無人機(jī)在海上人命救助中的應(yīng)用

姚文平

【摘 要】隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，海運(yùn)成為我國企業(yè)進(jìn)行貿(mào)易交易的主要交通運(yùn)輸工具。隨著海上活動的增加，海難事故的發(fā)生也日益增多。但由于海洋特殊的環(huán)境條件，使我國在海上的救援工作遇到了很大的困難。近年來我國科學(xué)技術(shù)水平得到了前所未有的發(fā)展，救援無人機(jī)的出現(xiàn)在一定程度上解決了人們在海上救援過程中遇到的困難。本文就無人機(jī)在海上人命救助中的應(yīng)用進(jìn)行研究與分析，為相關(guān)部門或人員在這方面的研究提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】無人機(jī) 海上救助 用途 應(yīng)用

無人機(jī)是一種通過利用無線電控制設(shè)備或相應(yīng)的控制程序而進(jìn)行操控的飛行器。無人機(jī)相較于有人機(jī)在海上救生工作中存在著多大的優(yōu)勢，無人機(jī)能夠更加快速和及時(shí)的到達(dá)指定區(qū)域進(jìn)行搜救工作，并且能夠在搜索區(qū)域內(nèi)進(jìn)行低空搜索。并通過相關(guān)的無線電裝置將所收集到數(shù)據(jù)傳輸給控制中心，有利于救生工作的快速而有效的進(jìn)行，下面我們就救援無人機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展進(jìn)行探討。

1 海上救援無人機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展

1.1 海上救援無人機(jī)的現(xiàn)狀

我國第一次利用無人機(jī)進(jìn)行救援工作是在2008年南方發(fā)生冰凍災(zāi)害上。同年，在汶川發(fā)生的大規(guī)模地震上，無人機(jī)得到了進(jìn)一步的發(fā)展與應(yīng)用。在汶川地震上，無人機(jī)作為航拍的補(bǔ)充而參與到救援工作中來。近年來，發(fā)生的各種自然災(zāi)害，無人機(jī)都能夠第一時(shí)間到達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場，并對現(xiàn)場進(jìn)行相關(guān)影像數(shù)據(jù)的采集，為救災(zāi)工作提供可靠的參考資料[1]。

由于無人機(jī)在救災(zāi)過程中的良好表現(xiàn)，在汶川地震救援工作結(jié)束后，我國相關(guān)研究人員開始大力發(fā)展無人機(jī)的相關(guān)技術(shù)，并在無人機(jī)的飛行控制、低空遙感、發(fā)動機(jī)等多方面取得了突破與進(jìn)展。使無人機(jī)能夠在十分惡劣的環(huán)境下進(jìn)行飛行監(jiān)控工作。并且逐步發(fā)展無人機(jī)參加海上救援等工作。

1.2 海上救援無人機(jī)的發(fā)展

救援無人機(jī)正在往系統(tǒng)化、專業(yè)化的方向發(fā)展。對于我國無人機(jī)的研制，成都理工大學(xué)經(jīng)過一年多的努力，利用人、飛機(jī)、地面進(jìn)行三方數(shù)據(jù)的連接，終于完成并實(shí)現(xiàn)無人機(jī)對目標(biāo)的定位[2]。河北武警部隊(duì)則是研究出了快速、高效的救援無人機(jī)。該無人機(jī)配備了紅外熱成像的設(shè)備，使無人機(jī)在各種惡劣的環(huán)境條件下都能夠正常的進(jìn)行搜救工作。

我國一些企業(yè)還建立了一體化的救援系統(tǒng)，在緊急情況下，通過使用無人機(jī)對發(fā)生緊急情況的區(qū)域進(jìn)行檢測，將所采集的資料發(fā)送給衛(wèi)星，衛(wèi)星在將資料發(fā)送給控制室，控制室對所接收到的資料信息進(jìn)行分析，然后迅速的派出救援隊(duì)伍。這樣使得救援隊(duì)伍能夠最快做出反應(yīng)。我國有一些地方還自主組織了無人機(jī)救援隊(duì)伍，或是引進(jìn)專業(yè)的救援無人機(jī)[3]。以便用于災(zāi)害事故的救援工作中。其中最出色的使用無人機(jī)進(jìn)行救援工作的救援隊(duì)便是蘇州藍(lán)天救援隊(duì)，他們不僅多次進(jìn)行國內(nèi)的救援工作，還前往國外開展救援工作，其所擁有的救援技術(shù)具有國際頂尖水平。

