浅谈水面智能无人船在灯浮标维护中的应用

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　　摘 要：本文简要介绍了灯浮标维护的现状，阐述了水面智能无人船在灯浮标巡检中需要的技术要求及实际应用，描述了新方法相对于常规方法的优势。
　　关键词：水面智能无人船 灯浮标 维护 应用
　　1.前言
　　目前国际贸易总运量的2/3以上，中国进出口货运总量的约90%是利用海上运输，而航标是保障船舶安全航行的重要设施之一。据统计，2018国内航行船舶进出港2532万艘，国际航行船舶进出口岸50余万艘。沿海航标数量从2006年的7052座增涨到2018年底的15971座，其中公用航标8574座，灯浮标4222座。随着航运的发展，航标数量的增多，给航标的维护带来了巨大的挑战。随着国家科技的不断发展，新技术、新设备在航标维护中的应用，将极大地降低航标管理维护中的成本，提高航标管理水平和航保服务质量。
　　2.灯浮标维护现状
　　2.1维护方法
　　灯浮标维护有航标巡检及航标保养两种方法，航标巡检即是航标日常巡检维护工作，按计划周期（月度）对航标进行日常性的例行检测，进行故障、失常修复工作。航标保养是指以年为周期对航标进行全面细致的现场检查和维护保养。
　　2.2维护要求
　　在灯浮标的维护保养中总体要求是位置准确、灯质正常、涂色鲜明、结构良好、能源正常。
　　2.3日常维护方式及内容
　　目前，灯浮标日常维护主要为现场巡检及遥测遥控巡检两种方式。现场巡检内容主要为检查航标结构及颜色、核对航标位置、清洁设备及标体、检测电压及电流、校对灯质等。同时，航标遥测遥控系统已经在我国沿海航标维护中全面应用，但是现阶段该系统只能对电压、电流、位置及灯质进行检查，且由于系统尚不成熟，对于发现的问题还需人员现场核实，所以只是作为航标日常维护的补充手段。
　　3.无人船发展现状及航标巡检无人船技术要求
　　3.1无人船发展现状
　　无人船一般是以有动力的船体为平台，搭载通讯设备、控制设备和特殊功能设备，通过人工远程控制，完成某项特殊工作的船舶。第二次世界大战期间，盟军诺曼底登录就采用了无人船施放烟雾弹。1946年到1958年，美国在马绍尔群岛进行了60多次原子弹实验期间，无人船被用在海域采集工作。随着信息、远程控制、能源等技术的发展，无人船的作用也更大更广。
　　当前无人船的研究热点仍集中在军事领域，但随着人类对海洋的不断探索，民用无人船也发展迅猛。目前民用无人船主要为中小型无人船，船长在1～15米，静水航速最大可达35米，根据搭载设备，价格在几万到几十万之间。
　　我国在无人船领域研究比国际上起步晚约10年，在技术上距离国外先进技术还有不小差距，但是由于我国民用市场需求巨大，民用无人船的研究进步迅速，应用越来越广。目前，无人船在我国的环境检测、科研勘探、水下测绘、搜索救援、安全巡逻等领域均有应用，也出现了云洲智能这样专业的无人船研究制造公司，2019年2月，云洲智能协5G无人船亮相世界移动通信大会，显示了我国在民用无人船研究领域的能力。
　　3.2航标巡检无人船设备需求
　　考虑灯浮标维护的内容及要求，及等浮标一般在距离港口50KM左右的情况，航标巡检无人船应基本具备表1中的一些要求。
　　4.水面智能无人船在灯浮标维护中的应用
　　4.1在日常巡检中的应用
　　根据巡检计划，由人工遥控无人船到达既定海域，利用船载摄像、传输及定位设备将灯浮标结构、颜色、灯光及位置信息实时传输到岸上操控台，由工作人员进行检查。同时对在巡检中发现的小型船舶系泊在浮标上等影响航标效能的情况用声音设备进行驱赶，视频系统进行取证。
　　4.2在应急反应中的应用
　　航标管理部门有时会接到海事、引航等单位或个人关于航标失常的信息，在遥测遥控巡检中也会发现航标故障信息。对于这些信息航标管理部门都会经过现场核实信息的真实性，如航标失常，需根据失常情况部署修复措施。在这个过程中，无人船可以第一时间达到现场，对灯浮标情况进行核查，工作人员可以通过视频设备及时直观的看到航标情况，对需维修的航标进行评估分析，提前制定维修方案、准备维修设备，提高反应效率。
　　5.无人船在灯浮标维护中的优势
　　5.1经济性
　　当前常规巡检需要巡检船及三名工作人员，巡检船根据吨位一般配员在4至15人之间，且一般一次正常巡检仅船舶油耗成本就在10000元左右，成本较高。而无人船巡检只需两到三人即可完成，且无人船采用电池驱动，节能环保能耗低。所以无人船巡检将显著减少人力物力的消耗，且水面无人船价格本在几十万元，本身的维护成本相对于大型巡检船也要底很多，体现很好的经济型。
　　5.2高效性
　　目前常规巡检船舶准备需要一定时间，且巡检船航速一般在10节左右，速度较慢，对在巡检中发现的问题需要再次出海携带相关设备或器材解决。利用无人船巡检只要海况允许可以随时出航，且根据要求航速可在10—30节，速度快，如发现问题，工作人员第一时间直观了解情况，及时安排人员携带相关器材前往修复。
　　同时对于一些巡检船无法到达的特点水域，如浅水区、狭窄航道等，常规巡检需要租用小型渔船，一般航速在5节左右，耗时耗力，使用水面无人船责可以高效完成任务。
　　5.3舒适性
　　常规航标巡检，由于巡检时间长、船舶在海上摇摆等因素，工作人员比较疲劳。如果利用无人船巡检，工作人员一般在岸上甚至办公室内进行巡检，舒适性较好。
　　5.4安全性
　　有人工作的地方就会有一定的安全风险，在海上作业风险系数会更高一些，而水面智能无人船的应用可以避免船员及航标维护人员在作业中的安全问题。
　　6.結束语
　　随着科技的发展，各种危险或重复性的工作都会向无人化、智能化、标准化及网络化的方向发展。无人船通过搭载视频、定位等设备开展灯浮标维护工作，丰富现有航标维护方式，是汗水型向智慧型的转变，对于推动航保服务水平的提高具有重大意义。
　　参考文献：
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　　[2]郑恒，白雪.解密“无人船”的前世今生[J].上海信息化，2015（4）：24—27.
　　[3]2018年航海保障工作报告[R].交通运输部海事局.
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