水上应急救援关键装备技术现状与发展

赵杰超 金 浩 陈 健 潘长城 张英香 王吉武 翁大涛

1.中国船舶集团有限公司第七一四研究所，北京，1001012.交通运输部科学研究院，北京，100029

0 引言

我国拥有南海、东海等4大海域，河流5800多条、湖泊900多个、水库近10万座，是名副其实的“水域大国”[1-3]。随着“海上丝绸之路”等重大战略的持续推进，我国水上交通日益繁荣[4]。然而，近年来，我国水上突发险情频发，据中国海上搜救中心发布的数据，2014—2020年间，全国平均每年突发水上险情1923次，造成1649艘船舶、1.4万余人遇险，320余艘船舶沉没、600余人死亡或失踪，水上安全形势非常严峻，突发险情应急救援任务繁重艰巨[5]。

应急救援装备技术是应对突发险情的重要保障，是国家应急救援体系的重要支撑和核心组成部分[6]。美国、日本等发达国家非常重视应急救援装备技术研究工作[7-8]，作为一个海洋大国，我国高度重视应急救援装备技术发展研究，习近平总书记在中共中央政治局第十九次集体学习时强调要强化应急管理装备技术支撑，提高突发事件响应和处置能力[9]。交通运输部先后制定了《交通运输部关于推进现代化救捞体系建设的意见》《国家水上交通安全监管和救助系统布局规划(2021—2050)》等一系列文件来进行水上应急救援装备技术建设布局。近年来，中国水上救捞能力建设取得了长足发展(我国救助打捞力量部署详见本文首页OSID二维码中附件)，交通运输部在沿海区域部署了北海救助局等3家专业救助队伍、烟台打捞局等3家专业打捞队伍，下辖三亚救助基地等24个船舶救助基地和南隍城岛等88个前沿待命点，东海第一救助飞行队等4支专业救助飞行队和大连飞行救助基地等8个救助飞行基地；在长江沿线部署了武汉长江航道救助打捞局，以应对长江航道的抢险救助和打捞清障需求。同时，交通运输部在沿海部署了黑龙江海事局等14家直属海事局，以及北海、东海、南海3家航海保障中心，可在负责国家水上安全监督的同时执行人命搜救任务；在长江沿线部署了长江海事局，下设重庆等12个分支海事局，可有效执行长江航线的人命搜救任务。目前，中国救捞系统拥有各型救助打捞船舶209艘、救助直升机26架，可在9级海况下出动执行搜救任务，可在60 m水深整体打捞5万吨沉船，8万吨半潜式抢险打捞船正在建造之中，500 m饱和潜水已取得突破性进展[10]。虽然与美国、日本等国相比，我国水上应急装备技术的整体建设水平仍存在一定的差距，但已跻身世界专业救捞装备强国之列[10-11]。

近年来发生的一些典型事故的救援行动暴露出我国在水上应急救援装备技术建设方面存在的一些关键问题不容忽视。“桑吉”轮燃爆事故救援过程中四勇士冒死登船搜救，折射出我国在应急救助效率和危化品打捞处置能力方面存在的短板亟待补齐[12-13]。“东方之星”沉船救捞过程中，受长江沿线跨江桥梁限制，先进的水上救捞装备技术无法抵达现场，说明装备技术的科学发展布局至关重要[14-15]。“马航MH370”搜寻过程中，斥巨资引进的先进装备技术由于操作技能、定位精度等原因并未真正发挥作用[16-17]。“重庆公交车坠江”事故救援表明，由于事故水域水深约71m，超过常规潜水潜深极限，而具有深潜水装备技术的专业队伍位于沿海地区，无法及时赶到并开展救援[18]。可以看出，某一项或某几项装备技术的先进并不代表整体救捞能力强，而某一项救援装备技术的短板则可能直接影响整体救捞能力的发挥，只有各种救捞装备技术的优势互补，才能充分发挥救捞体系各要素紧密融合而成的整体能力。鉴于此，“体系建设”是我国应急救援装备技术建设亟待加强的核心问题，系统化、体系化开展水上应急救援装备技术发展研究具有重要的科学意义和实践价值。

