小型无人船、无人机技术在航标巡检中的运用探讨阮佳骁

小型无人船、无人机技术在航标巡检中的运用探讨阮佳骁

阮佳骁

南海航海保障中心海口航标处海南省海口市570100

摘要：为实现恶劣天气下正常开展航标巡检工作，保障一线职工作业安全，作者提出了基于无人船、无人机技术的航标巡检运用探讨，同时结合高清图像传输技术，实现远程高清图像回传，以替代职工现场目视检查航标外观结构的目的，用于解决目前部分航标现场巡检中受天气因素影响干扰的困境。

关键词：无人船；无人机；航标巡检；应用

一、随着航运经济的发展，航标数量逐年增加，但与之相反的是，航标职工人数呈逐年递减，且员工老龄化严重，一线作业人员不足，因此，远程遥测遥控数据监控、无人技术运用都是解决该突出矛盾的途径。小型无人船、无人机在国内民用领域的使用已有成功案例，我们可以结合航标巡检中实际情况加以借鉴。无人船、无人机在危险作业环境中，可以替代职工，有效避免作业安全事故风险，减轻人力作业强度，提高作业效率。

二、在无人技术领域，小型无人船可以通过融合船舶、通信、自动化、机器人控制、远程监控、网络化系统等技术，实现了自主导航、智能避障、远距离通信、视频实时传输和网络化监控等功能，其能源系统可以使用油电混合动力系统或单纯的电力驱动，根据体积大小，实现不同距离的续航里程，目前已有小型无人船应用于环保监测、科研勘探、水下测绘、搜索救援、安防巡逻乃至军事领域。无人机（UnmannedAerialVehicle）就是利用无线遥控或程序控制来执行特定航空任务的飞行器，指不搭载操作人员的一种动力空中飞行器，采用空气动力为飞行器提供所需的升力，能够自动飞行或远程引导，既能一次性使用也能进行回收，无人机在高空拍摄运用方面已较为成熟。可以预计在不久的将来，无人技术将更大范围地运用于寻常工作中以替代人力作业。目前国内市场上无人船、无人机在民用领域使用中能达到的技术参数，已能够基本满足我们日常航标巡检中的工作需求。

三、5G通讯网络的技术发展，为高清图像传输技术提供了基础，同时也为无人船、无人机在航标巡检运用中提供了数据传输通道。5G网络作为第五代移动通信网络，其最高理论传输速度可达每秒数十Gb，这比4G网络的传输速度快数百倍，整部超高画质电影可在1秒之内下载完成。随着5G技术的普及运用，以共用通讯网络实现超高清图像实时回传已不再是难题。

四、航标巡检中无人船、无人机技术运用场景分析：AIS外部天线检查：常规人员检查需要攀爬几十米的铁塔，例如万宁乌场AIS基站、东方莺歌咀AIS基站等，铁塔高度近70米，对巡检人员来说都是一个不小的挑战，而且也存在着作业安全风险；RBN-DGPS发射天/海岸电台发射天线检查：正常工作模式下天线接通高压电，若人员攀爬上天线检查，必须关闭设备停止工作后才能进行，若通过无人机近距离高清图像回传，即可实现无需停机而实现天线外部情况检查工作；近岸灯浮标外部结构检查：台风过境后几天，通常海上浪涌较大，但辖区航标管理单位希望尽快了解灯浮标外部结构是否受损时，可通过无人机来实现外部检查，进行航标设施损坏评估，避免职工顶浪登标检查的安全风险；近岸礁盘上的灯桩检查：小型船舶必须在风平浪静的海况下才能安全靠泊，对天气要求高，而通过无人机则不受海浪限制，天气约束条件少；远距离孤岛灯塔、灯桩检查（离岸距离远，通常情况下常年都有浪涌，靠泊码头及人员登岛普遍存在一定难度，对人员体力要求高）：在该情况下，若需要进行应急航标设施监测，可通过无人船搭载无人机模式来实现远距离航标外部结构检查工作。

五、航标设备遥测遥控技术的普及已经实现了远程电脑终端航标运行数据实时监测功能，因此航标设备外部结构的检查完全可以由无人船、无人机来替代。无人船、无人机结合高清图像回传技术，能够完成航标设备外部结构是否完好的检查工作，航标设备的运行参数目前已经通过遥测遥控技术实现了远程监控的功能，两者相结合，能够极大地解放现场人员的劳动强度，也解决了目前航标系统人员老化和一线作业人员短缺的难题，保障了职工作业安全，特别是在恶劣天气，通过无人船、无人机远程控制，可以完全避免一线人员在恶劣天气下的作业安全事故风险。

六、无人船、无人机运用的优势和局限性。优势方面：造价低，操作简单，维护方便；设备体积及重量都不大，移动便捷，可以实现车载运输，因此配备后能够在不同的工作点轮换作业；均次作业成本低，比较于船舶人员同时出海进行检查，使用无人船、无人机进行外部结构检查，消耗能源明显得到减少；作业安全有保障，对于人员攀爬高铁塔，恶劣海况登陆孤岛和礁石，通过无人船、无人机直接作业可以避免人员的安全事故发生，同时也降低了一线人员数量配备要求，提高作业效率。局限性方面：设备工作稳定性、耐久性将是一个考验，因为航标巡检工作通常处于海面上，高温高盐强紫外线对设备都提出了较高的要求；远距离无人船、无人机使用需要符合国家相关规定，无人机操作员必须接受并记录培训机构工作人员提供的地面训练，完成一系列与所申请无人机系统等级相应的地面训练课程并通过理论考试；无人船、无人机在航标巡检工作中目前能实现的也只能是外部结构的检查，无法实现现场人员故障排查维修的功能，同时对于结构内部的排查也无法实现。

我们相信，无人技术一直在发展，无人技术在航标工作中的运用也将会不断拓展，我们期望着在不久的将来，无人船、无人机的运用能够在航标管理中不断推广、优化、成熟，进一步实现航标管理的数字化、自动化。

参考文献

[1]孙东平.无人船控制系统设计与实现[D].中国海洋大学,2015.