無人機在海上搜救中的應用
2020-06-29
中國水運
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無人機在海上搜救中的應用
社會經濟的快速發展使得我國在許多科研領域有了巨大的進步，其中極其令人興奮的就是比較成熟的無人機技術。無人機可以用來做諸如監控、探查、尋找的工作，其中最為重要的就是無人機在海上搜救的應用。無人機獨特的優點使得其在海上搜救中有着不可替代的作用。本文就無人機在海上搜救中可承擔的各種任務做了深度探究。
無人機全稱“無人駕駛飛機”，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設備和自主研發的程序控制裝置所操縱的不載人飛機，或者是由車載計算機自主或間歇的操作。與普通駕駛飛機相比，無人機更适合危險的任務。按應用領域的不同，無人機又可分為軍用無人機和民用無人機。一般海上搜救經常利用無人機或者載人飛機快速搜尋海域事故現場，通過在目标區域低飛搜尋來進行救助活動。此外，還可通過機身搭載相關設備将現場情況及時的發給指揮中心，方便救助策略的制定，還可與過往船隻協同施救。現今，無人機技術已經逐漸廣泛的應用于我國海域的相關事業。
1 無人機救援的現狀和發展
我國第一次将無人機應用在救助工作是在2008年的冰凍災害中，同年的汶川大地震中，無人機作為航拍應用在了地震救援工作。近年來的各種災害的現場都有無人機的應用，為災難的救援工作提供了非常可靠的相關資料。無人機在搜救方面的出色表現及其獨特的優點，使得無人機受到越來越多的重視，無人機的相關技術也得到了巨大的突破。例如：低空遙感技術、飛行控制技術和發動機的改進。各種技術的不斷更新發展，使得無人機的應用環境也越加廣泛，并逐步被應用于海上搜救工作。與此同時，無人機搜救正在向系統化、專業化的方向進行轉化。例如，我國的一些部門建立了一體化的搜救系統，當事故發生時，無人機可進行快速的事故現場檢測、信息采集工作，将現場的相關信息及時的發送至指揮部門，再由指揮部門作出有針對性的救援措施，進行事故現場的救助。
2 無人機在海上搜救的優點
2.1無人機技術相對成熟
伴随着諸如高清攝像、低空懸停、遠程操作、遠程傳輸等技術的巨大進步，無人機的發展達到了前所未有的水平。目前，我國有三種類型的無人機可應用于海上搜救工作，首先是海上搜救無人機，這種無人機的動力原理是通過浮力來帶動無人機的上升，這種動力系統能夠極大程度的降低燃油消耗，有效的增強其續航能力。此外，搜救無人機還能實現空中的懸停，對升降場地的要求極低，在關鍵時候可以在大型船舶上起落。再者是高空、高續航無人機，這種類型的無人機續航力強，可進行遠距離航行;飛行高度高，有利于長時間的高空飛行工作。此外，高空飛行可以有效的避免惡劣的自然環境。這些優良特性使得高空、高續航無人機進不僅可以近海的搜救工作還能進行遠距離的海上搜救工作。最後是地面效應無人機，也是最适合海上搜救的無人機種。這類無人機在救援工作中可以在海面上進行簡單的起降，不僅如此，地面效應無人機還具有較高的承載力能夠進行救助物資的投放。與此同時，無人機在搭載高清攝像和遠程操作、傳輸功能後，使得其得到了更廣泛的使用。例如，可用于海域交通監控、船隻航行路線複刻、海域污染監控、事故報道等。此外，還可通過遠距離傳輸和操控功能給海管相關部門提供即時的海域相關資料，方便海上管理部門險情應急處理和來往船隻流量控制，從而有效保障海域的水上交通安全。
2.2無人機搜救成本低
無人機簡單來說就是不需要駕駛員的操控 ，這樣一來就省去了與駕駛艙相關的控制裝置和安全救生設置的安裝成本。此外，無人機的生産成本、研制花銷、和維修費用遠比搜救船舶和普通飛機低的多，還可節省大批的飛機和船舶操控人員的培育費用。就45米級的巡邏搜救船為例，從起始港口到目的巡邏地巡航一個來回需要大約兩個小時，消耗燃油約500千克，以8000元每噸來算，耗油費用可達4000元，另外還有工作人員的工資和船舶損耗費。而無人機從起始港口到目的地的巡邏來回在35分左右就可完成，燃油的消耗也在100元内。因此，無人機不僅工作效率高，還具有費用低廉的優點，更加适合常态下的監管。