1.3 海上救援無人機(jī)的種類

目前，我國現(xiàn)階段使用在海上救援的無人機(jī)主要分成以下三種類型：首先是高空長航時(shí)無人機(jī)。這種無人機(jī)具有航行時(shí)間長、航程距離遠(yuǎn)、飛行高度高等特點(diǎn)，不存在疲勞等問題，有利于長時(shí)間進(jìn)行作業(yè)。并且在遇到惡劣的自然天氣環(huán)境時(shí)，可以通過高空飛行避免受到影響。其次是海上搜救飛艇。飛艇主要的動力是依靠浮力產(chǎn)生上升力，大大降低了油耗，使續(xù)航能力得到了巨大的提升。另外，飛艇還能夠在空中任意的懸停，對升降場地的要求也極低，必要時(shí)可以在艦船上進(jìn)行起落。這些特性使得飛艇不僅能夠在近海進(jìn)行搜救工作，還能夠前往深海執(zhí)行任務(wù)。最后是地面效應(yīng)飛行器。這種飛行器具有飛機(jī)和船舶兩種之間的優(yōu)點(diǎn)，還彌補(bǔ)了兩者的不足之處，使其在海上救援工作中可以隨意的在海面上進(jìn)行起降，并且它還有巨大的承載能力，利于物資的投放和人員的救助，是最適合用來進(jìn)行海上救援工作的無人機(jī)[4]。

2 無人機(jī)在海上任命救助中的優(yōu)勢

2.1 無人機(jī)民用救助技術(shù)比較成熟

隨著近年來無人機(jī)的發(fā)展與使用，無人機(jī)的技術(shù)已經(jīng)漸漸成熟。再加上一些救援設(shè)備的產(chǎn)生和應(yīng)用，救援無人機(jī)在海上救生工作中更是得到了廣泛的使用。救援無人機(jī)通過裝備攝像拍照裝置和無線電傳輸設(shè)備，能夠?qū)⒑Ｉ习l(fā)生的各種情況通過攝像拍照裝置將其記錄下來，并使用無線電傳輸裝置將所記錄下來的內(nèi)容和數(shù)據(jù)傳輸給無人機(jī)的控制中心?？刂浦行母鶕?jù)無人機(jī)所搜集到的資料進(jìn)行后方救援工作的指揮，并采取相應(yīng)的措施控制事故所造成的損失。

2.2 無人機(jī)價(jià)格成本低

無人機(jī)由于是由人通過無線電控制設(shè)備和程序就其進(jìn)行控制，不需要飛行員進(jìn)行駕駛，因此無人機(jī)在生產(chǎn)制造的過程中可以省去駕駛艙和一些相關(guān)的安全設(shè)備，大大降低了無人機(jī)的生產(chǎn)制造的成本和重量。并且與有人機(jī)相比較，無人機(jī)還可以節(jié)省一定的人員費(fèi)用和培訓(xùn)費(fèi)用[5]。例如，天津一艘普通的巡邏船在兩個(gè)小時(shí)的巡邏過程中，僅燃油費(fèi)一項(xiàng)所產(chǎn)生的費(fèi)用就達(dá)到了4000元左右，再加上人員的費(fèi)用和其他項(xiàng)目的費(fèi)用，普通的巡邏船在兩個(gè)小時(shí)內(nèi)就產(chǎn)生了高昂的費(fèi)用。而使用無人機(jī)進(jìn)行巡邏，普通巡邏船需要兩個(gè)小時(shí)完成的巡邏任務(wù)，無人機(jī)只用了40分鐘便完成了巡邏任務(wù)，并且燃油所產(chǎn)生的費(fèi)用僅僅不到100元。所以，無人機(jī)不管是在成本還是效率上，無人機(jī)都要強(qiáng)于有人機(jī)，適合進(jìn)行常規(guī)的監(jiān)管工作。

2.3 無人機(jī)操作簡單靈活

無人機(jī)相比于有人機(jī)具有重量輕、體積小等特點(diǎn)。無人機(jī)當(dāng)中的固定翼無人機(jī)也具有拋射、投射等功能。并且無人機(jī)在起降過程中需要的滑翔距離很多，一般的辦公大樓樓頂或是普通的平地就能夠滿足無人機(jī)的起降需求，無人直升機(jī)更是可以進(jìn)行近乎垂直的起落。