本文结合当前我国水上应急救援能力建设现状，系统完成对支撑人命救助、环境救助、财产救助和应急抢险打捞4大使命任务需求的7类水上应急救援装备技术建设现状的评估分析，基于所发现的问题，以水上应急救援装备技术需求为导向，综合采用德尔菲法、头脑风暴法和文献计量法展开对水上应急救援关键装备技术发展趋势的研究，为水上应急救援相关部门制定发展规划、水上应急救援装备技术研发单位优化产品发展方向、提升水上应急救援保障能力提供借鉴。

1 水上应急救援装备技术建设现状分析

2014—2020年全国水上突发险情情况如图1所示。为有效支撑人命救助、环境救助、财产救助和应急抢险打捞四大使命任务，保障天基、空基、水面、水下“四位一体”的综合救捞功能，可将水上应急救援关键装备技术系统划分为通信监控装备技术、飞行救助装备技术、救助船舶装备技术、溢油处置装备技术、深海搜寻探测装备技术、打捞船舶装备技术、深潜水装备技术7个方面。

1.1 通信监控装备技术

(a)险情及险情造成的船舶/人员遇险数量

(b)险情造成的船舶翻沉或人员死亡/失踪数量图1 2014—2020年全国水上突发险情情况Fig.1 Data of sudden accidents on water in China from 2014 to 2020

救捞系统骨干通信网络保障体系已初具规模，交通运输部救捞局与各救助局、打捞局之间建立了可用于承载视频会议、现场图像传输、核心业务系统访问等功能的2M带宽SDH专线；各救助局救助处、主要救助基地均安装了VHF通信系统，通信能力得到了显著提升；救助船舶上安装了海事卫星C站、F站、FB站、VSAT船载设备等，基本完成救助船舶上船载局域网的建设；救助船舶上安装了AIS船载终端设备，并通过海事系统接入了AIS船舶动态监控终端，可对救捞船舶位置进行实时监控。在长江干线已建成VTS、AIS、CCTV等监管系统，其中，AIS实现长江干线全覆盖，VTS、CCTV基本覆盖港区、桥区等重点水域，基本具备了全域动态监管的能力。但是，相比庞大的救助通信监控需求，救捞系统通信及信息化网络基础设施不够完善，救捞专网尚未全面覆盖各级救助机构；离岸通信能力不足，离岸中远距离海域船岸、机岸、船机之间的语音沟通和数据传输难以有效保证的问题依然凸显。长江干线监管系统感知手段相对传统，智能化水平较低，数据互联互通和相互支持不够。

1.2 飞行救助装备技术

空中飞行救助能力主要依托于固定翼飞机、救助直升机和救助无人机。在固定翼飞机方面，上海海事局通过租赁东方通用航空有限责任公司的固定翼飞机来执行海上空中巡航任务。在救援直升飞机方面，截止2019年底，交通运输部救捞系统下辖4个飞行队，共拥有救助直升机26架，其中大型救助直升机4架、在建2架，该型机具备较强的承载能力，最大载客人数为2+24人；中型救助直升机16架，续航能力较强，驾驶、通信和救生设备先进，具备全天候飞行能力；小型训练直升机4架。在无人机方面，救捞系统配备了X6L-S型、DJI-M600 pro型旋翼搜救无人机。但从实战的角度看，当前救捞系统配备的救助飞机数量不足，尚未配置能够实现远距离巡航搜寻的固定翼飞机，而长江干线更是缺少救助航空器的应用。

