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摘 要：无人机作为一项较新的技术，在船闸引航管理中发挥自身快速、远程遥控的优势，在引航道设施的巡查、违章船舶的管理、调度区的管理等方面進行有效的应用。本文结合实践，对无人机在船闸引航道管理中的应用进行了探讨，并对其未来的发展进行了展望。
关键词：无人机；船闸引航道管理；应用和展望
中图分类号：U641.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0305-02
无人机是一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多任务并能重复使用的无人驾驶航空器。基于无人机成本低（人力和物力）、携带方便、操作简单、反应迅速（较巡航船快3倍以上）、载荷丰富、任务用途广、效率高（飞高望远）、起飞降落对环境要求低、自主飞行、风险小（无关生命）等特点，其比较适合应用在海事领域，完成海域巡航监测等任务。
1 无人机数据处理流程
1.1 无人机飞行平台
无人机遥感指的就是一种没有驾驶人员操控的飞行器，它仅仅是一个飞行平台，主要是通过无线遥感设备控制，在上面搭载着高分辨率的数码相机，同时，借助无线通信技术和卫星导航技术等，获取重要的数据图像信息。
1.2 非量测相机
无人机遥感系统自身也有一定的限制性，所以，它只能采用普通的数码相机，而这种普通的相机同专业相机之间的区别如下：①相机内方位元素不确定，稳定性不佳；②镜头易出现畸形情况，导致精确度较低；③相机本身与镜头之间的粘连度不够，运输过程中易发生颠簸情况等。所以，用于测绘作业时需提前对机身和镜头进行加固，保持镜头与机身的位置关系不变；另外，需委托专业相机鉴定机构对相机进行检校，以保证其测绘成果精度。
1.3 数据传输平台
无人机可采用先进的COFDM全数字调制解调技术及MPEG2/MPEG4数字压缩编码技术，其多载波等技术特点，抗多径能力强，具备“非视距”、“绕射”传输特点和良好穿透能力，能够满足无人机无线通信任务，COFMD技术在无人机上采用的是1.2GHz的低频的微波信号传输，这种频率的使用既可以提高无人机信号的传输速率，也可以在远距离的传输范围里确保稳定的传输效果。
2 无人机在船闸引航道管理中的应用
2.1 引航道巡查
引航道巡查是船闸管理部门维护航产航权、保障航道安全畅通的重要手段。传统巡航采用管理艇、航政执法车、管理人员步行相结合的方式开展，存在全年巡航频率不足、覆盖面不够、效率不高，驳岸等航道设施巡查不够及时，船舶引航道违法停靠、违法捕鱼等行为得不得及时劝告制止和取证，存档资料不完备，巡航成本高等缺陷。
按照预定优化的巡查路线，使用无人机进行人工或自动航道巡查，短短十余分钟就能完成对船闸闸室、上下游引航道、停泊区船舶的巡查，实时图传记录高清视频、航拍照片，并纪录GPS坐标位置：①可清晰观测并拍摄航道护岸、标志标牌等设施和航道周围相关设施情况，针对如设施损坏、航道边坡侵占、边坡种植、船舶违停等事件，能迅速锁定并摄录证据；②能解决人、车、艇对无法到达的区域“去不了、看不到”的问题，实现全覆盖；③能获得实时航道现状图，便于对临、跨、过河设施统计和违章碍航事件分析，助力航道普查；④无人机可以在空中快速锁定过闸船舶遇险的情况，及时对险情进行反馈，联合警报与监控系统对船舶的险情进行应急处理。
2.2 违章船舶的管理
无人机将配合巡航船艇进行联合取证，无人机高速、高效的优势可以有效地弥补执法船速度及视野方面的不足，尤其是在调查取证和应急处置反应方面：通过使用无人机，可以保证反应的快速性和调查的及时性，对肇事逃逸船艇进行识别追踪，防止肇事船艇逃逸；利用无人机搭载摄像头进行船舶超载检查；利用无人机搭载热成像对船舶配员人数进行检查；利用机载的摄像、摄影设备还可记录保存证据，便于调查处理；利用无人机对船舶过闸秩序进行组织疏导，包括待闸船舶较多时对待闸区靠泊秩序的监控和维护。
2.3 调度区管理