2.3操控靈活
無人機具有重量輕和體積小的優點，裝載固定翼的無人機能夠進行導彈的發射。此外，無人機的降落所需滑跑距離較短，像我們普通的平坦樓頂，和平坦的操場都能達到無人機的起飛和降落要求。另一方面，無人機的操控也沒有想象中的那麼困難，相反，無人機的操控非常簡單，可以通過編程進行無人機的航行路線安排。不僅如此，我們還可以根據實際需求通過相應的計算機指令讓其做出合适的飛行姿态和飛行高度。相關技術人員的培訓也不要花費大量的人力、時間和财力，具有簡單的操作性和高度的靈活性。
3 無人機在海上搜救的應用
3.1搜索定位
我國的無人機搜索技術巧妙的将射頻技術和人身定位搜索相結合，實現了遠距離搜救。這一搜索系統主要由無人機、高清相機、定位搜救器、信标、探測器和地面站六部分構成。其中信标是關鍵的一環，該搜尋定位系統在海域搜救的應用需在船員的救生設備中配備信标裝置。無人機在搜救過程中，無人機裝載的相關設備可以在15公裡範圍内激活信标，發送事故船員信息，并且可以快速的衛星定位。搜索系統中所用的信标的體積隻有火柴盒大小，巧輕便，隻需做好防水工作就可以大量應用于船員的救生設備。與傳統的搜救船舶拉網式的搜救相比，無人機定位搜救具有視野廣泛、高效能、全天候、機動性高的優點。不僅如此，無人機還能通過機身裝載的高清攝像機對事故船隻的相關人員進行即時拍照，并将照片信息及時的傳達至救助指揮中心，方便相關工作人員制定高效能的救助措施。此外，作為無人機搜尋定位關鍵一環的信标與傳統的雷達等海事搜尋設備相比，不但具價格低廉、輕巧便捷等優點，還能通過射頻技術存儲和識别相應船員信息。所以應得到救生設備的廣泛應用。
3.2遠距離的視頻傳輸
科學不斷進步的今天，視頻的遠距離傳輸技術已逐漸成熟，其傳輸信道的抗幹擾能力也有了很大的提升。例如世界上最為先進的無人機“全球鷹”RQ-4A，這款無人機搭載的電子設備能夠在全球的各個地點進行7.4萬平方千米的紅外圖像拍攝，其裝載的定位系統誤差在20米内可控，并且搭載的相關設備能夠穿透雲層和雷雨障礙進行連續的監視搜尋工作，時時向地面傳播相關圖像訊息。此外，我國遠距離視屏技術在無人機技術的應用首次是在名為“搬運工”的無人駕駛飛機。這架無人飛機搭載有GPS導航定位系統，并且裝載有汽油發動機。其載重為19公斤，最大速度150公裡/小時，可進行連續3小時的拍攝工作。無人機在搭載遠距離視頻傳輸後，通過搜尋定位系統在發現事故船隻和遇險人員之後，可以通過所裝載的高清攝像将遇險船隻和遇險人員的情況及時的傳輸至指揮部門，使得相關人員可以及時的制定出合理的搜救措施，提高搜救效率和成功率。
3.3投放食物及醫療設備
近年來的海上事故多為小型船舶和運輸沙石船舶，這類船隻一般救生配置簡要。這類船隻一旦發生意外，搜救巡邏艦很難準确的找到這類救生配置簡要的船隻，這樣無疑會大大降低搜救率。再者，海上環境複雜，遇險人員可能随時會有生命危險，面臨饑餓過度和受傷問題。這時無人機搜救的應用就非常重要。此時，無人機可根據自身搭載的搜索系統進行遇險人員的搜索，并且可搭載必要的食物、淡水和醫療設備，從而使無人機搜救效率大大提升。
4 結語
綜上所述，無人機技術現今的發展狀況已經滿足當前的海上搜救活動。除此之外，無人機搜救還有着成本低、靈活性強和高效的優點。無人機可以通過遠距離視頻傳輸功能，将遇險船隻情況即時傳輸至指揮部門，更加方便了搜救活動的制定和進行。所以無人機在海上搜救中的應用可以大大提高搜救效率。應當廣泛應用于海上搜救。雖然現今我國的無人機的海上搜救還存在一定的缺陷，但是相信在我國科研人員的努力下一定能攻克這些難題，讓無人機更好的應用于海上搜救。
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