无人机在航道管理中的应用浅析——以苏州航道为例

□ 王飞雄

2015年3月1日《航道法》正式实施，苏州水运发展迎来了新机遇。近几年来，苏州市累计完成航道建设投资40多亿元，整治航道里程184公里，建成沿江船闸2座，新增绿化面积87万平方米。目前，苏州市航道总长达到2786.4公里，占江苏省航道总里程的11.4%，其中，等级航道里程843.17公里。

建设成果来之不易，所有这些成就都是苏州航道人不懈努力的结果。但是，仅有建设是不够的，还要在保护上下功夫。要想守住来之不易的航道建设成果，维护好航产航权需要航道管理部门积极作为，不断创新执法手段，着力提升航道管理水平，切实履职尽责。

一、航道管理综述

目前，航道管理的主要抓手是巡航，按照《江苏省航道巡查工作规范》，巡航中重点检查内容包括航道驳岸和绿化的完好情况；航标、标志标牌的完好情况；检查航道界桩的完好情况；航道中有无影响通航的障碍物；是否有新建设施；规划控制线范围内的保护情况；是否有在航道内擅自取土（倾倒砂石）、擅自占用岸线的状况了解航道通航状况等。《江苏省航道巡查工作规范》还规定：航道巡查频次按照航道维护等级实施，二级航道每月巡查不少于8次，其中，船巡不少于4次；三、四级航道每月巡查不少于6次，其中船巡不少于2次；五级航道每月巡查不少于4次，其中船巡不少于1次；六至七级航道每月巡查不少于2次。

航道管理“量大面广”，与之相比，航道管理人员配备力量就显得相对比较薄弱，面对繁多的管理内容，监管压力巨大。虽然航道人员做了大量工作，但仍无法完全满足当前航证管理的实际要求。产生因巡航计划制定不科学或部分巡航人员主观能动性不强等造成信息滞后，使得相关工作不能得到有序展开，甚至陷入被动和僵局，给航道形象建设带来了不良影响。通常情况下，巡航采取航道艇、执法车、执法人员步行等方式开展。巡航需要检查的内容很多，在实际工作中，能够直接反映巡航情况的只有巡航日志。笔者在年度执法设备管理检查活动中发现，有的基层单位巡航日志记载的内容主观性、随意性较大，有的巡航日志存在后补的情况，造成巡航日志不能客观呈现出巡航原貌，无法真正起到巡航的作用。同时，还存在全年巡航频率不足、覆盖面不够、效率不高，以及部分航道违法行为取证难、存档资料不完备、巡航成本高等问题。要解决这些问题，无人机等新技术的应用为航证管理提供了一条新的思路。

二、无人机相关知识介绍

1.无人机的特点

无人机是利用无线遥控或程序控制来执行特定航空任务的飞行器。按飞行方式分固定翼无人机、旋翼无人机、扑翼无人机、飞艇。无人机可按照用途分为军用和民用两类，而民用无人机还可以分为行业应用类无人机和消费级无人机。目前比较常用的主要是固定翼无人机和多旋翼无人机，固定翼主要的优势在于续航，一般可达24小时，飞行高度也比较高。多旋翼续航较短，但更加灵活，操作更简单。无人机遥感监测具有分辨率高、灵活机动、响应速度快、客观准确、不受地形地貌环境影响等优势和特点。无人机巡航具有巡查成本低、人员工作量小、反应速度快、应急能力强、空中视角广、监查效果好、资料类型丰富和便于存档等诸多优点，近年来逐渐在航道管理中得到使用。

2.无人机在航道应用中的风险分析

虽然无人机存在诸多的优点和用途，但是在使用过程中受环境的限制存在诸多风险，尤其是航道环境多变，无人机天生最怕的几大因素都存在。

（1）无人机的天敌——水。航道系统中，水可以说是无时无刻不存在，但无人机却最怕“水”。一方面，普通无人机的高度感应系统在水面上感应不到水面，所以智能躲避对水面无用，导致无人机自动返航或者在水面上空飞行时，如果全靠无人机的高度感应很容易落水。另一方面。无人机属于精密电子设备，天生有怕水的属性，尤其在航道中，不光进水会造成电子元件损坏，而且进水就会掉入航道中。船只来来往往，想打捞起来较为困难。

