我国沿海海事监管飞机布局配置

高学英, 孙 迪, 刘胜利, 高 晖

(1.交通运输部 规划研究院，北京 100028； 2.北京联合大学 自动化学院，北京 100101)

我国沿海海事监管飞机布局配置

高学英1, 孙 迪2, 刘胜利1, 高 晖1

(1.交通运输部 规划研究院，北京 100028； 2.北京联合大学 自动化学院，北京 100101)

针对我国海事监管系统存在的不足以及新时期海上安全形势对安全监管的要求，阐述海事空中监管能力建设的必要性。比较分析各备选机型的技术特点、性能参数、购置成本以及在各项海事监管工作中的优劣势，明确各机型的功能定位和适宜作业水域，提出多机型的海事空中监管体系框架以及合理布局、优化配置、全面覆盖和重点加强的布局配置原则。根据海事监管需求，综合考虑海事监管部门的能力和分布、各机型的性能和购置成本等因素，提出以小型固定翼飞机和轻型直升机为主、多型无人机为补充和加强的沿海海事监管飞机布局配置方案。

水路运输；海事监管；布局配置；应急指挥；多机型；无人机

经过多年的建设发展，我国海事系统已初步建成以船舶、飞机、船舶交通管理系统(Vessel Traffic Services, VTS)、船舶自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)等为手段的立体监管体系[1]，一定程度上强化了我国海事监管的能力。然而，目前我国空中监管能力相对薄弱，一定程度上制约了海事监管效能和海事执法能力的提高。

海事监管飞机具有安全、经济、机动灵活等特点，可在搜救巡航、危管防污、应急指挥、海事调查取证和航标巡检等海事业务方面发挥重要作用。目前美国、日本等发达国家的海岸警卫队已为海上安全监管配备多架各型号飞机，而我国海事系统仅有2架轻型直升机、1架租用的小型固定翼飞机和1架近程固定翼无人机供海事空中监管工作使用，数量严重不足。此外，十八大“发展海洋经济，保护海洋生态环境，坚决维护国家海洋权益，建设海洋强国”国家战略的提出，对海事安全监管能力提出了更高的要求。因此，构建我国海事空中监管体系是新时期海事监管体系建设的重要内容，是切实增强海事履职能力和国际履约能力，支持与配合国家海上维权行动的重要手段。[2]

通过近年对飞机在海上安全监管领域应用的持续跟踪研究发现，目前民用飞机市场上已有多款有人机和无人机，其性能特点满足海事安全监管的业务需求。[3-4]由此，在分析不同机型在海事安全监管各项业务中的不同优劣势的基础上，综合考虑我国海上安全形势、海域特点等多种因素，探讨我国沿海海事空中监管力量的布局配置问题。

1 海事安全监管需求分析

海事安全监管需求主要从监管范围和职责两方面考虑。

1.1监管范围

我国海事系统的监管水域主要包括内河、内海、领海、毗连区、专属经济区；所辖海域包括渤海、黄海、东海和南海。渤海海域南北长约556 km，东西宽约236 km，总面积7.7万km2；黄海南北长870 km，东西宽约556 km，面积约38万km2；东海东北—西南长约1 296 km，东西宽约740 km，面积约77万km2；南海面积最广，约有356万km2，最南边的曾母暗沙距大陆达2 000 km以上。

1.2海事监管主要职责

海事监管的主要职责有

1)统一管理水上安全、防止船舶污染：监督管理船舶的安全运营条件；调查处理水上安全事故、船舶污染和水上交通违法案件等。

2)外国籍船舶出入境及在我国港口、水域的监督管理；船舶载运危险货物及其他货物的安全监督。

3)管理通航秩序、通航环境：禁航区、航道等功能水域的划定、监督管理以及水上交通秩序的维护；管理沉物的打捞和清障；管理和发布通航警告等。

4)航海保障：管理沿海航标无线电导航和水上安全通信；管理海区港口航道测绘；组织、协调水上搜救等。

5)履行“船旗国”及“港口国”监督管理义务，依法维护国家主权等。

1.3海事空中监管的优势

综合考虑海事监管的主要职能，结合各型海事监管飞机的性能特点[4]，海事空中监管具有多方面优势。

1.3.1海事调查取证

使用海事监管飞机可有效弥补巡逻船速度慢的缺陷，保证反应的快速性和调查的及时性，防止溢油、排污等情况出现的肇事船舶逃逸。利用机载摄录设备可记录和保存证据，便于调查处理。

