疫情防控期间无人机在海事立体化监管中的应用实例及问题分析

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　　摘 要：通过介绍新冠肺炎疫情防控期间无人机在海事监管中的实践运用，展现无人机在当前海事监管中发挥的优势。指出实际运用过程中发现的相关问题并提出相应对策，对基于无人机完善海事动态立体化监管体系的下一步工作提出建议。
　　关键词：无人机;海事监管;问题研究
　　无人驾驶飞行器，俗称无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV），是一种自身搭载动力装置和通信控制系统，并能够与地面控制基站进行数据信息交换的不载人飞行器，其自身具备不同程度的自主性，可由人工进行远程操纵，也可由机载控制设备及程序完成自主操控，图1为上海吴淞海事局目前配备的复合翼无人机（型号XJ-15）。由于其机动灵活、操作简单、航速较高并且成本相对较低，同时海事监管服务又面临应急处置快速响应、全方位覆盖和现代化远程智能管理等需求，所以无人机逐渐成为海事系统立体化监管框架构建过程中重要的一环。目前就无人机在海事管理实践中产生的具体问题进行分析研究的不多，本文通过疫情防控期间无人机在海事工作中的应用实例，总结无人机在海事立体化监管中发挥的实际作用及产生的相关问题，并进一步分析研究提出相应对策及下一步发展建议，为我国当前海事系统立体化监管体系的发展提供决策依据。
　　1 当前海事监管中无人机的优势
　　我国大部分直属海事系统目前均采用由船舶交通管理系统（ Vessel Traffic Services， VTS） 、电视监管系统 （ Closed Circuit Tele Vision， CCTV） 、自动识别系统（ Automatic Identification System， AIS）和巡逻艇等构成的海事通信监管框架[1]，部分地区还配备有人飞机等空巡力量，该监管体系有效的提升了海事的行政执法服务水平和能力，但随着航运业的不断发展变化和海事监管理念及方式的改革，该体系框架下各子系统的不足日益凸显。为适应智能航运的需要，应对日益严峻的水上安全形势，海事机构需具备更加完善的动态监管能力及远程应急反应能力，无人机在海事监管中的使用能够有效提高该监管体系的运转效率，并进一步提升海事机构在现代化治理监管中的行政执法能力。以下为无人机在海事当前监管过程中发挥的优势所在：
　　1.1加快水上安全应急处置响应速度
　　目前我国海巡船的普遍巡航速度為12～22节，上海吴淞海事局目前投建的复合翼无人机（型号XJ-15）最大航速能达到42节（约80km/h），对于水上紧急突发事件具备快速机动响应的能力，相较海巡船能够以更短的时间到达事故现场。同时通过其机载设备能够更加迅速的定位事故地点，实时采集并传输现场信息，加强事故现场与岸基的有效沟通，为指挥中心迅速响应并制定决策提供基础和依据，提升对突发事件的应急处理速度。
　　1.2扩大水上有效监管范围
　　相较于海巡船，无人机的巡视范围的辐射面积约为船舶的12倍[2]，吴淞海事局配备的复合翼无人机（型号XJ-15）在新冠肺炎疫情期间列编使用，最大巡航里程达到80km，能够有效覆盖巡逻艇不易到达水域（如浅水区、岛礁区），扩大了巡航救助的范围。
　　1.3提高现场监管和取证能力
　　无人机的工作原理和机载设备决定了其受昼夜的影响较小，能够提高夜间对船舶涉嫌违法运输的监管能力，增加对重点区域的巡航监控，有效减少监管盲区。同时由于其较强的信息采集能力，对于海上溢油、船舶违规排放油污水、船舶事故等情况，无人机能够及时全面的收集现场信息进行取证。
　　1.4降低海事监管成本
　　图2为海巡船、有人直升机和无人机的采购及运维成本，其中海巡船为26米级，直升机为Z9型号，无人机为复合翼，型号XJ-15。通过图中对比可以看出，海巡船及有人直升机的经济成本远大于无人机，利用无人机部分代替海巡船参与海事常规工作能够降低海事监管成本，而随着技术的不断发展进步，无人机的购买和使用成本会进一步降低，该优势将更加凸显。