（2）信号干扰源遍布。相关单位在对辖区内航道航拍时发现，位于航道岸边及跨域航道的设施。比如，通讯信号塔、高压电线和桥梁对无人机有着极强的信号干扰。无人机在飞过这些设施的时候，都出现过控制屏幕绿屏、GPS信号弱、控制失灵、飞机高度不稳定等问题。尤其是高压线不仅会对信号产生干扰，而且会直接导致飞机碰撞而坠落，这主要是因为普通无人机的障碍躲避系统探测不到线路而造成的。而苏州地区航道周边密布高压线、桥梁和信号塔等设施，飞行难度较大。

（3）操作能力要求高。因为无人机在天空飞行，受风力、视线、信号环境等因素影响很大，这要求操作人员要有很强的空间感知、协调操作、轨迹预测和突发情况等紧急处理能力及丰富的航飞经验。比如，无人机飞跃高大的建筑物时，地面观察人员要感知双方的距离、高度差时有一定的难度，会有较大的视觉偏差。同时，高空中风力都比较大，要稳定航行需要对无人机不断进行位置判断和修正。

（4）航道管理部门的配套设备、软件不足。无人机虽然在各个领域纷纷崭露头角，但是在航道管理中的应用才刚起步。针对航道管理部门的实际需求，如航道影像自动对比分析、水面感应、线路躲避、飞行路线记忆、更丰富的遥测技术等，还缺乏与之相应的配套设备和软件。

3.无人机在航道使用方面的相关建议

基于以上多方面的原因，无人机在航道上还未得到大规模使用。但近年来，苏州航道的实践可以发现，无人机在航道中的应用不仅可行而且非常必要。

（1）将无人机列为辅助执法装备。航道管理部门应该摒弃各自分散购买，小店零星采购的模式，统一采购，统一发放，统一管理，统一汇报使用情况和使用经验，定制适合航道管理的产品。

（2）通过使用，不断改进需求。目前，针对水域环境的无人机功能开发还相对薄弱，航道管理部门应加强无人机的使用，通过不断收集其数据和体验，及时汇总使用者的功能需求，主动对接无人机厂商，制造符合水域环境特点、满足水上使用功能要求、解决航道使用需求的无人机和相关配件、软件。

（3）建立一支航道无人机执法队伍。航道管理部门能熟练使用无人机的执法人员屈指可数，目前主要采取第三方购买服务的方式，但是未来当无人机作为执法装备的时候，就需要有与之配套的操作人员，因此，要通过培训、选拔等方式积极培育航道无人机操作人才，组建一支航道无人机执法队伍。

三、无人机在航道系统中应用场景设计

未来，当无人机真正大规模在航道中应用时，相关部门首先要考虑哪些场景使用无人机能起到事半功倍的效果。

1.用于日常巡航

优化现有巡航模式，利用无人机按照计划进行例行航拍，尤其是对目前车、船无法到达，或者巡航花费时间较多的航道进行重点航拍。例如，浒关黄埭线受铁路桥的影响，航道艇无法到达；苏虞东线受水闸影响巡航难度较大；浒关运河11.8公里河段受312国道桥影响无法巡航到位等。这3个航段如应用无人机巡航，能得到航道影像数字资料，使巡航报告立体化、直观化、全面化，并通过相关视频和图像识别技术对资料进行筛查，智能找出违章违法行为。受航道上桥梁、管线、标志牌等因素影响，无人机巡航时要注意无人机飞行的高度设定、拍摄角度以及无人机选型等。

2.作为车船载设备

将无人机作为移动执法装备，随车、船配合行动，对于巡航中由于地势等原因无法查看等情况，及时放飞无人机进行查勘，扫除巡航中的盲点，及时发现违法建筑物。对于车、船无法到达的区域，或者不方便到达的区域，可以使用无人机选择合适地段进行放飞，定点勘察。