1.3.2溢油、排污监视和应急行动

利用飞机上装备的传感设备可对海上污染物的性质和数量进行监测，确定排污源，辨别和测量水下污染物。无论是白天还是黑夜，传感器都能透过云层进行探测，确定污染物的数据和位置，以便及时进行处理。机载溢油分散剂喷洒系统对大面积海上溢油的清除具有不可替代的作用，部分机型还可配备必要的救生设备、装置，承担起人命救助任务。

1.3.3应急指挥

海上突发事件发生时，可迅速派出海事监管飞机飞赴事故现场，通过机载图像采集设备和通信链路将现场信息实时回传至指挥中心或指挥船舶，协助现场指挥。

1.3.4远距离/大面积海区巡视

在海区，船舶活动远离沿海岸线，且相对分散，飞机的航速是巡逻船的4～10倍，借助高空俯视位置高、视界广的优势，监管范围相对船艇呈级数扩大态势。尤其是将船舶和飞机有效结合，可发挥各自优势，有效实现对“面”的监视和对“点”的控制。

1.3.5航标巡检、航道测量和船舶流量监测

同样借助飞机的机动灵活、巡航范围广等优势，利用其开展大范围航标巡检、航道测量和船舶流量监测工作，可有效提升工作效率。

2 海事监管备选机型比较分析

2.1备选机型性能比较

经过前期研究，适合海事空中监管的机型主要有：小型固定翼飞机、轻型直升机、长航时固定翼无人机、中程固定翼无人机、近程固定翼无人机和无人直升机等[6-7]，各机型主要性能对比见表1。

2.2各型海事监管飞机的功能定位

2.2.1小型固定型飞机

由表1可知，小型固定翼飞机具有很强的载荷、巡航能力，可负载光电吊舱、侧视雷达、AIS、搜索雷达、红外/紫外扫描仪、强光搜索灯等多种海事任务设备，适用于海事调查取证、溢油与排污监视和应急行动、远距离/大面积海区巡视、航标巡检、航道测量以及船舶流量监测等多项海事监管业务。此外，其还可装载一定的救援设备，执行部分救援任务。

2.2.2轻型直升机

轻型直升机同样具有很强的载荷能力，同样可搭载多种设备，加之其悬停能力，特别适宜现场应急指挥、海事调查取证、溢油与排污监视和应急行动等业务，但由于巡航半径相对较小(约150 n mile)，多用于近岸海事监管或随大型巡逻船(千吨级)执行远海船机立体巡航。与小型固定翼飞机类似，其也能完成部分救援任务。

表1 各型海事监管机型的主要性能比较

2.2.3长航时固定翼无人机

长航时固定翼无人机具有较强的载荷能力以及超强的巡航能力，可负载合成孔径雷达进行高空大范围海域的扫描以及远海海域的巡视。另外，在天气情况不佳时，其可降低飞行高度，甚至低空巡航和盘旋时利用光电吊舱进行调查取证，并可通过卫星链路将侦察数据实时回传。

2.2.4中程固定翼无人机

中程固定翼无人机也具有大范围海域扫描、巡视、低空巡航和调查能力，但其巡航能力和负载能力弱于长航时固定翼无人机，作用海域在500 n mile以内，其购置成本和运行成本低于后者。

2.2.5近程固定翼无人机

近程固定翼无人机由于载荷能力、巡航范围较小，主要负载光电设备，承担近岸海区的巡航工作，调查数据同样可通过视距数据链路实时回传。

2.2.6海事无人直升机

海事无人直升机属于小型无人机，由于载荷能力和巡航范围较小，主要在低空领域飞行，因此适宜在近海或随船远海进行海事巡航，部分具有替代有人直升机进行海事巡航监管和协助现场应急指挥等功能。

