摘 要：本文以無人機(jī)為核心開展討論，研究如何在黃浦江核心區(qū)水域建立“陸?？铡币惑w化的水上交通運(yùn)輸安全保障體系，以提升海事監(jiān)管的效率與響應(yīng)能力。針對黃浦江核心區(qū)域的通航條件及當(dāng)前監(jiān)管體系，探究無人機(jī)、巡邏艇與電子巡航系統(tǒng)之間的聯(lián)動機(jī)制。研究結(jié)合潮水巡航、游覽船高峰期巡航、重點(diǎn)護(hù)航和應(yīng)急處置等不同場景的實際應(yīng)用，提出了具體的聯(lián)動操作流程和策略。研究結(jié)果顯示，將無人機(jī)、巡邏艇與電子巡航系統(tǒng)三者有機(jī)結(jié)合的聯(lián)動模式，極大提升了海事行動的即時響應(yīng)能力、精確度及工作效率，同時顯著降低了事故發(fā)生的概率，進(jìn)而優(yōu)化了水域安全管理的整體水平。結(jié)論表明，多種巡航技術(shù)的協(xié)同運(yùn)用對于黃浦江水域的安全監(jiān)管能力有著顯著增強(qiáng)作用，為了更充分地發(fā)掘新技術(shù)的潛力，實現(xiàn)海事監(jiān)管效能的最大化，該模式仍需在實踐中不斷迭代與優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：黃浦江核心區(qū)；水上交通安全；聯(lián)動巡航；海事監(jiān)管

中圖分類號：U697.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引 言

隨著海事領(lǐng)域“革命化、正規(guī)化、專業(yè)化、職業(yè)化”進(jìn)程的穩(wěn)步前行，海事監(jiān)管現(xiàn)代化手段日新月異，其中，輪艇巡航、電子巡航與無人機(jī)巡航等多種先進(jìn)巡航方式已廣泛融入日常。本文聚焦于無人機(jī)技術(shù)的核心作用，旨在深入剖析如何在黃浦江核心水域?qū)崿F(xiàn)多樣化巡航模式的高效聯(lián)動，從而構(gòu)建起“陸海空”一體化的水上交通運(yùn)輸安全保障體系。

1 黃浦江核心區(qū)水域通航環(huán)境

黃浦江水域，自吳淞口101號燈浮延伸至閔行發(fā)電廠，是一條寬度不一、水深不等、彎頭眾多的狹窄水道。航道全長約67 km，江面最寬約800 m、最窄僅約300 m，有9個主要彎道，其中陸家嘴彎道彎度最大，達(dá)115°。核心區(qū)主要水域自黃浦江上游臨浦輪渡站浦東、浦西碼頭上角連線，下游到楊浦大橋上邊緣線為界，全長10.1 n mile，活動水域交通狀況復(fù)雜，客運(yùn)船舶流量大、彎頭多、支流多、船舶種類繁雜，呈現(xiàn)“五多”特點(diǎn)。

上海港為非正規(guī)半日潮，每24 h 50 min出現(xiàn)兩漲兩落，船舶習(xí)慣于乘潮航行，漲、落潮轉(zhuǎn)流前后2 h左右船舶流量很大、密度很高。小型船舶一般在吳淞低潮后、初漲前經(jīng)吳淞口密集上駛，流量高峰時段持續(xù)2～3 h。萬噸級以上的大型重載船舶，一般是乘漲潮流進(jìn)吳淞口，在平流或初落時抵靠碼頭。夜間游覽高峰時段游覽船碼頭繁忙，2023年暑期，游覽船客運(yùn)量達(dá)100.08萬人次，同比2019年增長13.09%，日均開航84艘次，日均接待游客2.08萬人次；2024年暑期，游覽船日均開航116艘次，日均接待游客2.08萬人次，單日最高載客量達(dá)2.99萬人次。

2 現(xiàn)有監(jiān)管模式

1）輪艇巡航：海事巡邏艇是海事局的重要巡航工具，可以到達(dá)VTS、CCTV、岸基AIS等系統(tǒng)無法覆蓋或到達(dá)的水域，受船艇平臺限制，存在建設(shè)運(yùn)維成本高、人力資源占用多、反應(yīng)速度慢等問題。

