无人机在航标巡检中的应用和展望
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作者:苏建
摘 要：近年来，船舶的航行安全问题越来越成为了重要问题。由于船舶在海上航行时会需要有良好的助航效能才能为传播的安全行使提供保障，而航标巡检是能否发挥良好助航效能的关键环节。随着科学技术的发展，当前无人设备在航标巡检中实现了一定的应用。基于此，本文主要探讨无人设备的应用现状以及未来展望，以期推动航标巡检工作的进一步发展。
关键词：无人机;航标巡检;应用;展望
中图分类号：U697 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2019）10-0041-02
航运经济是国民经济发展的重要组成部分，为了进一步提高航运事业的发展，我国航海船舶也在逐渐实现智能化的发展，尤其是在航标配布方面，进一步实现了智能化，极大地提高了航标管理的水平和质量。
1 航标巡检的定义及现状
1.1 航标巡检定义
航标巡检，是在航海中对航标进行检查的一种工作。由于海航航行具有很大的不确定性，航标巡检的使用可以对航标进行全面以及精细的检查，并有针对性地提出预防故障的措施，确保航标工作正常，这是航标管理工作地重要组成部分。
1.2 航标巡检现状
在我国，当前宁波航标处的航标巡检使用遥控遥测巡检、现场巡检及夜航巡检三种方式。在巡检时一般作用于记录航标位置、擦拭透镜和太阳能电池板、测量电路工作电压和电流、校对灯质、查看锚链磨损情况、检查主体结构（标身、标顶）是否完整、标身涂色和标号是否鲜明等。这一系统的应用已经基本实现了南方海域的航标遥测遥控系统。但是，这一系统对于航标的遥控遥测控制系统还不完善，当航行至偏远海域时仍旧需要人工的帮助，覆盖范围还有待进一步扩大。
在科学技术不断发展的今天，无人机开始逐渐应用于这一领域，有效解决了传统技术遇到的难题。
2 无人机航标巡检应用
顾名思义，无人机就是无人驾驶飞行器的监测系统，这一系统在应用中以无人驾驶平台为依托，在使用中利用具有高分辨率的遥感设备为飞行载体，以获取低空高分辨率遥感数据为应用目标，可以快速准确地实现信息技术的传播，并提高对船舶日常管理的效率。就当前应用范围较广的“S-100”型无人直升机来说，这一直升机在应用中可以自行起飞，实现对航点的导航并自主进行降落，并且这一直升機还可以在飞行中根据环境的状态判断任务的执行以及返回等特点。在应用之前，无人机会首先由工作人员进行调试，并对非常的路程以及任务做出规划，在调试完成后按照要求飞往各个航标点，在航标点附近，无人机会在人工操作的前提下进行悬停，并对航标进行拍摄，在拍摄结束后将拍摄画面传回到控制站。这是无人机在工作中的整体情况。
2.1航标维护管理方面
航标维护管理是无人机应用的主要方面，只有做好海上的航标维护管理才能确保船舶的准确、安全航行。传统的航标维护管理存在一定的风险，因为其主要利用航标船定期海上巡检，受到海上自然灾害以及天气的影响，不仅成本高，而且巡航的效果不够精确。而无人机的使用，使得航标维护的手段进一步提高，其在应用中利用先进的技术设备，极大地提高了航标的维护管理水平。
在工作中无人机将采集到的信息的图片及时返回，可以让管理部门实时掌握航海的动向，并且无人机的使用还可以建立一个海（海上巡检）、陆（陆地遥控）、空（空中监测）立体监管模式，极大提高了航标维护管理能力。
2.2海上应急管理方面
船舶在海上行使，会遇到各种各样的紧急情况，这些情况具有一定的紧迫性以及突发性，一旦发生，就会带有一定的破坏性，极大的危害人员生命以及财产安全，因此做好应急管理预案尤为重要。传统的应对这些紧急事件一般仅仅依靠工作人员的主观能动性发挥，在应急设备以及技术手段等方面还存在很大的缺陷，对于紧急事件的发展，工作人员利用航标作业船舶只能且行且探，不仅不能确保工作效率，还影响了工作质量，进而产生一定的安全隐患，而利用无人机设备，在紧急事件的预案、应对、处理以及善后等方面都发挥了重要作用。其作用主要体现在以下两个方面：