　　2 新冠肺炎疫情期间无人机应用实例及问题探究
　　2.1应用实例
　　（1）开展辖区疫情信息宣传。利用无人机开展信息宣传广播工作，能够很大程度上提高信息的传播效率。在疫情防控期间，利用无人机搭载无线空中扩音装置，通过空中喊话的方式，对锚地及码头船舶进行疫情防控宣传，督促船员在船上做好疫情防控工作，如发现有船员聚集或不戴口罩等行为，对其进行劝阻和提醒。同时解决了一些船舶高频呼叫不通的难题，缓解了VTS值班员和一线执法人员的工作压力，减少了面对面的接触，避免了交叉感染的可能。
　　（2）船员远程测温及配员情况核查。疫情防控期间对来自和途经疫区的船舶，可利用无人机搭载红外测温感应设备，对船上船员进行远程体温测量，有效地弥补了由行政相对人单方面报告健康状况的缺点，避免了个别船员的谎报瞒报现象，消除了监管盲区。同时，利用无人机搭载的高清摄像装置，结合海事综合执法平台，对船舶配员情况和任解职情况实时巡查，重点检查近期来自疫区船舶上的船员在靠泊期间是否私自下船。
　　（3）危险品船舶动态跟踪。随着企业、港口和码头逐步恢复运作，利用无人机对辖区液货船码头进行巡视，实现远程非接触式动态监管。通过无人机实时传递的船舶作业现场画面，开展对散装液体危险货物船作业、供受油作业等船舶防污染作业检查，船舶防污染措施和人员值守情况一目了然，有效弥补了单独远程电子核查过程中存在的由相对人控制拍摄设备、存在监督视角盲区等缺点。同时，使用无人机携带的嗅探设备对辖区内船舶尾气进行监测，判断船舶使用的燃油是否符合排放控制区的要求。
　　（4）对辖区重点水域和船舶进行监督。利用无人机部分替代海巡艇对重点水域实施巡航，同时结合VTS等岸基监管系统强化对辖区通航密集和事故险情易发水域的监管，既可以减少与船舶、船员近距离接触，又可通过其航摄功能将现场通航环境、通航秩序、及疫区来船的航行作业等现场图像信息传回至指挥中心，以便海事部门对辖区内的通航情况进行全局把控，特别是疫区船舶动态跟踪掌控，能够及时协调码头、锚地及其他船舶，保障其锚泊及装卸作业的安全，确保重要物资运输不间断。 　　2.2 问题探究与分析
　　（1）无人机机载设备不够完善。无人机可根据实际情况，灵活配置大功率警笛、喇叭、强光灯、红外线热成像仪、救生圈等设备，但在此次新冠肺炎疫情期间对无人机的使用过程中发现，无人机当前参与的海事监管工作依旧对执法人员依赖程度较高，例如水域巡航、船员核查等，缺少智能目标识别程序辅助，人的主观因素占比依旧较大。同时，为实现无人机高自主和高安全地完成任务，机载设备系统的安全可靠系数仍需要进一步提升，如相关传感器的精度、探测距离、使用条件等，完善其设备测量质量、精度退化和各类典型故障易发等问题[2]，应进一步加深与相关科研院所的合作研究，提高无人机与智能化机载设备的匹配运用能力。
　　（2）无人机飞行环境受到限制。无人机能否顺利飞行受天气影响较大，如遇风、雨、雷电等恶劣天气，无人机往往不能正常的起飞、降落及完成预定任务，严重制约无人机的效能发挥。在疫情防控期间，吴淞海事局无人机在辖区巡航中曾遇到过小到中雨，考虑到雨水若进入到速度、定位等传感元件，将会导致航线计算偏差而无法顺利回收，基于安全考虑提前结束巡航任务。日常巡航救助工作中，恶劣天气海况往往导致各类海事事故频发，此时是无人机发挥自身优势的良好时机，但其在复杂环境中执行任务时，却易因外界环境因素导致其设备系统出现故障。应提升设备安全系数的同时进一步加强与气象海洋部门的合作，加强天气预判能力，提前评估飞行条件。
　　（3）无人机安全操纵受到限制。如果遭遇恶劣天气、机械故障、触碰码头吊机或其他异常情况，就会导致无人机坠落。据统计国内外无人机坠落的频次要远远高于有人驾驶飞机，无人机的坠落可能对船舶甲板及码头工作人员造成人身伤害。建议提高无人机飞手的风险意识及操作水平，在无人机的实际使用中严格遵守操作和使用规程，从而将上述风险降到最低。