1.3 救助船舶装备技术

北海、东海、南海三个救助局拥有的救助船舶主要分为大、中型海洋救助船和近海、近岸快速救助船/艇等。截止2019年底，这3个救助局拥有各型救助船艇73艘，其中大型远洋救助船30艘(包括14 MW级3艘、12 MW级2艘、8 MW级22艘、6 MW级3艘)、中型沿海救助船1艘、近海快速救助船10艘、小型救助船舶32艘(包括从英国引进的15艘船龄30年以上的二手华英艇)，初步形成了6 MW以上大型远洋救助船为值班待命主力船型、其他力量为辅助的救助船舶装备结构，主力值班待命船舶功率由1940 kW提升至9 MW，6 MW以上大型远洋救助船能够执行9级海况下的救助任务。长江航务局所属的救助船舶主要为巡航救助船，截止2019年底，已建成各型巡航救助船275艘，包括2艘60 m级、16艘40 m级、88艘30 m级、120艘20 m级和49艘15 m级。长航公安所属救助船主要为消防船，已建成各类船艇139艘。然而，与辽阔海疆救援需求相比，救助船舶配备数量仍有不足，结构不尽合理，老旧船艇占比较高，现代化搜救装备配备不足，部分水域搜救力量薄弱。

1.4 溢油处置装备技术

救捞系统拥有溢油回收能力400 m3/h、污油回收舱容3000 m3的大型溢油回收船1艘、在建2艘，通过溢油回收适应性改装的溢油回收船9艘，从国外引进1套LFF-400W溢油回收机、1台LFF-200C溢油回收机、1套芬兰劳模侧挂式溢油回收机(LSC-5C/2300)、1套挪威弗莱姆移动式溢油回收机(TransRec 125)和2套芬兰劳模内置式溢油回收机(LSC-5C/270)，配置JHY-ZW3型充气式围油栏2000 m、JHY-CYN100型储油囊300 m3、JHY-CYN200型储油囊1000 m3。在长江干线上布设了17座溢油应急设备库，并在三峡坝区、武汉和张家港设备库分别配置3艘最大浮油回收能力200 m3/h、浮油回收舱舱容640 m3的中型溢油回收船。近年来，我国约70%的原油需求依赖进口，其中通过海上运输的约占90%。我国各大港口每天有数百艘次油轮进出，超大型油轮逐渐增加[12]，一旦发生大规模泄漏事故，仅依靠当前救捞系统配置的溢油回收船恐难以有效应对。而长江干线现有溢油应急设备库尚未实现全线覆盖，且辐射能力有限，距离有效应对突发溢油险情尚存在一定差距。

1.5 深海搜寻探测装备技术

救捞系统共拥有1台6 km级水下缆控机器人(remote operated vehicles，ROV)、3台3 km级ROV、1台500 m级Klein5000v2侧扫声呐等深远海高端扫测搜寻设备，初步具备了作业能力。“十三五”期间，救捞系统从国外引进了1台6 km级无缆潜航器(autonomous underwater vehicles，AUV)、1台6 km深海拖曳系统、1台3 km级多波束测深仪系统、1台4 km级Kongsberg便携式水下定位系统，深远海搜寻探测装备系统已初具规模，但距离满足大深度搜救需求仍存在不小的差距。我国渤海、黄海、东海和南海海域面积分别为7.7万、38万、70万和356万平方千米，最大水深分别为85 m、140 m、2717 m和5567 m[19]。水深超过300 m的海域集中在南海和东海，同时，南海和东海也是当今世界重要的海上运输通道，超过50%的全球海上贸易途经南海[20-21]。西方海洋强国可在水下6 km区域开展机械扫测打捞作业，最大作业深度已超过10 km。