需要说明的是，由于无人机的无人驾驶特点，在环境恶劣、飞行存在较大安全风险的情况下，可派遣无人机替代有人机执行相关任务，以降低人员风险。

综上所述，各机型在不同海事监管业务应用上的适应性见表2。

表2 各机型海事监管业务适应性

2.3各型飞机成本比较

除了机型性能外,购置成本也是海事监管飞机布局与配置的重要考量之一。海事监管飞机的购置成本大体可分为两部分：

1) 飞机的购置成本。对于无人机而言，包括地面操控设备、飞行平台的无人机系统，机体改装费和航材备件购置费等。

2) 机载任务设备的成本。根据前期研究[8-9]，各型监管飞机的购置成本见表3。

表3 多型海事监管飞机购置成本 万元

3 海事空中巡航监管体系框架

根据前面所述的各机型的性能特点及其在各项海事监管业务中的适应性比较，提出图1所示的海事空中监管体系框架，具体情况描述如下。

图1 海事空中监管体系框架

3.1离岸50nmile以内水域

由于无人机运营费用低廉、性能可靠，可利用固定翼无人机或无人直升机进行海事调查取证、溢油与排污监视应急搜寻、航标监测以及近岸船舶和航道测量等工作；利用无人直升机协助现场应急指挥。对于风险高的港口和近岸水域，可考虑采用轻型直升机和近程固定翼有人机执行相关海事监管工作。

3.2离岸50～100nmile水域

考虑到轻型直升机的性能特点，主要利用其进行100 n mile以内海事空中监管各项工作。

3.3离岸100～500nmile水域

该水域主要利用小型固定翼飞机和中程固定翼无人机进行除现场应急指挥以外的其他海事空中监管工作。考虑到人员安全， 100～300 n mile以内水域以小型固定翼飞机监管为主，而中程固定翼无人机主要负责300～500 n mile较远海域的监管工作，而该区域的现场应急指挥可利用船载轻型直升机或无人直升机进行。

3.4500nmile以外海域

该水域主要利用长航时固定翼无人机的优越特性进行除现场应急指挥外的海事安全监管工作，现场应急指挥工作可利用船载轻型直升机或无人直升机进行。

4 沿海布局配置

4.1布局配置原则

为满足我国全海域海事监管的需要，沿海海事监管飞机的布局和配置应遵循合理布局、优化配置、全面覆盖和重点加强的原则。

4.1.1合理布局、优化配置

根据海事监管的需要，综合考虑沿海海事监管部门的分布、各部门运管海事监管飞机的能力以及各机型性能和购置成本，使各部门配置的机型和飞机数量达到最优。

由于小型固定翼飞机和轻型直升机相对于其他各型无人机安全性能更高、功能更全面，故选择二者作为海事空中监管体系的主力机型，首先进行布局配置。小型固定翼飞机主要用于300 n mile以内的海事巡航，兼顾调查取证、溢油与排污监视、应急处置等工作；轻型直升机主要用于现场应急指挥、调查取证、溢油与排污监视和航标巡检等；其他各型无人机用于空中监管体系的补充和完善。

4.1.2全面覆盖、重点加强

布局配置的各型海事监管飞机无论是在功能上还是范围上都应满足全海域覆盖的要求，对于部分水上交通流量大、风险高、监管压力大的水域，适量增加部分机型的数量，以满足监管需求。

4.2配置流程

综合以上配置原则，具体分布配置见图2，流程如下。

4.2.1主力机型全面覆盖

根据主力机型的覆盖能力，综合考虑沿海海事部门的分布与能力，首先对主力机型进行布局配置。在遵从全面覆盖原则的基础上，综合考虑主力机型购置成本，确定沿海共配置小型固定翼飞机5架，分布于烟台、上海、厦门、珠江口和三亚等重点水域；轻型直升机12架，分布于大连、天津、青岛、连云港、上海、宁波、温州、福州、厦门、珠江口、琼州海峡和三亚。

4.2.2其他机型的补充覆盖

由于主力机型布局位置间的部分近海海域空中应急协助指挥能力未得到完全覆盖，综合考虑需求、机型性能和成本等因素，确定采用无人直升机补充覆盖，分别布置于丹东、营口、秦皇岛、潍坊、威海、盐城、汕头、三亚，共8架。考虑到东海和南海300 n mile以外海域监管的需要，东海海域配置2架中程固定翼无人机，1架配载合成孔径雷达用于例行的大范围高空巡航，另1架配载光电吊舱低空飞行，用于沉船等海上突发事件的调查取证；南海配置2架长航时固定翼无人机，1架用于例行大范围巡航，另1架用于应对突发事件。

