无人船、无人机在太湖水域搜救应急应用

2020-06-30晏洋

交通企业管理 2020年4期

□晏洋

太湖是我国第三大淡水湖泊，位于长江三角洲南缘，地处江苏省和浙江两省的交界处。太湖湖泊面积为2 400平方公里，水域宽阔、湖区暗礁及自然航道较多，航行条件差，水位浅，平均水深仅为1.9米，河床呈鹅蛋状，平坦坚硬，遭遇雷暴天气，波短浪大频率快，事故险情多发。

目前，太湖水域仅在太湖二号桥和石公山设置了搜救基地及一个搜救站，搜救应急处置装备仍以海事船艇为主。事故发生后，受限于自身艇力航速以及航线限制，导致救援艇和人员达到事故现场耗时较长，搜寻效率较低且精准度差，因此，如何利用新技术、新装备加快搜索进度，提高主动搜寻精准度从而达到快速反应，精准定位，缩短搜索时间，提高对事故险情的处置效率是迫切需要解决的问题。

一、太湖水域搜救应急处置问题及其解决思路

1.太湖水域搜救应急处置问题与不足

针对苏州太湖水域搜救应急现状，对比国际公约、国内法规、规范性文件对水上事故险情处置要求，当前太湖水域搜救应急存在以下几个问题。

（1）西太湖存在通信盲区，搜救指挥系统支持有限。西太湖水域存在通信盲区，移动、电信等基站信号覆盖不到。太湖湖泊面积为2 338平方公里，太湖两端直接距离约40～50公里，而移动、电信基站信号覆盖范围一般约为3～4公里，西太湖部分区域存在通信盲区，船舶一旦遇险，无法和岸基管理部门进行顺畅的信息互通。内河船舶遇险后一般采用手机报警，由于受到通信盲区影响，遇险船员报警通道不畅，手机信号时有时无，船舶报警信息不能很好地传给搜救指挥中心，增加了前往救援的海巡艇搜寻失事船舶的难度。目前，苏州市水上搜救应急处置中心信息化系统主要有AIS系统和江苏Vits系统，但在进行事故险情处置时，具有一定的局限性。AIS系统受基站布置影响，不能覆盖整个太湖水域；而江苏Vits系统仅仅对江苏籍内河船舶进行了安装，外省船舶没有安装。因此，发生事故后，不能完全利用AIS、Vits系统对遇险船舶进行快速定位，信息化系统不能发挥应有作用。

（2）搜救应急手段单一，搜寻效率不高。苏州太湖辖区只有一处搜救基地，另外，在石公山建了一个搜救点，搜救点配有海巡艇和人员驻守。由于太湖湖区水域点多、线长、面广，湖区主要搜救手段就是海巡艇和救助船，一旦发生事故险情，搜救指挥中心第一时间通知海巡艇前往搜救。由于搜救应急手段单一，搜救船艇受其自身航速限制,抵达事故现场实施遇险搜救耗时较长。另外，内河救援艇力普遍吨位较小，高度受限，目视距离范围较小，尤其是能见度不良以及恶劣天气时，搜寻效率低。

（3）辖区自备船舶设施简陋，遇险定位困难，增加搜救难度。太湖水域隶属两省三市（江苏省苏州市、无锡市、浙江省湖州市）管辖，其中，苏州辖区占总面积的2/3,达到1 600余平方公里，无锡辖区水域面积近700平方公里。太湖湖面宽广，辖区渔业船舶、皮划艇、农用自备船舶共有2万余艘。这些自备船舶设备简陋，一般没有配备通讯定位设备，驾驶人员一般也不具备航海知识，在太湖水域习惯随意航行。一旦发生事故险情，由于太湖辖区范围广，而驾驶人员又不能精确告知遇险位置，给搜救应急带来困难。搜救船艇由于受吃水限制，需要按照航路前往遇险水域搜寻，导致搜寻定位遇险船舶时间长和到达遇险水域时间长。有时到达遇险水域后，受水深影响无法靠泊遇险船舶，给事故险情后续处置带来了困难。

2.太湖水域搜救应急思路

水上事故遇险搜救应急需要面对广阔的水域,无人船、无人机可快速、高效、便捷地对遇险目标进行定位与显示，在通信盲区水域，通过配载相关通信设备，可以起到通信中继的作用，在水上搜救应急中可作为搜救船艇的补充手段，弥补太湖水域搜救应急中存在的问题与不足。

（1）解决西太湖通信盲区问题。西太湖盲区有两种解决途径：一种是在西太湖岛上建移动基站；另一种是在移动船舶或岛屿上建卫星中继。考虑到太湖当前实际情况，初期可以在湖中岛屿或西太湖附近驻守航行船舶的上层建筑设置卫星中继，解决湖中移动通信盲区。后期，在湖中岛屿上建设移动基站，解决西太湖通信盲区问题。

（2）解决搜救应急手段单一、搜寻效率不高的问题。目前，无人船、无人机系统已经比较成熟，已经在相关领域具有成熟的应用经验。在搜救应急方面，可以借鉴无人船、无人机在其他应用领域具有快速性、遥控性、机动性等方面的优势大胆引进，在太湖水域搜救应急中开展辅助应用，可较好地解决太湖水域搜救应急手段单一、搜寻效率不高的问题。

