技术管理制度片
王志钢 王金涛
摘 要：本文介绍了无人船技术的功能和优势，阐述了无人船技术在航标管理的航标巡检、应急反应、海况侦查和节能减排等方面工作的应用前景，以期待其能够在助力航保事业向智能管理转型上提供有力支撑。
关键词：无人船；航标；应用；智能管理
随着航运经济的发展和各类海上活动的增加，社会和航海用户对航行安全信息的需求越来越高，这给航标管理者履行航海安全保障的能力和水平提出了更高的要求。水面无人运输工具、水面无人检测系统、水面无人作业平台等无人船技术，在物联网、大数据、云计算、人工智能的有力推动下崭露头角，无人船领域已然成为下一片产业蓝海，具有广阔的研究和应用空间。无人船技术的研究和应用将为航标管理者开展航标巡检、应急反应、海况侦查和节能减排等工作提供有效的解决方案，将推动航标管理朝着绿色、数字、现代的模式发展。
一、无人船的功能和优势
无人船是指可以遥控或自主模式在水面上航行，能够完成一项或多项任务的小型化、智能化水面平台。主要用于执行特别危险、特别枯燥以及其他不适于有人船艇执行的任务。在民用领域，应用到水质采样、水质监测、航道测绘、水底地貌测绘、核辐射检测、环卫等。国外无人船已在海上巡逻、环境检测、航道测绘及军事领域等方面得到广泛应用。与传统水面船艇相比，无人船具有如下优势：
（一）实现作业无人化、智能化。无人船最显著的特征是航行及任务的自主化，为其设定好航行路径及作业任务后，其可自主航行、智能避障和执行任务，不需要或者弱化了人的参与，从而将人从繁重的、强度高的水上任务中解放出来。
（二）作业更高效、更标准。目前，国内成熟无人船船体长度1米—7.5米，速度最高可达到40节。采用这样小船体、高航速、自主航行的无人船，由于其高机动性和高自主性等特点，通常可以省却常规船艇的调度、租用、人员维护等环节，利用精准的自主导航和船体小速度快的特点，可以在多种作业环境中更高效的执行任务。同时由于作业过程全受计算机控制，可以让作业过程严格按设定执行，任务结果更准确、更标准。
（三）航速高、机动性强。当前各国研制的无人船，多数长度在12米以内，排水量仅数吨及数十吨，吃水深度仅为传统船艇的几分之一，航速在30至40节，最大航速甚至超过40节，因此能快速驶往传统船艇无法到达的特定水域，如浅水区、狭窄航道等。
（四）小巧灵活、隐蔽性好。无人船的外形通常低矮平滑，表面又涂有各种隐身材料，加之体形小巧，可借助海浪、岛礁等的掩护，因此遭毁伤的概率小、生存能力强。
（五）使用成本低。由于无人船降低了维护人员的成本，不仅可以大量部署，且其活动不受气候影响，可全天候执勤，因此使用成本相对较低。
二、航标管理的制约因素
航标设置环境一般在水中或偏远地区，航标管理人员定期出海进行航标巡检以及开展故障维修，经常会受到潮水变化、天气情况等客观条件的限制，给航标管理工作带来了一定困难，无人船技术的成熟和应用，为航标管理工作带来了新的契机。虽然近年来随着数字航标和航标遥测遥控系统的应用，逐步实现了对航标的远程动态监测和状态控制，但是受限于数据传输的方式与设备的可靠性等因素，还是不能完全满足航标管理需要。目前航标上基本都安装了遥测遥控模块，可以把水中航标信息传输到航标管理人员的办公电脑上，但是采集的信息有限，只能采集到航标位置、灯址等信息，不能采集到航标的标体结构、涂色情况等信息，因此还不能完全替代航标现场巡检。随着无人船技术的成熟，利用无人船对航标进行抵近勘察，可以多方位、多角度把航标的现状显示出来。航标管理人员可以用无人船来处理一些航标应急反应，提高航标应急反应能力，更好地服务航运安全。
