巡检方式多元化在航标管理中的应用及探索

    崔晓轩 阚明

    摘 要：近年来，随着航运事业和港口经济的不断发展，航标的航海保障作用日益增强，对航标助航服务水平的要求不断提高。本文通过对曹妃甸港区的航标主要巡檢方式及巡检过程中遇到的一些问题进行梳理，并针对无人机巡检新模式的优点及无人机辅助航标巡检提高航标助航服务水平进行详细的介绍，就如何利用巡检方式多元化进一步提高航标巡检效率提出相关建议。

    关键词：航标;无人机;巡检;多元化

    中图分类号：U697.1? ? ? ? ? ?文献标识码：A? ? ? ? ? ? 文章编号：1006—7973（2019）03-0034-02

    1引言

    航标是引导船舶航行、定位和标示碍航物与表示警告的人工标志，为各种水上活动提供安全信息的设施，随着科技的进步，现代船舶都配备了先进的导航和定位仪器，但目视航标仍发挥异常重要的作用。

    近年来，随着我国经济的发展，航运市场不断拓展，港口船舶数量、吨位、类型不断发生变化，通航环境日趋复杂，对航标导助航服务水平提出了更高要求。航标巡检作为航标管理工作中的重要组成部分，是尤为重要的一环，通过对航标进行巡检，可以发现航标异常并及时予以恢复，持续保持航标效能的正常发挥，但传统的现场巡检方式效率低、费用高、实时性差，已经不再适应港口经济高效发展的需求。

    2航标现阶段的主要巡检方式

    以笔者所在航标管理机构为例，主要为现场巡检与遥测遥控巡检相结合。现场巡检周期是应确保每季度对所辖航标的全覆盖（港外沉船灯浮现场巡检次数每年至少2次）;基层站点的遥测遥控巡检周期是值班人员利用航标遥测遥控平台每天最少两次对辖区内航标工况进行远程监控。

    2.1现场巡检方式简述

    现场巡检是航标巡检人员利用车、船等交通工具到达航标现场进行检查维护。这种巡检方式优点是作业人员现场查看航标，对航标的位置是否准确、灯质是否正常、颜色是否鲜明、结构是否完好能够做出准确的判断，并对存在的问题进行现场修复，保障航标发挥正常的助航效能，巡检内容具体还包括现场擦拭灯器和太阳能电池板、测量工作电压和电流等。

    2.2遥测遥控巡检方式简述

    航标遥测遥控巡检是通过具有遥测遥控功能的信息系统或平台对航标运行状态进行远程监控及管理的非现场巡检行为。近些年，航标遥测遥控巡检方式已经被广泛推广、应用，通过航标信息监控系统来实现远程实时监测航标的运行状态，掌握辖区内航标运行的电压、电流、灯质以及位置信息等，航标出现异常可以在系统上第一时间自动报警，这使得航标管理机构人员发现问题的及时性得到显著提高。同时航标管理人员可以利用航标运行信息监控系统远程操控灯器，查询状态、查询灯质、灯器远程如重启、手动发光、手动关闭、自动发光等。灯器发生故障后，可以立即通过航标运行信息监控系统进行初步判断故障原因，部分故障可远程进行恢复，大大地提高了灯器故障的恢复效率。

    3存在的问题

    现场巡检方式优点明显，但不足之处也较为突出，以曹妃甸港为例，目视航标218座如逐个登标巡检，耗时较长，费用较大，作业人员疲惫，危险系数增加。受气象条件的影响和制约，遇到海上恶劣天气时，现场巡检工作开展困难，这种巡检方式已不能满足港口高速发展的经济需求。

    遥测遥控巡检弥补了现场巡检的诸多不足，但仍存在一定的技术制约和问题：一是因为航标信息监控系统尚不成熟，时有误报漏报现象发生;二是辖区内部分航标未安装遥测遥控功能设备，遥测遥控全覆盖巡检不能实现;三是遥测遥控仅能显示灯器状况，不能显示航标标体外观等主体信息;四是很多距离陆地较远的航标，GPRS、CDMA信号不能覆盖，数据不能传输或不稳定，遥测遥控巡检困难。

    4应用无人机巡检

    无人机巡检是近几年逐步探索，其具有响应快、机动灵活、成本低、风险小、效率高等特点，充分验证了航标巡检工作中应用无人机将是未来发展的必然趋势。

    无人机巡检较常规船舶巡检具有以下优点：

    （1）日常巡检效率高。以曹妃甸港为例，曹妃甸港分为一、二、三港池，乘坐航标巡检船舶巡检在不进行登标作业情况下需耗时7-8小时，而无人机巡检仅需2个小时，无人机低空巡检，可以清晰地拍摄到航标整体的目视效果，与船舶巡检无异，且同样可以实现夜航巡检。

    （2）应急反应响应快。2015年3月，北海航海保障中心天津航标处首次利用无人机参与海上航标应急反应演习，开了国内应用无人机参与航海保障工作的先河。此次应急反应演习利用无人机核实失常航标状态信息，并提供海上航标作业实时图像支持，证实了无人机巡航相比于传统的船舶巡航方式，应急反应响应快。