船舶通过量大对运行调度带来了不小的压力，调度人员针对每日船情、水情制定相应的调度方案，高效安全地放行南来北往的货船和船队。在通闸时间段内，释放无人机至引航道和待闸船舶停靠区，可代替排挡艇核准船名船号，解决固定摄像头“看不全、看不清”的问题，结合甚高频、分区广播、手机等通讯手段，实现船舶实时动态监管，对紧急情况及时发现和处置。在船舶拥堵的时段，可适时释放无人机，实时获取上下游待闸区、调度区船舶流量动态，为及时调整调度方案的取得第一手准确资料。同时，无人机通过数字语音喊话器，可以实现对船舶行驶的疏导，动态的完成船闸调度区的管理工作。
3 无人机在船闸引航道管理展望
鉴于无人机巡航具有节能环保优、巡查成本低、人员工作量小、反应速度快、应急能力强、空中视角广、悬停检查细致、监查效果优质、资料类型丰富、便于立即存档等诸多优点，在船闸和干线航道开展无人机巡航将成为未来高效管理的新趋势、新常态。随着无人机飞控距离和时长的进步，船闸管理必将迎来无人机集控巡查的新时代。无人机可以增加双频识别声纳装置，能够在水下混沌黑暗的复杂环境中获得清晰的图像，有效探别水下目标，为保障航道的安全运行提供帮助。
无人机可以在船舶应急救援方面发挥更大的作用。无人机可快速到达现场，并在目标区域上空低速飞行或悬停进行人员搜救，通过挂载救援装备如救生圈、急救药品等通过空投的方式给予被救者及时的救助，缩短了救助时间，提高了救助成功率。无人机可精确定位待救人员位置，便于救援人员精准救援；可通过机载红外热像仪对有生目标进行探测，避免了由于人工搜救的不确定而导致遗漏；光电吊舱的红外热像仪可对视野范围内的有生目标和没有温度的物体进行颜色区分，地面站工作人员通过辨识，为其他救助设备（直升机、舰船）指示目标；并且无人机能达到许多人员与船只无法抵达的危险区域；可以把高清视频信息实时传回至监控中心，为有关部门快速处理提供信息保障。总之，利用无人机可大大提高救助效率，为应急救援新增有力选项。
参考文献
[1]无人机低空摄影在内河航道信息化的应用.中国水运，2015（12）：33～34.
[2]王 新，陈 武，汪荣胜，等.浅论低空无人机遥感技术在水利相关领域中的应用前景[J].浙江水利科技，2010，11（06）：27～29.
[3]无人机在内河航道巡航中的应用.交通企业管理，2015，30（8）.
收稿日期：2018-9-6
关键词：无人机；船闸引航道管理；应用和展望
中图分类号：U641.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0305-02
无人机是一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多任务并能重复使用的无人驾驶航空器。基于无人机成本低（人力和物力）、携带方便、操作简单、反应迅速（较巡航船快3倍以上）、载荷丰富、任务用途广、效率高（飞高望远）、起飞降落对环境要求低、自主飞行、风险小（无关生命）等特点，其比较适合应用在海事领域，完成海域巡航监测等任务。
1 无人机数据处理流程
1.1 无人机飞行平台
无人机遥感指的就是一种没有驾驶人员操控的飞行器，它仅仅是一个飞行平台，主要是通过无线遥感设备控制，在上面搭载着高分辨率的数码相机，同时，借助无线通信技术和卫星导航技术等，获取重要的数据图像信息。
1.2 非量测相机
无人机遥感系统自身也有一定的限制性，所以，它只能采用普通的数码相机，而这种普通的相机同专业相机之间的区别如下：①相机内方位元素不确定，稳定性不佳；②镜头易出现畸形情况，导致精确度较低；③相机本身与镜头之间的粘连度不够，运输过程中易发生颠簸情况等。所以，用于测绘作业时需提前对机身和镜头进行加固，保持镜头与机身的位置关系不变；另外，需委托专业相机鉴定机构对相机进行检校，以保证其测绘成果精度。
1.3 数据传输平台
无人机可采用先进的COFDM全数字调制解调技术及MPEG2/MPEG4数字压缩编码技术，其多载波等技术特点，抗多径能力强，具备“非视距”、“绕射”传输特点和良好穿透能力，能够满足无人机无线通信任务，COFMD技术在无人机上采用的是1.2GHz的低频的微波信号传输，这种频率的使用既可以提高无人机信号的传输速率，也可以在远距离的传输范围里确保稳定的传输效果。