三、无人船技术在航标管理中的应用
随着无人船技术的成熟，我们可以把无人船应用到航标巡检、应急反应、海况侦查和节能减排等工作中，提高航标服务质量，保障航运安全。例如现在各项技术比较成熟的300kg海洋高速无人船平台，采用先进的三体船形式，船体强度及耐腐蚀能力极高，能够适应各种水域，无论从航速、载荷能力、抗风浪等级、续航能力上都能很好地满足航标管理的需求。
（一）应用于航标巡检。目前，海上航标基本都已经实现了遥测遥控，海上航标的灯器及位置、灯光状态等的信息已经实现了远程测控，但是需要了解海上航标的整体目视效果和夜间发光状态还必须依靠传统的乘船巡检的方式，此种方式需要人员和船舶等大量资源支撑，成本较高。以一般航道约20座浮标的巡检工作为例，若使用船舶巡检，则需要海巡船舶1艘、航标巡检人员4名以上，单次作业时间需6小时，仅船舶油耗成本就在10000元以上。可以利用无人船抵近航标进行巡检，在办公室或码头上就可以安全地观察到航标的实时状态，还可以利用无人船检查一些位置危险的航标比如孤立危险物标，这样不但提高了工作效率，还可以减少大型巡检船舶航行污染、节约能源和减少人员在危险水域工作。
（二）应用于现场取证。目前，渔船非法系靠航标导致移位和标体损毁或者船舶撞坏航标的现象时有发生，由于发生在海面，取证的人力、物力和时间都消耗极大。航标管理人员通过无人船拍摄技术，可以有针对性地对水上航标进行多角度、高清晰的拍摄，对航标破坏情况进行第一手材料取证；也可对要維修的航标进行评估、分析，提前设计维修方案和准备维修工具、器材，可以节约能源消耗，减少环境污染，提高工作效率。
（三）参与应急反应。无人船巡检与传统船舶作业方式相比，可以实现24小时实时待命，而集合船舶需要一定的时间、人力和物力。正常状态下，应急起航只需10分钟的准备时间，而船舶备航需要半个小时以上的准备时间。航标管理人员通过无人船参与航标应急反应，一旦发生突发紧急情况航标偏移、漂失、损毁、熄灭等，无人船可以立即响应，确定位置，检查航标状态，为恢复航标提供第一手材料，提高应急反应速度。
（四）应用于海上油污侦查。通过无人船大范围的航行扫测，详细观测到油污实际覆盖范围和漂流海域，进而有针对性的制定全面清污计划。
四、无人船技术在实际应用中的不足
（一）无人船航行范围受现有技术的限制。无人船技术是正在成长的技术，航行范围容易被遥控技术限制，航行时间还受携带燃料能力的限制，航行控制也需要纯熟的技术水平，因此需加强相关技术提高无人船航行范围和能力，才能促使其发挥更大作用。
（二）无人船海上图形实时传回受现有传输能力的限制。目前普遍应用的微波传输有效距离大约在5-10km，所以远距离拍摄只能存储起来等返航后查看或采取船舶中继的方式在船上实时查看。
随着工业4.0时代的到来，大数据和智能化是代表工业水平下一阶段的发展方向。航海保障部门作为水上交通安全的服务者，我们要乘好工业发展的东风，做好先进科技手段的应用，进一步提升管理水平。目前，无人船技术恰恰就是摆在我们面前的提升管理水平的突破口之一，其拥有的强大科技实力能为航保智能管理提供实实在在的平台支持，其兼容和扩展性将助力航海保障事业向智能管理转型，为国家社会经济改革贡献力量。
参考文献：
[1]金久才.一种海洋环境监测无人船系统及其海洋应用.《海岸工程》.2015，（9）.
[2]宋杰.无人船技术在海事的应用.《中国海事》. 2015，（10）.