4.2.3个别水域重点加强

根据重点加强的原则，对流量大、风险较高的上海海域分别增配1架小型固定翼飞机和1架无人直升机；珠江口增配1架轻型直升机，用以增强相应水域的巡航和空中协助应急指挥能力。另外，考虑到丹东、大连、营口、天津、连云港等管辖海域地理位置重要或安全风险较高、空中监管力量相对薄弱的状

况，各增配1架近程固定翼无人机。为保障远海监管的可靠稳定，保证全天24 h内2架飞机随时待命，东海增配1架中程固定翼无人机，南海增配1架长航时固定翼无人机。

5 结 语

1. 总结分析了各种海事监管备选机型的性能特点和购置成本，通过比较各机型在海事监管各项工作中的优势和劣势，明确了各机型在海事空中监管中的定位。

2. 提出了多机型的海事空中监管体系架构，根据不同水域的监管需求和各型海事监管飞机的性能特点，确定了不同水域适用的海事监管机型。

3. 提出了海事监管无人机布局配置的原则，明确小型固定翼飞机和轻型直升机是我国海事系统的主力机型；结合我国海域特点、沿海海事机构的能力和分布特点、机型性能特点和购置成本，提出了布局配置方案。

[1] 交通运输部. 国家水上交通安全监管和救助系统布局规划“十二五”建设方案[R].北京：交通运输部规划研究院，2011.

[2] 文殿元，周秀玲，沈鹏. 立体执法—构建快速高效海上安全监管模式[J]. 中国海事, 2007(10): 18-20.

[3] 天津海事局. 海上无人固定翼飞机巡航救助应用技术研究[R]. 天津：天津海事局，2012.

[4] 广东海事局. 基于无人直升机的立体巡航监管体系的研究[R]. 广州：广东海事局， 2012.

[5] 杨立波，王旺，刘胜利. 海上巡逻救助飞机选型及其基地配备[J]. 上海海事大学学报, 2006, 27(4): 50-53.

[6] 陈小双，翟为刚，赵万里. 美国及中国军用无人机的新发展与性能分析[J]. 舰船电子工程, 2011(7): 26-28.

[7] 邓小明. 浅谈无人机在海事监管中的应用[J]. 中国水运, 2011，11(4): 30-32.

[8] 交通运输部规划研究院. 海事水上交通监管轻型直升机购置项目可行性研究报告[R].北京：交通运输部, 2013.

[9] 上海海事局. 上海海事局配置小型固定翼飞机可行性研究报告[R].上海：上海海事局, 2013.

ConfigurationofMaritimeSupervisionAircraftAlongChineseCoastLine

GAOXueying1，SUNDi2，LIUShengli1，GAOHui1

(1. Transport Planning and Research Institute, Ministry of Transport, Beijing 100028, China; 2. College of Automation, Beijing Union University, Beijing 100101, China)

In view of the defects of our maritime supervision system and new demands on vessel traffic safety supervision under new circumstances, the necessity of maritime air supervision capacity is investigated from the angle of strengthening maritime security. The comparative analysis of technical specifications, performance parameters and acquisition cost of alternative aircraft types is performed to explore the strengths and weaknesses, and suitable function assignment and suitable working waters of them. The framework of the maritime air supervision system of multi-type aircraft is proposed, and the principle of construction, rational deployment, optimal equipment configuration, complete coverage and more resources on critical areas are suggested. A preliminary scheme, that consists of fixed wing aircraft and light helicopter with complementary unmanned aircraft, is proposed according to the requirement of maritime supervision business, the capacity distribution of maritime administrative agency, and the performance parameters and acquisition costs of alternative aircraft types.

waterway transportation; maritime supervision; configuration; emergency commanding; multi-type aircraft; unmanned aircraft

2014-04-01

高学英(1983—), 男, 北京房山人，高级工程师，博士，主要从事水上安全研究。E-mail: gaoxy@tpri.gov.cn

1000-4653(2014)03-0085-05

U698； V271.3

A