1.6 打捞船舶装备技术

截止2020年底，救捞系统各打捞局共有各型打捞工程船舶100余艘，其中拖轮68艘、打捞工程船18艘、抬浮力打捞工程船及其他辅助船18艘。拥有5000 t、4500 t、4000 t三艘大吨位起重船，5万吨、3万吨两艘大吨位半潜式抢险打捞船，4艘抬浮力打捞工程船，1艘大型溢油回收船，1艘300 m饱和潜水作业母船，同时配置了各类先进打捞专用工具，逐步具备了整体打捞5万载重吨沉船、清除大规模海上溢油的能力。在长江干线，现有1000 t级大型起重打捞船1艘、200 t级起重打捞船1艘，另有2艘1000 t级大型起重打捞船处于筹划阶段。打捞装备整体能力不足是当前亟待解决的难题，救捞系统现有打捞装备综合性能不足、打捞效率有待加强、打捞后处理能力薄弱，单靠浮吊船和浮筒难以有效应对我国沿海涌浪大、流速快水域的打捞任务，缺乏具有深海定位功能的大吨位起重船及大吨位自航半潜驳船。在长江干线，现有装备难以应对长江中上游5000 t级船型、下游大型船舶及进江海轮等船型的打捞需求。

1.7 深潜水装备技术

目前，救捞系统拥有1艘300 m饱和潜水作业母船，在建1艘500 m新型深潜水工作母船，配置了1套200 m(试验用)饱和潜水系统、1套300 m饱和潜水系统，45 m以浅空气潜水装备、100 m以浅氦氧混合气潜水装备，包括管供式潜水装具、自携式潜水装具、潜水供气装备、便携式医疗加压舱、防污染潜水装备、90 m开式钟、120 m闭式钟等潜水支持类装备。在长江干线上，配备了空气潜水装备，基本满足长江中下游航段的潜水作业任务，但与国外相比差距明显。虽然近年来救捞系统饱和潜水海上巡潜作业能力方面取得了不小的突破，但我国的深潜水科研、技术装备与法国、美国等发达国家相比还存在较大差距。同时，我国内陆最大水深超过60 m的湖泊和水库有30多个，其中吉林长白山天池、新疆喀纳斯湖、三峡库区、丹江口库区最大水深均超过160 m，而内陆现有潜水装备(部署在长江干线)最大下潜深度仅为60 m以浅，尚无法满足深潜水作业的要求。

2 水上应急救援装备技术发展分析理论方法

2.1 装备技术发展研判方法选择

德尔菲法、文献计量法、头脑风暴法等是常用的装备技术未来发展信息的获取与处理方法。其中，德尔菲法是指以信函的方式向专家发放征询调查问卷，不同专家之间互不见面，匿名交流意见，经过反复征集与反馈，专家意见将逐渐集中，从而获得比较符合实际的研判意见。该方法可为不同专家提供良好的匿名交流平台，保障了专家研判的独立性和研判结果的客观性。文献计量法是指借助中国知网、Engineering Village、Web of Science等文献检索平台，对国内外相关研究成果进行统计分析，从而得到装备技术发展状况、特点和趋势的一种定量分析方法，具有客观性、量化性、系统性和直观性的特点。头脑风暴法是指通过召开专家研讨会，不同专家互相交流经验看法，不断诱发创造性思维，相互启发补充，产生思维共振，从而得到全面、系统的装备技术发展趋势分析方案的一种分析方法。可以看出，以上分析方法的优缺点非常明显，单独采用任何一种分析方法都具有一定的局限性。因此，结合以上方法的特点，综合采用德尔菲法、文献计量法和头脑风暴法开展水上应急救援装备技术发展分析，即首先通过文献计量法和现场调研分析装备技术发展现状、需求、趋势等，然后制定专家调查问卷，采用德尔菲法进行发展意见融合分析，得到一个专家意见较为集中、客观的综合发展方案，最后邀请行业专家研讨，从而得到更加符合实际的研判结果。

2.2 装备技术发展研判的关键技术

2.2.1装备技术调查指标体系设计

装备技术发展趋势研判的德尔菲调查指标体系的合理与否是决定研判结果是否科学合理的重要基础，为精准把控装备技术发展现状，科学预测其未来发展，研判其在未来水上应急救援能力建设方面可能发挥的重要作用，提出合理的装备技术发展目标及重点任务，为未来装备技术的发展提供决策参考。如图2所示，基于当前我国水上应急救援能力建设现状，可将装备技术发展研判指标体系分为两级，第一级由装备技术发展现状、我国未来发展等5大指标组成，每个一级指标又可具体细化若干二级指标，每个二级指标的研判参数可结合当前水上应急救援实际需求确定。

