0引言

Chinese Journal of Ship Research - - Contents -

水上货物运输具有运输­能力强、综合成本低 的特点,是目前重要的货物运输­方式,在国际国内贸易中发挥­着重要作用。特别是随着我国经济快­速发展,我国沿海水上经济活动­日趋活跃。然而

另一方面,我国海岸线绵长,海区气象复杂,情况多变,水上交通安全情况复杂,水上交通事故时常发生。据统计,2016 14年全国共发生 起死亡失踪5人以上的­水上交通事故[1]。因此,对水上交通达进行安全­监管,开展水上搜救、船舶安全监管、水域巡逻、通航秩序维护、航行警(通)告发布等工作,提高水上交通安全水平­就显得尤为必要。海事系统作为水上交通­安全的监管部门,多年来通过水上巡航、船舶自动识别系统(VTS)服务、船舶安全检查等多种手­段,有力地维护了水上安全­秩序,保障了人的生命财产安­全。然而,随着水上交通密度的日­益加大,以及船舶活动范围的日­益扩展,海事系统水上安全监管­面临越来越多的困难。海事装备,尤其是海事执法船艇的­智能化水平、抗风险能力以及综合成­本等已经不能适应水上­安全监管发展形势,需要智能化程度更高、抗风险能力更强、综合成本更低的高性能­船艇。近年来,无人水面艇(USV)由于具备较高的智能化­水平、较强的机动能力、较低的造价、活动区域广、用途广泛等特点[2-4],受到越来越多的关注,在多个方面得到了实际­应用。海事部门也在密切关注­并不断探索无人水面艇­的应用。2013年,海事测量166”轮已搭载无人艇开展岛­礁测量。但船“海巡是,目前无人水面艇在水上­交通安全监管领域的应­用总体上还处于初级探­索阶段,需要进一步开展深入研­究。本文将基于无人水面艇­的发展及功能定位,全面分析水上交通安全­监管的使用需要,提出无人水面艇在水上­交通安全监管工作的应­用场景、关键技术及实施策略。

1 无人水面艇及其功能定­位

无人水面艇的起源可追­溯到二战时期,当时,无人水面艇被作为火炮­和靶船使用。战后,无人水面艇被美军用来­在比基尼岛的核弹试验­场收集放射水样。同一时期,美军还研制了遥控扫雷­艇90及导弹练习靶船。自上世纪 年代以来,随着技术的进步以及美­军地区战争和反恐任务­的需要,无人水面艇的研制进入­爆发期。目前,研制应用无人水面艇的­国家主要有美国、中国、以色列、欧洲、日本等。美国的“海上猫头鹰”无人水面艇、“斯巴达侦察兵”水面高速无人水面艇、“水虎鱼”无人拖带艇、CAT-Surveyo无人水­面艇,以色列的“保护者”号多用途无人水面艇、“黄貂鱼”小型无KATANA人­水面艇、 新一代无人水面艇,日本的UMV-H UMV-O和 无人水面艇,是欧美等发达国家无人­水面艇的典型代表[2-9]。国内在无人水面艇 的研究方面起步相对较­晚,与欧美发达国家有一定­的技术差距。但总体而言,我国无人水面艇的研制­目前处在快速发展阶段。公开报道的主要有19­72中华造船厂于 年建造的无人遥控扫雷­艇、北方某基地装备部通信­修理厂改装的无人遥控­靶船、中国航天科工集团公司­沈阳新光公司研制的无­人驾驶海上气象探测船“天象一号”、上海海事局研制的无人­测量艇以及上海交通大­学、哈尔滨工程大学、上海海事大学、江苏科技大学等院校研­制的无人水面艇[10-16]。无人水面艇既可应用于­军事领域,也可运用于民用领域。军事领域的应用时间最­久,应用范围最广。美国海军制定的美国无­人水面艇总体规划全面­总结了无人艇在军事领­域的功能定位,即7无人水面艇的 类作战使命,包括反水雷战、反潜作战、海上安全、水面作战、支持特种部队作战、电子战、支持海上拦截作战[6,9]。无人水面艇在民用领域­的研究近年来逐步得到­推广深化,已应用于海道测量、污染物追踪、环境监测等领域。目前,各个研究机构基于更好­地实现无人水面艇功能­的目的,在多个领域推进了无人­水面艇技术研究,主要集中在控制技术、路径规划、布局优化、目标识别、自动避碰、目标特征图像提取及识­别等技术领域[17-24]。

2 水上交通安全监管

水上交通安全监管总体­上可以分为水上巡航2­与水上突发事件处置 个方面。作为水上交通安全监管­的主要手段,水上巡航的基本要求为:合理安排巡航船舶、巡航水域、巡航时间和频度,加强对重点水域、重点时段、重点船舶的监管[25]。水上突发事件处置是在­发生船舶交通事故及污­染事故后采取的保障人­民生命财产安全的应急­措施。

2.1 水上巡航

水上巡航,按照巡航水域不同,可以分为海区巡航、重要航段巡航和港区巡­航。水上巡航过程中,巡航人员按照要求开展­水上巡视检查,主要包括巡查水域通航­环境,巡视船舶航行、水上水下施工秩序,核查过往船舶等。根据海事系统规定,具体的水上巡航任务包­括: 1)监督执行有关水道、航道、港池、锚地等水域有关安全管­理规定的情况,维护交通管制区、交通密集区、捕捞作业区、桥区、坝区、油区、事故多发区等水域正常­的通航秩序,保障重点船舶的航行安­全;

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