2）CCTV視頻監(jiān)控：CCTV視頻監(jiān)控是黃浦江內(nèi)河水域重要的監(jiān)管手段，視頻探頭包括全景、球機(jī)和高變焦探頭，基本可以做到水域全覆蓋，并對指定水域進(jìn)行監(jiān)控回放。

（3）船舶交通管理系統(tǒng)：船舶交通管理系統(tǒng)VTS本身集成了船舶自動識別系統(tǒng)（AIS）、雷達(dá)等功能信息，加上智慧海事監(jiān)管平臺的融合，基本實現(xiàn)了“大交管”信息互通共享。

4）無人機(jī)巡航：無人機(jī)巡航作為現(xiàn)代化新型巡航手段，已經(jīng)逐步成為巡航的重要力量，具有響應(yīng)快、范圍廣、能耗低的優(yōu)勢，配上高倍變焦鏡頭和喊話器，成為立體高空機(jī)動監(jiān)管的最佳選擇。

5）定向喊話：作為傳統(tǒng)甚高頻喊話提醒的有效替代方式，黃浦江核心區(qū)增設(shè)定向喊話平臺，通過追蹤過境船舶進(jìn)行定向喊話，加強(qiáng)駕駛員警覺性，一定程度遏制疲勞駕駛事故發(fā)生。

3 陸?？章?lián)動巡航場景

無人機(jī)在多方面的海事行動中發(fā)揮關(guān)鍵作用，通過與巡邏艇和電子巡航系統(tǒng)的三方協(xié)作，能夠顯著提升海事行動的效率及應(yīng)急響應(yīng)的實時性和準(zhǔn)確性。這種整合不僅革新了傳統(tǒng)的通航管理模式，還顯著拓寬了無人機(jī)在海事監(jiān)管領(lǐng)域的應(yīng)用邊界。

3.1 無人機(jī)與巡邏艇、電子巡航的三方聯(lián)動

（1）場景一：潮水巡航

在現(xiàn)代海事運(yùn)營中，潮水巡航的安全性和效率顯著依賴于先進(jìn)技術(shù)的整合應(yīng)用。其中，無人機(jī)、巡邏艇和電子巡航系統(tǒng)的三方聯(lián)動提供了一種創(chuàng)新性的解決方案，如圖1所示。

在此方案中，無人機(jī)利用其高空俯瞰的優(yōu)勢，實時捕捉并監(jiān)控潮流動態(tài)與水文地質(zhì)狀況，而巡邏艇則依據(jù)這些精準(zhǔn)信息，靈活調(diào)整船舶航行狀態(tài)，從而確保水上航行的安全與暢通。電子巡航系統(tǒng)整合來自無人機(jī)和巡邏艇的數(shù)據(jù)，優(yōu)化巡航路線，實現(xiàn)對復(fù)雜海域的有效管理。這一模式不僅顯著提升了航行的安全保障水平，還極大增強(qiáng)了對復(fù)雜多變水文環(huán)境的應(yīng)對能力。

具體而言，在航道繁忙的黃浦江區(qū)域，潮水巡航的三方聯(lián)動操作需要各方分階段分層次地緊密配合：

①無人機(jī)作為前線觀察者，承擔(dān)著實時數(shù)據(jù)收集的重要角色。監(jiān)管部門需規(guī)劃無人機(jī)執(zhí)行定期飛行任務(wù)，利用機(jī)載攝像頭及先進(jìn)傳感器，精準(zhǔn)監(jiān)測并記錄潮水高度、流速、流向等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，迅速捕捉因潮汐變動引發(fā)的海面異常情況，同時將這些實時數(shù)據(jù)同步傳輸至后方的電子巡航系統(tǒng)，以確保信息的即時性與準(zhǔn)確性。

②兩級電子巡航系統(tǒng)則作為指揮中心，負(fù)責(zé)整合來自無人機(jī)和巡邏艇的數(shù)據(jù)，并運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行分析和決策。電子巡航系統(tǒng)通過分析無人機(jī)傳輸過來的數(shù)據(jù)，并結(jié)合歷史潮汐數(shù)據(jù)和天氣預(yù)報，快速預(yù)測未來幾小時內(nèi)的潮汐情況，評估未來的潮水變化和潛在風(fēng)險，為巡邏艇和無人機(jī)提供決策支持，確保各類海事任務(wù)的順利進(jìn)行。