無人機(jī)在操作方面也是十分的簡單與靈活的。可以通過編制一定的程序?qū)o人機(jī)所需要的飛行路線進(jìn)行控制，還可以通過無線電的遠(yuǎn)端操控對無人機(jī)所需要飛行的路線進(jìn)行更改[6]。這些對無人機(jī)的操控只需要經(jīng)過簡單的培訓(xùn)即可達(dá)到操作使用的要求，無需對工作人員進(jìn)行專業(yè)的飛行訓(xùn)練和飛行技術(shù)的掌握。

3 無人機(jī)在東海救助中的主要用途

3.1 快速執(zhí)行救助任務(wù)

我國東海海域，海岸線長，海上島嶼分布不均勻，海上救援工作是一個(gè)時(shí)間緊、任務(wù)重的工作而且危險(xiǎn)系數(shù)較大。由于是在海上進(jìn)行救生工作，所以整個(gè)救生過程只要求一個(gè)字“快”。一旦發(fā)生海難事故，海上監(jiān)管人員便可以第一時(shí)間將救生無人機(jī)投入到搜救當(dāng)中來。無人機(jī)基地的控制人員利用無線電對無人機(jī)進(jìn)行控制，以最快的速度、最短的時(shí)間到達(dá)海難發(fā)生區(qū)域進(jìn)行搜索，并對一切海面漂浮物體進(jìn)行跟蹤定位，為后續(xù)的救援工作提供可靠的依據(jù)，便于人們盡快的完成搜救工作，減少海難事故中人員的犧牲[7]。

3.2 代替人進(jìn)行監(jiān)管任務(wù)

傳統(tǒng)的海上搜救工作，是使用飛行員駕駛飛機(jī)，通過觀察海面上的動態(tài)來確定人員的位置以進(jìn)行搜救工作。這種搜索定位工作是完全靠人進(jìn)行觀察的，不僅浪費(fèi)時(shí)間還十分的枯燥乏味。并且在長時(shí)間的搜索救援中，人由于得不到休息容易在觀察的過程中不能夠很好的集中注意力，一旦注意分散，便會大大影響了搜救效果。而救生無人機(jī)則不會出現(xiàn)這種問題，救生無人機(jī)上裝有十分先進(jìn)的觀察設(shè)備，地面的控制人員可以通過自己的觀察或是通過使用程序進(jìn)行相關(guān)的人員定位，并將所收集到的相關(guān)信息傳輸?shù)剿丫戎行?，這樣不僅可以降低搜救人員的工作強(qiáng)度，還能夠大大提高搜救效果。

3.3 減少搜救人員所面對的危險(xiǎn)

海上救援的環(huán)境總是瞬息萬變的，經(jīng)常會遇到狂風(fēng)暴雨等惡劣的天氣，并且在未來海上發(fā)生事故時(shí)有可能會面臨著各種生化污染，在進(jìn)行海上搜救工作時(shí)，會面臨著種種危險(xiǎn)[8]。為了避免搜救人遇到這些危險(xiǎn)，保障搜救人員的人身安全，減少搜救人員在搜索定位階段而受到的損傷，應(yīng)用無人機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的海上救援任務(wù)是十分重要的。無人機(jī)可以監(jiān)測到發(fā)生在事故海面上環(huán)境的基本情況，指揮人員可以根據(jù)具體情況做好相應(yīng)的措施，避免盲目的進(jìn)行搜尋搜救工作。

3.4 能夠代替人更好的完成海上人命的救助工作

由于無人機(jī)采用的是模塊化的設(shè)計(jì)，使無人機(jī)可以通過更換不同的任務(wù)模塊完成不同的任務(wù)，所以無人機(jī)的體積一般要比有人機(jī)的體積小很多。無人機(jī)在購買、維保、存放等方面所產(chǎn)生的費(fèi)用也要比有人機(jī)的費(fèi)用小很多，并且無人機(jī)的燃油消耗量也比有人機(jī)的消耗量低，使其能夠長時(shí)間的進(jìn)行搜救工作，保持良好的工作連續(xù)性。

4 無人機(jī)在海上人命救助中的探索與應(yīng)用

4.1 用于搜索定位

無人機(jī)搜索定位功能在搜救過程中起著至關(guān)重要的作用。船員需要將自己的設(shè)備中裝配有信標(biāo)，就可以進(jìn)行定位。在船員在海上遇到危險(xiǎn)時(shí)，只需將信標(biāo)開啟即可，信標(biāo)不斷的發(fā)出信號，無人機(jī)就能夠?qū)τ鲭U(xiǎn)的船員進(jìn)行定位。無人機(jī)一旦將遇險(xiǎn)者進(jìn)行準(zhǔn)確的定位后，便會將定位的信息傳輸?shù)娇刂浦行?，控制中心的工作人員就能夠指揮搜救人員及時(shí)的前去進(jìn)行營救。

