《關于印發江蘇省交通運輸綜合執法領域行政檢查工作規范的通知》與《南京市地方海事系統水上巡航工作規范》規定的工作內容，結合以往巡航問題特征，制定每月巡航計劃。

（2）航飛直播。運用無人機配備高清變焦鏡頭搭載視頻直播設備，將無人機飛行至巡航區域，保持飛行高度60 至80 米，視頻角度為斜向下45 度角均速飛行，巡航時拍攝的現場視頻通過5G 無線網絡傳輸鏈路發送至應急指揮中心大屏，同時也在系統平臺與手機客戶端實時推送，指揮中心接收到信號推送后，可以確認目標位置信息和現場情況，便于指揮調度執法人員到該區域進行救援或執法。

（3）問題取證。通航水域內利用無人機實施水上巡航工作，在實施巡航過程中發現問題，無人機下降高度，圍繞違法行為主體拍攝視頻與照片留證，并利用變焦功能，多角度記錄違法船只船號等信息，并同步反饋轄區管理部門，由執法人員及時制止、督促糾正，并按照有關規定進行調查處理。

（4）系統部署。完成水上巡航工作計劃后，巡航數據部署至系統平臺，通過系統平臺可查看拍攝時間，確定違法位置，記錄現場照片與視頻，數據全過程可溯可查，可進行視頻回放、軌跡聯動、問題清單錄制等操作。

（5）評估考核。每月巡航結束后形成《無人機巡航報告》提交市局和各管理處，季度（年度）通航環境考核結束提供通航環境考核和分析報告。

（6）綜合分析。通過無人機巡航報告與系統問題清單，分析問題位置與分布情況、問題趨勢與治理進度把控，為下階段工作提供指導意見。

3 無人機水上執法應用成效

自2018 年利用無人機輔助巡航服務，至今已持續五年，順利完成7382 公里巡航任務，排查84 處問題，編制60 份評價報告。考慮到整個交通運輸行業尤其是綜合執法領域在治理體系和治理能力現代化、科技信息化發展的總體要求，執法公正、信息公開、取證可溯可查的工作規范，以及大體量精細化管理與人力財力不足的矛盾帶來的智能化發展趨勢。水上巡航組聯合技術服務單位做好以下技術儲備。

（1）無人機巡航行政執法管理系統。該系統通過南京水上五年工作的優化，涵蓋一整套執法監管功能，能較好地滿足江蘇省關于建立“雙隨機、一公開”監管為基本手段、重點監管為補充、信用差異監管為基礎的新型監管機制。

（2）全市重點水域基礎信息庫。涵蓋了碼頭、橋梁、船閘、渡口、錨地、游覽區、水上服務區、水上執法站等九大類信息，細分56 個類別、283 條基礎信息。有助于全面掌握實際信息情況，編制年度計劃，及時動態調整執法基礎信息。

（3）全年無人機巡航直播視頻地圖影像數據庫。能有效響應執法行政檢查關于有效記錄巡查頻次、時段和檢查內容，實現執法全過程記錄的要求。

（4）無人機巡航電子巡查工作機制。能有效響應建立電子巡查工作機制和管理辦法，確定定期巡查頻次、覆蓋范圍、問題交辦處理閉環流程和臺賬記錄。

4 結語

通過五年無人機巡航工作的開展，各地通航環境及秩序的各類違法行為得到有效的震懾，問題發現數量逐年降低，整體水平得到良好改善。有效減少一線工作人員的工作負擔，提高巡查覆蓋面，在現行工作機制下，處置人員可以便捷地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。