③巡邏艇依據(jù)無人機(jī)傳輸?shù)膶崟r數(shù)據(jù)，靈活調(diào)整其航行路線，實現(xiàn)動態(tài)優(yōu)化。在接收到來自無人機(jī)和電子巡航系統(tǒng)關(guān)于潮流和障礙物的提示信息后，巡邏艇可以迅速調(diào)整航向，避免潛在的海上風(fēng)險，確保航行安全。

一般而言，黃浦江潮水為半日潮，保潮為一天兩次，單次時段主要集中在漲水期間的2 h內(nèi)。結(jié)合潮水期間船舶密集程度可將其細(xì)分為三個不同的時段。

第一時段：船舶流開始至船舶開始密集時段；

第二時段：船舶流密集時段；

第三時段：其他時段。

其中，密集時段指某個時段的船舶數(shù)量與總船舶數(shù)量的比例達(dá)到60%；較少時段指船舶數(shù)量與總船舶數(shù)量的比例小于20%。

針對不同時段的工作重心差異，可采取多樣化的策略與手段來執(zhí)行監(jiān)控巡航工作，見表1。

表1 潮水時段巡航方式

第一時段采用新開河定點(diǎn)值守及二級電子巡航的巡航模式。通過定點(diǎn)值守，可以對特定區(qū)域的船舶動態(tài)和靜態(tài)情況進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)控，確保及時發(fā)現(xiàn)潛在問題并通報指揮中心。同時，二級電子巡航系統(tǒng)實現(xiàn)了全天候不間斷的監(jiān)控，極大擴(kuò)展了監(jiān)控的覆蓋范圍并提升了監(jiān)控的準(zhǔn)確性。然而，該模式的靈活性較差，難以迅速應(yīng)對突發(fā)狀況，且高度依賴于技術(shù)設(shè)備，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，可能導(dǎo)致監(jiān)控盲區(qū)或信息延遲。

第二時段采用巡邏艇水域巡航的監(jiān)管模式。巡邏艇的機(jī)動性使其能夠根據(jù)實時情況調(diào)整航線，特別是在掉頭區(qū)和彎道等關(guān)鍵水域。巡邏艇能夠迅速對現(xiàn)場違規(guī)行為采取直接干預(yù)措施，及時有效應(yīng)對各類突發(fā)事件，從而顯著提升航道的整體安全水平。然而，巡邏艇的活動范圍有限，難以同時覆蓋整個區(qū)域，且需要大量的人力和設(shè)備資源，特別是在高峰時段，可能導(dǎo)致資源緊張和管理壓力增大。

第三時段以無人機(jī)巡航為主，二級電子巡航為輔。無人機(jī)憑借其高速覆蓋大范圍區(qū)域的能力，特別適宜在航道相對空閑的時段執(zhí)行高效且全面的巡航監(jiān)控任務(wù)。無人機(jī)懸停范圍應(yīng)盡量靠近主航道中心線的上空，通過使用語音廣播等手段，監(jiān)督提醒船舶遵守有關(guān)航道、航路、船舶定線制、水上交通管制等規(guī)定的情況，重點(diǎn)關(guān)注涉客船舶在重點(diǎn)水域的航行狀態(tài)，提醒進(jìn)口船舶注意與河岸兩側(cè)保持安全距離，避免出現(xiàn)滯航情況。該模式的運(yùn)營成本相對較低，但也存在一定的限制，如無人機(jī)的續(xù)航時間有限，需頻繁更換電池或進(jìn)行維護(hù)，且受天氣條件影響較大；再如無人機(jī)巡航高度依賴高精度導(dǎo)航和監(jiān)控技術(shù)，技術(shù)故障或信號丟失可能導(dǎo)致監(jiān)控中斷。