    （3）巡检方式适应性强、方式灵活。无人机在巡检过程中，可在航标周围定点悬停，对航标进行清晰拍摄，传输实时图像，机动性能好，无碰撞风险。尤其受潮汐因素影响，航标巡检船舶难以到达浅滩等特殊水域巡检，而无人机可以第一时间到达现场核实航标运行状态等信息，因此适应性强、灵活性更高。同时，针对陆地上的灯塔、灯桩、导标、桥涵标等高大助航标志，无人机可以停留在任意高度进行检查，提高了工作效率，也减少工作人员高空作业风险，凸显无人机巡检方式的灵活性。

    （4）失常航标核实精准。当发生航标失常或遥测遥控报警时，传统的巡检方式主要是派遣船舶现场巡检为主，船舶油耗高，航速慢，成本相对较高。利用无人机开展巡检，巡检过程中拍摄的视频可实时传输回地面站，巡检人员可立即观察到每个航标的状态，能大幅提升异常航标核实、恢复效率，降低船舶运行成本，同时对遥测遥控报警进行甄别判断。

    （5）巡检受海况影响小。在冬季，北方港口海冰情况较为严重，小型巡检船舶往往不能出海巡检海面冰情及航标运行情况，这给航标管理机关了解海上冰况及航标信息带来了很大的困扰。海冰对无人机的空中飞行无影响，在风力条件、天气状况允许的情况下，可以随时出海巡查冰情及航标运行情况。

    （6）性能多样。无人机可通过搭载轻型AIS、摄像机等辅助设备，能够实现更多的諸如跟踪识别、夜间巡航、等功能应用，满足多种不同作业的需要;通过机载传感器实时采集航道及周边水域的环境、通航、航标等航拍信息数据，并由后台的处理系统对其进行分析处理，减少航标管理部门和基层一线航标工的工作强度和作业风险，进一步拓宽航海保障工作的覆盖范围和服务手段。

    （7）灯塔补给。随着无人机技术的发展，其不仅在巡检等方面大放光彩，更是悄悄走进了大家都不太关注的后勤领域，无人机可以携带小型电池、轻型生活物资等，到达灯塔位置，进行补给。

    5航标巡检多元化的应用探索

    为提高航标巡检质量和效率，减少经费开支和人员劳动强度，应充分利用“无人机+遥测遥控系统+现场”巡检航标日常管理新模式。在航标巡检中引入无人机技术，利用无人机替代部分船舶巡检作业，遥测遥控巡航系统辅助，将传统的基于作业船舶的现场巡检模式与遥测遥控巡检模式、无人机巡检模式相结合，以信息化为主导、现场处置为补充，进一步推进海事航保体系的建设，提升航标管理和维护的可靠性和时效性。

    （1）利用北斗卫星通信实现离岸较远的航标遥测遥控全面覆盖。北斗卫星通信遥测遥控系统同其他遥测遥控系统设计原理类似，其信号已实现我国全部和亚太大部分地区的无缝覆盖，可以实现GPRS、CDMA信号覆盖不到的区域的数据传输，满足航标遥测遥控系统对偏远航标的远程监控管理需求。

    （2）做好日常航标遥测遥控系统的值守工作，对系统上存在异常航标进行远程操控及时恢复，如不能消除异常报警，做好遥测遥控处理措施记录，并加强监测频率。

    （3）对遥测遥控系统上异常航标，可安排无人机有针对性的进行巡检，同时对周边未实现遥测遥控功能的航标进行巡检，减少船舶、车辆现场巡检频率。对无人机巡检过程中拍摄的视频进行数据分析，查明原因，根据故障原因组织船舶和人员进行恢复。

    （4）接报航标异常信息后，可迅速通过遥测遥控系统判断信息准确性，现场巡检恢复，同时无人机也可以搭乘航标作业船舶，配合船舶进行巡检，用以扩大巡检范围。

    6结束语

    随着航海保障事业的快速发展，助航设施的不断增加，必须创新工作思路和方法，“无人机+遥测遥控系统+现场”巡检航标日常管理新模式的应用，将在很大程度上提高航标的巡检效率，同时节约人力、物力和降低能源消耗。日益完善的信息化和现代化的航海保障服务水平，也将为航海者提供更优质的航海保障服务。

    参考文献：

    [1] 王姜月.关于航标巡检现状及进一步推动航标巡检现代化的分析探讨[C].中国航海学会航标专业委员会2016年度学术论文集，2016：105-107.

    [2] 王永涛，李佩嶂.无人机在航标巡检领域的应用分析[C].中国航海学会航标专业委员会2016年度学术论文集，2016：205-209.

    [3] 程胜利，顾淼.民用无人机在航标助航领域的应用研究[C].中国航海学会航标专业委员会沿海航标学组学术研讨会学术交流论文集，2015：47-50.

    [4] 李远慧.电子巡检模式在航标管理中应用的探讨[C].中国航海学会航标专业委员会沿海航标学组学术研讨会学术交流论文集，2015：261-264.