2.2.1响应快速
无人机设备的重量较轻，小型的无人机只需要人工依靠遥控器就可以对其进行远程操控。对于这一设备的装备，一般只需要两到三人的工作小队就可以完成，即使是在道路艰难的情况下，工作人员也可以带着这一设备徒步至现场。通常来说，一架未经组装的无人机也只有一个标准的行李箱大小，携带以及运输都较为方便。在应用中，无人机对于恶劣的环境也具有一定的适应性，受到自然条件的限制比航标船要小，可以进一步适应应急预案的快速性以及准确性。
2.2.2 采集现场数据
当无人机到达现场后，需要将现场的视频、图片以及信息数据等传回到航标处运保中心，以进一步让工作人员做出信息的处理。对于这一任务，无人机一般配置的系统为多媒体采集系统，可以实现对地面信息的采集，并借助于无线传输方式，将信息传输到地面的接收机。在应用中，如果工作人员对设备配备较高的数码摄像机，就可以实现对现场视频以及图片的高质量和实时采集。并且无人机的负荷也比较大，可以很方便地安装摄像机以及热像仪等仪器。这些仪器采集的数据图片经过后期的生成以及处理，就可以为一些自然灾害的应对提供可靠的决策，使得对自然灾害的处理更为及时、迅速，地面指挥、航标船和各类人员的协调也会更加充分。
2.2.3节能减排方面的应用
航标船舶的耗油量是非常大的，在正常的行驶过程中耗油量约为0.15-0.2t/h，对能源资源的损害较大。而利用无人机来进行维护管理，则一般的耗油量仅仅为5 - 6升，甚至有时候还不会产生油耗，极大的实现了节能减排。并且中小型的无人机在对航标维护过程中的效果更加明显，例如固定翼无人机、无人直升机等，进一步推动了节能减排工作。 3无人机巡检的优点
3.1巡检效率高、成本低
在传统的巡检方式中，人工巡检具有耗费巡检时间、提高巡检成本的弊端，因为每次巡检工作都需要调动海巡船艇和十余人的巡检队伍，这一过程不仅历时长，还要耗费船舶的油，造成了大量的人力和财力资源的耗费。而利用无人机这一设备在夜间进行巡航，可以减少人力以及资源的支出，极大地提高了巡检的效率，并且巡检的精确性也实现了大大的提高。
3.2受条件影响小
如果按照传统的人工巡检的方式，在大风以及较大海浪的情况下就不能进行巡检工作，以免为人员的人身安全带来危害，难以确保巡检工作的顺利进行。而借助于无人机设备，受到自然环境的影响较低，并且其设备中的红外摄像头即使在夜间巡航也可以清晰的检测到航标的具体情况，确保巡检工作的顺利完成。
4无人机巡检所面临的问题
4.1受到空中交通管制
虽然无人机在航海检测应用中具有一定的优势，但是其在飞行中也会出现一定的弊端。在飞行时，无人机受到交通的管制，在使用之前，工作人员需要首先向航空管制处提交空域申请，在获得批准后要组织召开航空管制保障协调会，以明确其飞行的时间、高度等。如果航标在应用中出现了应急状况，无人机巡检则无法在时间上获得保障。
4.2能见度对巡检效果有影响
能见度是在无人机航行中遇到的重要难题，因为南方的一些海区在进入秋季后会经常出现雾霾天气，当无人机的飞行高度越高时受到雾霾的影响会越大，而在雾霾天气下拍摄的图片会具有一定的模糊性，使得拍摄效果不佳，对于航标的具体情况也就不能完全掌握。
4.3巡检方式的选择
在无人机进行巡检时，也会有不同的巡检方式，一般来说，在飞行中应用减速不悬停的方式机型拍摄，因为飞行的速度越慢、高度越低越有利于拍摄，因而主要利用这一巡检方式，但是在巡航中也需要对航标的细节进行拍攝，在拍摄细节时需要飞机进行悬停，但是在一般的天气情况下无人机可以进行悬停，而遇到高温或者一些恶劣天气就无法长时间悬停，对于航标的细节就难以掌握。
5结束语：
总而言之，在科学技术的推动下，越来越多的领域实现了发展的智能化，无人机的应用是船舶航标领域的重大突破，是科技智能化发展的证明。通过这一无人设备的发展，不仅可以推动船舶航行的稳定性以及安全性，还可以及时帮助人们实时掌握航标的动态，节约大量的人力物力，降低能源消耗，数据信息传递准，具有很好的经济效益。
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