（2）場景二：游覽船高峰巡航

在旅游高峰期，無人機(jī)、巡邏艇和電子巡航系統(tǒng)協(xié)同工作，是保障游覽船的順暢航行重要手段。無人機(jī)進(jìn)行空中巡視，實時傳送游覽區(qū)域的擁堵情況及潛在風(fēng)險，巡邏艇則根據(jù)這些信息快速響應(yīng)，管理船只流量，指導(dǎo)游覽船合理調(diào)整行進(jìn)路線。后方工作人員將通過電子巡航系統(tǒng)負(fù)責(zé)資源調(diào)度，確保所有船只能夠高效安全運(yùn)行。

以黃浦江核心段的水運(yùn)情況為例，在實際的三方聯(lián)動中，需要結(jié)合通航環(huán)境和船舶交通流規(guī)律的動態(tài)變化，科學(xué)分析轄區(qū)內(nèi)的游覽船巡航時段，制定相應(yīng)地每日“游覽船航班計劃表”巡航方式。

一般而言，工作日內(nèi)游覽船高峰時段主要集中在1830-2200時。進(jìn)一步地，結(jié)合一天之內(nèi)的航班密集程度可將其分為三個不同的時段。

第一時段：1830時至航班開始密集時段；

第二時段：游覽船航班密集時段；

第三時段：其他時段。

其中，密集時段指某個時段的航班數(shù)量與總航班數(shù)量的比例達(dá)到60%；較少時段指航班數(shù)量與總航班數(shù)量的比例小于20%。這一比例的確定可以基于交通流量理論、運(yùn)輸需求分析和擁擠度與服務(wù)水平分析論證得到：

根據(jù)交通流量理論，當(dāng)某個時段的航班數(shù)量占比達(dá)到60%時，意味著該時段的流量高度集中，表明此時航道正處在交通高峰期，意味著系統(tǒng)內(nèi)部資源的高強(qiáng)度使用，因此可將其合理地定義為“密集時段”。與此同時，基于運(yùn)輸需求分析可知，需求的波動性可直接影響航班的分布，高需求時段通常對應(yīng)著航班數(shù)量的集中，當(dāng)航班占比達(dá)到60%時，系統(tǒng)處于高負(fù)載狀態(tài)，而需求低谷期往往對應(yīng)著航班數(shù)量的顯著減少，當(dāng)占比低于20%時，系統(tǒng)將處于低負(fù)載狀態(tài)，故可將其定義為“較少時段”。此外，擁擠度與服務(wù)水平分析同樣能夠支持這種劃分，一般而言在高密集度時段，系統(tǒng)容易出現(xiàn)擁堵，服務(wù)質(zhì)量明顯下降的情況，而在較少時段，盡管流量較低，但是系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)卻更為順暢，服務(wù)質(zhì)量也相對較高?；谶@些理論及實際的現(xiàn)場反饋，在一定程度上證明了使用60%和20%的比例來劃分密集時段和較少時段是科學(xué)合理的。

針對各時段的工作重點(diǎn)不同，可以采取靈活多變的策略與方法來執(zhí)行監(jiān)控巡航任務(wù)，見表2。

第一時段采用新開河定點(diǎn)值守及二級電子巡航的巡航模式，對轄區(qū)船舶動態(tài)、靜態(tài)情況進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，以“三游一渡”涉客船舶為重點(diǎn)，做好重點(diǎn)監(jiān)控工作，發(fā)現(xiàn)問題及時通報指揮中心。

第二時段采用巡邏艇水域巡航的監(jiān)管模式，適時調(diào)整航線，維護(hù)游覽船、游艇安全航行，重點(diǎn)加強(qiáng)掉頭區(qū)以及涉客船舶碼頭前的水域掉頭和靠離泊的秩序管理。

第三時段以無人機(jī)巡航為主，二級電子巡航為輔。無人機(jī)懸停范圍應(yīng)盡量靠近主航道中心線的上空，通過使用語音廣播等手段，監(jiān)督提醒船舶遵守有關(guān)航道、航路、船舶定線制、水上交通管制等規(guī)定的情況，重點(diǎn)關(guān)注涉客船舶在重點(diǎn)水域的航行狀態(tài)，提醒涉客船舶注意與河岸兩側(cè)保持安全距離，避免出現(xiàn)滯航情況。