3.许可事中事后监管

采用无人机低空航摄技术获取许可项目的影像资料，通过对比项目实施前后影像图，对比分析项目进展情况，作为许可的附属资料保存。利用无人机对在建项目进行临时抽查拍摄，与执法人员到场查勘形成对比，为决策提供依据。通过俯拍，可以核查平面布置与许可报送的图纸的一致性。例如，执法人员操控无人机从空中全程监控晋福桥主跨拆除，及时了解施工动态，掌握航道相关信息，避免了执法人员进入情况复杂的施工现场所存在的人身危险。通过航拍，执法人员对现场施工情况一目了然，在整个检查过程中未发现施工单位有向航道内倾倒施工废弃物的行为。有了这双监管“天眼”，航道执法人员可不受时间、空间与地形等条件制约，不仅能有效掌握现场情况，加强许可项目的全过程监管，还能进一步提高航道行政执法效能。

4.基于电子航道图的可视化业务管理系统

利用无人机与多波束等技术的融合，可以实现航道地形、水流、水深、洲滩变化、岸坡冲刷等信息的大区域快速采集，形成航道电子图。同时建立航道数据中心，展现航道基础设施的动态、静态信息，通过航道异常信息自动识别和提示，全过程监管许可事项。也可以通过建立桥梁通航高度显示系统，向过往船舶实时播报当前的桥梁可通航高度，以保证船舶和桥梁的安全。

5.证据收集和补充

目前，对于市民的投诉举报，从航道执法人员接到举报电话，到到达指定地点所需的时间较长，很难获取第一手的违法证据。而无人机可第一时间放飞，抵达现场进行证据收集，便于及时发现并有效制止违法违章行为，一定程度上起到震慑的作用。还可以利用无人机噪音小、不容易被察觉的特点，隐蔽接近违法现场，通过不同角度的拍摄对违法现场进行更好的记录。

6.许可前的实地核查

根据建设单位的申请资料和其提供的图纸，航道执法人员到拟建项目现场实地勘察时，可以利用无人机做好勘验影像记录。对于一些需要测量管道出土点距离的过河设施的许可，可以利用无人机航测技术进行测量，确保管线埋设位置和报送图纸一致。由于拟建的临时码头后方场地堆放了大量土方，导致航道执法人员无法接近勘验现场。航道执法人员借助无人机对勘验现场进行拍摄，通过拍摄的高清视频和反馈的相关信息，执法人员能较为全面、准确地掌握现场情况，直观地了解拟建码头对航道的影响程度。

7.对外宣传

利用无人机对重点航道段落进行多角度拍摄，宣传生态航道建设，扩大航道部门的影响力，打造样版航区。同时，利用无人机宣传航道法等法律法规，起到普法的目的。

8.船闸现场指挥和调度

利用无人机拍摄突发情况，实时将现场情况回传至指挥中心辅助决策。对船闸管辖区域进行实时航拍，可以记录船舶进出闸航行动态、上下游航道船舶待闸情况，并与水面船艇巡查、地面安全巡检无缝衔接，方便调度人员根据航拍情况进行指挥分流、超前预控。

9.检查航道通视效果

利用无人机模拟船舶实际行驶的线路，通过反复观看影像，观察航道两侧的有关设施，检查航道尤其是弯曲段航道的通视情况。

四、结语

航道管理部门将按照规划继续高质量推进航道整治工程，加快构筑高等级航道网络，苏州市干线航道网规划将以三级、四级航道为主骨架，五级航道为补充，构成干线相通、层次分明、通江入湖、连城达港的航道网络。在加大建设的同时，苏州航道管理部门也在不断加强航道执法力量，创新监管方式。实践表明，无人机的使用潜力巨大，在航道管理中的应用场景广阔，这就要求相关部门要在使用中不断摸索，探究无人机在更多航道管理中应用的场景，实现航道精细化、信息化管理。