2 无人机在船闸引航道管理中的应用
2.1 引航道巡查
引航道巡查是船闸管理部门维护航产航权、保障航道安全畅通的重要手段。传统巡航采用管理艇、航政执法车、管理人员步行相结合的方式开展，存在全年巡航频率不足、覆盖面不够、效率不高，驳岸等航道设施巡查不够及时，船舶引航道违法停靠、违法捕鱼等行为得不得及时劝告制止和取证，存档资料不完备，巡航成本高等缺陷。
按照预定优化的巡查路线，使用无人机进行人工或自动航道巡查，短短十余分钟就能完成对船闸闸室、上下游引航道、停泊区船舶的巡查，实时图传记录高清视频、航拍照片，并纪录GPS坐标位置：①可清晰观测并拍摄航道护岸、标志标牌等设施和航道周围相关设施情况，针对如设施损坏、航道边坡侵占、边坡种植、船舶违停等事件，能迅速锁定并摄录证据；②能解决人、车、艇对无法到达的区域“去不了、看不到”的问题，实现全覆盖；③能获得实时航道现状图，便于对临、跨、过河设施统计和违章碍航事件分析，助力航道普查；④无人机可以在空中快速锁定过闸船舶遇险的情况，及时对险情进行反馈，联合警报与监控系统对船舶的险情进行应急处理。
2.2 违章船舶的管理
无人机将配合巡航船艇进行联合取证，无人机高速、高效的优势可以有效地弥补执法船速度及视野方面的不足，尤其是在调查取证和应急处置反应方面：通过使用无人机，可以保证反应的快速性和调查的及时性，对肇事逃逸船艇进行识别追踪，防止肇事船艇逃逸；利用无人机搭载摄像头进行船舶超载检查；利用无人机搭载热成像对船舶配员人数进行检查；利用机载的摄像、摄影设备还可记录保存证据，便于调查处理；利用无人机对船舶过闸秩序进行组织疏导，包括待闸船舶较多时对待闸区靠泊秩序的监控和维护。
2.3 调度区管理
船舶通过量大对运行调度带来了不小的压力，调度人员针对每日船情、水情制定相应的调度方案，高效安全地放行南来北往的货船和船队。在通闸时间段内，释放无人机至引航道和待闸船舶停靠区，可代替排挡艇核准船名船号，解决固定摄像头“看不全、看不清”的问题，结合甚高频、分区广播、手机等通讯手段，实现船舶实时动态监管，对紧急情况及时发现和处置。在船舶拥堵的时段，可适时释放无人机，实时获取上下游待闸区、调度区船舶流量动态，为及时调整调度方案的取得第一手准确资料。同时，无人机通过数字语音喊话器，可以实现对船舶行驶的疏导，动态的完成船闸调度区的管理工作。
3 无人机在船闸引航道管理展望
鉴于无人机巡航具有节能环保优、巡查成本低、人员工作量小、反应速度快、应急能力强、空中视角广、悬停检查细致、监查效果优质、资料类型丰富、便于立即存档等诸多优点，在船闸和干线航道开展无人机巡航将成为未来高效管理的新趋势、新常态。随着无人机飞控距离和时长的进步，船闸管理必将迎来无人机集控巡查的新时代。无人机可以增加双频识别声纳装置，能够在水下混沌黑暗的复杂环境中获得清晰的图像，有效探别水下目标，为保障航道的安全运行提供帮助。
无人机可以在船舶应急救援方面发挥更大的作用。无人机可快速到达现场，并在目标区域上空低速飞行或悬停进行人员搜救，通过挂载救援装备如救生圈、急救药品等通过空投的方式给予被救者及时的救助，缩短了救助时间，提高了救助成功率。无人机可精确定位待救人员位置，便于救援人员精准救援；可通过机载红外热像仪对有生目标进行探测，避免了由于人工搜救的不确定而导致遗漏；光电吊舱的红外热像仪可对视野范围内的有生目标和没有温度的物体进行颜色区分，地面站工作人员通过辨识，为其他救助设备（直升机、舰船）指示目标；并且无人机能达到许多人员与船只无法抵达的危险区域；可以把高清视频信息实时传回至监控中心，为有关部门快速处理提供信息保障。总之，利用无人机可大大提高救助效率，为应急救援新增有力选项。
参考文献
[1]无人机低空摄影在内河航道信息化的应用.中国水运，2015（12）：33～34.
[2]王 新，陈 武，汪荣胜，等.浅论低空无人机遥感技术在水利相关领域中的应用前景[J].浙江水利科技，2010，11（06）：27～29.
[3]无人机在内河航道巡航中的应用.交通企业管理，2015，30（8）.
收稿日期：2018-9-6