遇到雙峰疊加的情況，巡邏艇要全程出動，在三號掉頭區(qū)、十六鋪與南浦大橋附近做好掉頭區(qū)以及靠泊碼頭的維護(hù)。

（3）場景三：重點(diǎn)護(hù)航

在重要航道或關(guān)鍵時期的重點(diǎn)護(hù)航中，三方聯(lián)動尤為重要。無人機(jī)在空中執(zhí)行監(jiān)控任務(wù)，迅速覆蓋遼闊海域，實時偵測并精準(zhǔn)識別一切潛在威脅。巡邏艇則依據(jù)無人機(jī)提供的即時信息，迅速做出反應(yīng)，實施精確有效的干預(yù)或攔截行動。電子巡航系統(tǒng)則在整個過程中提供指揮和控制支持，優(yōu)化護(hù)航策略，確保行動的高效和安全，見圖2。

對于重點(diǎn)護(hù)航的船只，在采取三方聯(lián)動措施的過程中，要能夠?qū)崿F(xiàn)不同機(jī)動裝備的之間有效互動及實時監(jiān)控。對于重要商船或旅游船的安全重點(diǎn)護(hù)航，需要海事部門在執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)的過程中及早發(fā)現(xiàn)潛在的威脅和風(fēng)險，并提前做好規(guī)劃措施。

①對于無人機(jī)而言，一般建議至少部署2架，以保證能夠?qū)Υ磺斑M(jìn)方向的5 n mile及左右3 n mile范圍內(nèi)的實時空中監(jiān)控。對于特殊的危險情況，如檢測到未經(jīng)授權(quán)的船只存在異?；顒訒r，無人機(jī)應(yīng)即時發(fā)送實時圖像和位置數(shù)據(jù)，確保護(hù)航行動的先發(fā)制人和信息準(zhǔn)確性。無人機(jī)能夠在空中持續(xù)監(jiān)控，實時捕捉航道上的動靜，確保任何異常情況都能在第一時間被識別并上報，支持其他聯(lián)動裝備的快速決策和行動。然而，無人機(jī)的續(xù)航時間存在局限性，需要頻繁更換電池或充電，這在執(zhí)行長時間護(hù)航任務(wù)時構(gòu)成了制約。此外，無人機(jī)的操作易受到天氣狀況的干擾，諸如大風(fēng)、大雨等惡劣天氣條件會削弱其飛行穩(wěn)定性并降低監(jiān)控效能。無人機(jī)還高度仰賴導(dǎo)航與通信技術(shù)，一旦這些設(shè)備發(fā)生故障或信號傳輸遭遇中斷，將會直接導(dǎo)致監(jiān)控活動中斷或數(shù)據(jù)傳輸延遲，進(jìn)而可能對整個護(hù)航行動的連貫性和效率產(chǎn)生不利影響。

②巡邏艇應(yīng)在接收到威脅警報后的5分鐘內(nèi)作出響應(yīng)，并立即到達(dá)可能的威脅區(qū)域，進(jìn)行針對性的干預(yù)或攔截，提供及時的保護(hù)。條件許可的情況下，需在重要船只周圍配備巡邏艇，確保無死角監(jiān)控，以便有效實施威懾和防御。盡管巡邏艇具有較強(qiáng)的機(jī)動性，但其實際覆蓋范圍相對有限，尤其是在面對廣闊海域的護(hù)航任務(wù)時，難以獨(dú)立完成全面的監(jiān)控工作，需要配合無人機(jī)等裝備進(jìn)行聯(lián)動。此外，巡邏艇的運(yùn)行需要大量的人力和物資支持，長時間的高強(qiáng)度任務(wù)可能導(dǎo)致資源消耗過大，尤其是在高風(fēng)險的護(hù)航任務(wù)中，可能會使巡邏艇的可用性受到限制。