　　（4）无人机使用条件受到限制。目前由于国内对空域实施管制，无人机与有人机同样面临着空管限制、不能随时起飞的问题。按照无人机相关政策及规定，为保障海事无人机的正常使用，需要向空军航空管制部门和民航空中管制部门申请相关手续，限制了无人机在海事的广泛推广应用。同时，我国无人机在海事监管领域的应用虽已较早开始探索实践，但实际工作过程中并没有完善的相关制度和法律文件对无人机在海事监管中的运用、管理、使用标准等进行明确规定，如運用无人机进行辖区常规巡航的设备标准、水域范围要求，相关远程电子执法的合法性等，需要尽快完善无人机在海事监管中的相关制度规定。
　　3建议
　　3.1 加强无人机在海事监管应用的顶层制度设计
　　无人机系统在海事投建、管理和应用等多方面所面临的问题，都需要进行顶层整体规划才能从根本上予以解决，因此，应在国家层面根据当前技术发展全盘考虑，制定完善的顶层制度框架，在此框架下各地海事机构根据监管的不同需求和实际情况出台相关的配套规定，从局部试点出发逐步形成无人机相关的规定标准，进一步全面推广，通过实际应用不断完善相关管理机制和规定，满足海事监管方式和理念的不断转型发展。
　　3.2 完善包含无人机的立体监管体系
　　以VTS监管为核心、无人机 和巡逻船有机配合的“陆、海、空”立体监管体系是海事监管将来发展的大趋势，尽快配套建设无人机通信网络、信息数据库、数据交换平台等支持模块，实现无人机数据的有效融合和资源的充分利用，才能将无人机系统与现有动态监管体系紧密整合，最大限度地发挥其功效，有效推动现有海事监管模式的转型升级和立体巡航监管系统的建设。
　　3.3 做好无人机人才队伍建设
　　无人机系统的开发使用和维护需要较高专业知识的支撑，培养一支专业的海事无人机队伍才能满足海事监管的长期发展需求。可考虑成立专业的海事无人机管理部门，建立无人机管理团队，负责无人机相关课题研究、任务执行、维护保养的事宜。同时，海事部门可与相关科研院校建立常态化长期合作交流机制，定期对无人机团队进行知识更新培训，使管理团队能够独立承担无人机的操作、维修保养的任务。
　　3.4积极探索基于无人机的现代化监管方法
　　无人机已在海事调查、违法行为取证、海上人命搜救、船舶溢油与排污监视等海事监管领域广泛应用，并取得了建设性的成果。但在加快智能航运建设的背景下，航运主管机关需进一步探索基于无人机的海事现代化管理手段，如通过无人机进行远程船舶安检、保安检查等。同时，充分利用高科技技术手段和工具与无人机相互配合，进一步提高海事监管体系的智能化水平，例如引进无人船与无人机配合参与常规辖区巡航，使无人船成为无人机的移动式起降平台和岸基支持，能够进一步拓展无人机的优势和功能，降低海事监管成本。
　　4 结语
　　目前海事部门对智能化、现代化、信息化的监管需求随着智能航运的不断发展而日益凸显，利用无人机构建更加完善的立体化动态监管体系能有效提升海事的监管水平和监管效率，为我国水上通航安全和海洋环境提供更有力的保障。本文通过本次疫情防控期间对无人机的实操运用，发现实际应用中的相关问题并进行分析探究，为基于无人机推动现有海事监管模式和设备的转型升级及动态立体监管体系的建设提出相应对策和建议。
　　参考文献：
　　[1]刘力， 顾群， 彭伟明等， 基于无人机的海事立体监管体系框架[J]. 中国航海， 2015， 38（1）：68-70.
　　[2]赵健， 钟子洋， 谷通. 无人机系统应用于海事动态监管的可行性分析[J].水运管理 2017，39（4）：26-30
　　[3]郭雷， 余翔， 张霄， 等. 无人机安全控制系统技术： 进展与展望. 中国科学： 信息科学， 2020， doi： 10.1360/SSI-2019-0101 Guo L， Yu X， Zhang X， et al. Safety control system technologies forv UAVs： review and prospect （in Chinese）. Sci Sin Inform， 2020， doi： 10.1360/SSI-2019-0101
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