（3）解决辖区自备船舶搜救应急问题。针对辖区渔业船舶、皮划艇、农用自备船舶设备简陋、习惯随意航行、遇险后不能精确告知遇险位置的问题，可以利用无人船、无人机出警反应快、可视范围广、配载设备多的优势，迅速出警，快速定位，第一时间到达遇险现场，快速定位遇险船舶，通过配载设备采用遥控投掷、远程指挥、远距离喊话通讯等手段，可以较好处置自备船舶事故险情。

随着计算机技术、通讯技术、无线控制等技术的发展，无人船、无人机在我国完成了从军用到民用的渗透过程，在测量、防污、安防、巡航等领域有了广泛的应用。面对太湖水上事故遇险搜救应急需的广阔水域,无人船、无人机可快速、精准地对遇险目标进行搜索、定位和信息传输,具有快速、机动性强、覆盖范围广，无人员伤亡风险等优点，作为实艇搜救的有效补充，既丰富了搜救手段，又有助于提高水上搜救的效率，减轻危害，避免损失的扩大。

二、太湖水域无人船、无人机辅助搜救应急需求

2017—2019年，苏州辖区太湖水域共处置险情360起，占苏州辖区险情处置的30%左右。太湖水域湖岸总长405公里，湖区内共有52个岛屿，湖区暗礁较多，沿岸入湖口众多，航线多达15条；太湖水域现有游客集散中心码头11座，游艇俱乐部码头3座，还有渡口1个，旅游船艇200余艘，货运航道日均通航船舶近千艘。此外，渔业船舶及农用自备船舶近2万余艘。湖区点多线长面广，事故险情多发，水上安全搜救应急工作量较大，需要引入无人船、无人机辅助搜救应急。

三、太湖水域搜救应急防控重点

根据对太湖水域船舶交通流和事故险情特征进行分析，总结出太湖辖区搜救应急防控重点如下。

1.重点时段

（1）碰撞事故。每年第三季度为事故多发季节，其中，06：00—08：00、10：00—12：00、14：00—16：00、18：00—20：00等为碰撞事故多发时段。

（2）搁浅事故。一年中第一季度和第四季度事故多发，其中，12：00—24：00 时间段、交接班时间段搁浅事故较多。

2.重点水域

（1）碰撞事故。西太湖，大雷山、太湖1号至2号航标附件水域等。

（2）搁浅事故。太湖13号至14号航标附件水域、大雷山等。

（3）旅游船舶集中营运区也为重点监管水域。

3.重点船舶

（1）江苏本省。盐城、泰州籍船舶。

（2）外省。浙江籍、安徽籍船舶。

另外，旅游船舶、危化学品船、农用自备船舶也是监管重点船舶。

四、无人船、无人机搜救应急应用模式与系统建设方案

1.搜救应急应用模式

无人船、无人机系统由地面控制指挥中心和无人船无人机两个部分组成。无人船、无人机通过配备的GPS/IMU系统获取定位信息，地面控制指挥中心通过相关软件可以对无人船、无人机进行远程遥控指挥。

操作人员接到搜救应急任务后，首先利用地面控制中心相关软件进行航线设计，包括航（飞）行路线、开启或关闭相关传感器等；接着利用无人船、无人机搭载相关任务传感器到达目标现场，通过地面控制中心可以观察和控制无人系统的运行状态，遥控指挥无人船、无人机执行拍照、录像等指令。同时，通过4G或定向网络回传相关影像数据。搜救指挥中心通过这些数据进行分析、研判、决策并进行指挥。具体应用模式如图1所示。

图1 无人船、无人机搜救应急应用模式

2.系统建设方案

太湖水域无人船、无人机应急监控网络系统建设可分为3个阶段考虑。

（1）研究试验阶段。目前，太湖水域仅在太湖二号桥和石公山各设置了一个搜救基地和一个搜救站。研究试验阶段可在石公山搜救站进行试点布置，各配备1套无人船、无人机系统，安排2～3名人员参与相关操作培训。主要进行应急数据采集、实时监控、数据传输和管理、事故险情搜救、应急处置等实践，着重掌握无人船、无人机在搜救应急中的应用技能，为试点应用奠定基础。

（2）大规模实施阶段。考虑太湖水域搜救站点实际、事故险情多发区域和VITS、AIS、CCTV等系统情况，选择在石公山、二号桥、大雷山、西太湖、太湖12号至14号航标附近等水域布置，初步形成太湖水域无人船、无人机海事监管网络。同时，需要持续投入资金和时间培养无人船和无人机的操控专业人员（也可委托第三方机构），建立常态化的无人船、无人机应急救援技术团队，保证“陆海空”多维度的搜救应急。

（3）网络建设和应用阶段。在研究实验阶段和大规模实施阶段的基础上，建设一个太湖水域无人船、无人机网络指挥中心，通过该中心可以协调和管理无人船、无人机海事监管网络的各个节点，同时，通过制定详细的无人船、无人机工作流程和实施规范，指导无人船、无人机海事监管网络节点进行搜救应急。在发生突发性水上交通事故或环境污染事故时，各个无人船、无人机海事监管网络节点能协调一致，共同应对。