③電子巡航系統(tǒng)則需保持高頻率的數(shù)據(jù)更新，及時更新航行狀況，分析潛在風(fēng)險并提供航線調(diào)整建議，根據(jù)實時情況快速調(diào)整重要船只的航行路徑。電子巡航系統(tǒng)在護(hù)航過程中充當(dāng)了指揮中樞的角色，能夠?qū)崟r監(jiān)控全局，協(xié)調(diào)無人機(jī)和巡邏艇的行動，確保護(hù)航行動的統(tǒng)一性和高效性。同時，系統(tǒng)可以根據(jù)實時情況迅速調(diào)整護(hù)航策略，靈活應(yīng)對突發(fā)事件。由于電子巡航系統(tǒng)依賴于高效的通信網(wǎng)絡(luò)和精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸，任何通信故障或數(shù)據(jù)延遲都可能影響決策的及時性和準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響整個護(hù)航行動的成效。因為需要整合多方數(shù)據(jù)并進(jìn)行實時分析，電子巡航系統(tǒng)的操作復(fù)雜性較高，要求操作人員具備較強(qiáng)的技術(shù)背景和應(yīng)急處理能力，否則在緊急情況下可能導(dǎo)致反應(yīng)不夠迅速。

（4）場景四：應(yīng)急處置

在緊急狀況下，無人機(jī)的迅速部署能力顯得尤為重要。它能夠即刻抵達(dá)事故現(xiàn)場，迅速執(zhí)行空中偵察任務(wù)，并將圖像和數(shù)據(jù)實時反饋。巡邏艇依據(jù)這些信息迅速定位并執(zhí)行救援。電子巡航系統(tǒng)則進(jìn)行后勤支持，優(yōu)化救援行動，并實時監(jiān)控救援區(qū)域的其他船只和潛在障礙，提高救援成功率。在資源和人力相對有限的情況下，合理利用無人機(jī)能夠大幅度提高救援行動的效率，并有效減輕巡邏艇在人力成本方面的負(fù)擔(dān)，見圖3。

在接到報警后，海事局應(yīng)立即部署無人機(jī)，并爭取在最短的時間飛達(dá)事故現(xiàn)場?；跓o人機(jī)自身配備的專業(yè)監(jiān)測設(shè)備，如紅外線和光學(xué)攝像頭，使得其能夠在夜間或惡劣天氣條件下都能進(jìn)行有效監(jiān)測借助無人機(jī)能夠迅速對事故區(qū)域?qū)嵤┛罩袀刹欤瑢崟r傳輸事故現(xiàn)場的高清畫面、精確位置以及周邊海域的環(huán)境狀況。同時，無人機(jī)還能密切監(jiān)測并記錄海上風(fēng)速及流向，為后續(xù)災(zāi)害處置工作提供堅實有力的信息支撐與決策依據(jù)。

其次，根據(jù)無人機(jī)提供的精確坐標(biāo)，巡邏艇能夠快速移動到指定位置，并提前攜帶必要的災(zāi)害應(yīng)急處置設(shè)備，用于事故現(xiàn)場的救援和處置，同時根據(jù)無人機(jī)提供的動態(tài)信息調(diào)整救援策略，盡可能降低事故災(zāi)害的風(fēng)險程度。

而電子巡航系統(tǒng)作為指揮控制中心，將會實時接收并分析來自無人機(jī)和巡邏艇的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)利用先進(jìn)的算法，模擬追蹤海上事故的危險程度和影響范圍，制定相應(yīng)的救援方案。

4 結(jié) 語

隨著交通強(qiáng)國建設(shè)不斷推進(jìn)，新技術(shù)、新手段的不斷應(yīng)用，“陸海空”一體化水上交通運(yùn)輸安全保障體系和全要素水上“大交管”的時代已經(jīng)來臨，但對于多種可用監(jiān)管手段的模式切換才剛剛起步，如何最大化利用新科技、發(fā)揮最大監(jiān)管效能，需要在實踐中不斷總結(jié)探索更為完善高效的切換模式，才能更有效地發(fā)揮海事監(jiān)管職能，維護(hù)水上安全環(huán)境。

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作者簡介：

魯一帆，黃浦海事局外灘海巡執(zhí)法大隊四級主辦，15175729215

蘇澤，黃浦海事局外灘海巡執(zhí)法大隊四級主辦，18635580711

郭文強(qiáng)，黃浦海事局外灘海巡執(zhí)法大隊一級行政執(zhí)法員，15221001319