使用無人機(jī)對遇險(xiǎn)者進(jìn)行定位與傳統(tǒng)的拉網(wǎng)式相比較、無人機(jī)的搜救功能更加的迅速、快捷且效率也更高。而且無人機(jī)可以利用拍照攝像設(shè)備對遇險(xiǎn)者進(jìn)行攝像或拍照，搜救人員根據(jù)照片中的遇險(xiǎn)人員的情況，提前做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。而信標(biāo)作為無人機(jī)搜索的關(guān)鍵設(shè)備，與其他的搜救設(shè)備相比較，信標(biāo)具有成本低、體積小、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，值得全面進(jìn)行推廣[9]。

4.2 用于遠(yuǎn)距離視頻的傳輸

我國首架能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離視頻傳輸?shù)臒o人機(jī)是一架被稱之為搬運(yùn)工的無人機(jī)。該無人機(jī)能夠進(jìn)行連續(xù)三個(gè)小時(shí)的拍攝工作，并且能夠在兩百公里的范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)的視頻監(jiān)控和圖像的傳輸工作。目前，我國相關(guān)技術(shù)的日益成熟，無人機(jī)上無線電傳輸設(shè)備也具有很強(qiáng)的抗干擾能力，因此利用無人機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場情況的實(shí)施傳輸成為了可能。無人機(jī)通過搜索定位系統(tǒng)搜尋到遇險(xiǎn)的人員后，利用遠(yuǎn)距離的視頻傳輸設(shè)備或拍照攝像設(shè)備將現(xiàn)場的實(shí)時(shí)情況傳送給地面的控制中心，地面控制中心根據(jù)圖像視頻中遇險(xiǎn)者的實(shí)際情況，實(shí)施更加快捷、有效的救援行動。

4.3 用于投放救援物資

近年來我國海難事故的多發(fā)生在小型船只上，很多小型船只的配備都是十分簡單的，很少配備先進(jìn)的救生設(shè)備。當(dāng)海難事故一旦發(fā)生，遇險(xiǎn)人員通過船上的普通雷達(dá)很難對遇險(xiǎn)人員進(jìn)行定位，這種情況就給海難事故的搜救工作帶來了一定的困難，也降低了搜救的成功率。再加上海上的天氣環(huán)境條件十分惡劣，遇險(xiǎn)人員受到海浪、潮流的沖擊，他們的位置時(shí)刻發(fā)生著變化。導(dǎo)致遇險(xiǎn)人員被無人機(jī)發(fā)現(xiàn)的位置到被救起的位置存在著很大的距離差距。遇險(xiǎn)者在救助過程中，一般都缺乏必要的淡水、事物等必備的物資，我們可以通過利用無人機(jī)進(jìn)行相應(yīng)物資的投放，以提高人員被救助的成功率。

4.4 能夠船、機(jī)配合，有效擴(kuò)大救助半徑

隨著技術(shù)的發(fā)展，無人直升機(jī)可以在海上與船舶很好的配合?，F(xiàn)代大型救助船，如東海救101已經(jīng)有了直升機(jī)起降平臺和機(jī)庫，無人直升機(jī)可以隨船進(jìn)入深海。當(dāng)遇國際救援有任務(wù)時(shí)，無人直升機(jī)隨救援船一同前往。在救援現(xiàn)場，無人直升機(jī)還可以在不同船舶之間穿梭，也可以憑借空中優(yōu)勢，幫助指揮救援工作，無人直升機(jī)在救援中的應(yīng)用，大大拓展了救援的半徑和效率。

5 結(jié)語

綜上所訴，大力發(fā)展無人機(jī)參加海上救生工作是十分重要的。海上救援工作對于信息和物資的需求是十分緊迫的，而無人機(jī)的參與便能夠很好的解決這一問題。未來無人機(jī)的發(fā)展應(yīng)該具有更加豐富的功能和綜合的能力，并且能夠配備各種救援設(shè)備。對無人機(jī)海上救援工作的深入，促使國家頒發(fā)相關(guān)的法律規(guī)范，增加無人機(jī)的遠(yuǎn)距離視頻傳輸?shù)哪芰?，增加無人機(jī)的穩(wěn)定性減少故障的發(fā)生。能夠更好的實(shí)現(xiàn)海上救援工作快速、有效的進(jìn)行。

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