图2 装备技术发展研判指标体系Fig.2 Judgment index system of rescue and salvage equipment technology development

2.2.2装备技术调查专家选择方法

装备技术的发展不但要满足当下及未来救捞一线作业的需求，还要考虑支撑环境、经济投入等外部环境的影响，更要遵循科技发展的内在规律。德尔菲调查法对专家依赖度很高，得到的装备技术建设现状及未来发展趋势研判结果受专家判断的科学性与否影响较大。因此，专家选择至关重要，选择专家时需重点关注专家所从事的工作、阅历等因素，应满足专业性、分布性和规模化的原则，专业技术、政策研究、装备技术管理、装备技术研发等方面的专家都需要考虑。预先的专家选择可根据专家职称、类别、单位性质等属性构建专家数据库，见表1。

表1 专家数据库Tab.1 The expert database

为筛选出比较合理的专家组，可根据表1构建专家选择模型，按照专家属性对预先的专家进行打分排序[22]。设定专家职称属性Wz：

(1)

(2)

则职称属性对应分值为WzKz。设定专家类别属性WL：

(3)

设定类别属性的赋值为KL，管理类、科研类、一线作业类的分值分别为2、2、1，即

(4)

则类别属性对应分值为WLKL。通过分别对专家职称和类别属性设置比重Rz、RL，Rz+RL=1，则专家职称属性和类别属性的综合考量得分W为

W=RzWzKz+RLWLKL

(5)

为保障专家组既能对装备技术发展本身，又能对装备技术的战略需求、救援实践需求、经济效益等情况进行精准把握，专家组中政府部门(U1)、科研院所(U2)、生产企业(U3)、救捞队伍(U4)的专家应保持合适的比例，即U1+U2+U3+U4=1。根据各专家的综合考量得分，对不同领域专家进行排序，按照不同领域专家占比要求，遴选出符合要求的专家组建装备技术分析专家组。

3 水上应急救援关键装备技术发展趋势

基于对我国各水上专业救捞队伍、相关高校和交通运输部等单位的现场调研和对国内外相关研究成果的分析，以突发险情应急救援需求为导向，将支撑人命救助、环境救助、财产救助和应急抢险打捞四大使命任务的通信监控、飞行救助、救助船舶、溢油处置、深海搜寻探测、打捞船舶和深潜水七大类关键装备技术进行了细化，制定了水上应急救援装备技术发展调查问卷，经过对20余位相关领域专家意见的4轮征集与反馈，以及相关专家的集体研讨，最终遴选出图3所示的13种当前我国亟需重点发展的水上应急救援关键装备技术。

图3 我国亟需重点发展的水上应急救援关键装备技术Fig.3 Key equipment and technology for marine emergency rescue that urgently need to be developed in China

3.1 船船、船岸自动信息交换技术

3.1.1装备技术发展现状

水上救捞陆海空天一体化通信系统示意图见图4。经过多年发展，救捞系统骨干通信网络保障体系初步形成，各级单位之间的沟通交流和信息共享能力得到提升。交通运输部救捞局与各救助局(含飞行队)、打捞局之间建立了2M SDH专线链路，用于承载视频会议、现场图像传输、核心业务系统访问等功能，各救助局救助处、主要救助基地均安装了VHF通信系统，并通过通信基础设施改造增强了通信效果；救助船舶上安装了海事卫星C站、F站、FB站、VSAT船载设备、VHF和AIS船台，在船载局域网1940kW以上救助船舶上已完成普及建设；救助船舶上安装了AIS船载终端设备，通过海事系统接入了AIS船舶动态监控终端，实现了对救捞船舶的位置监控。

图4 水上救捞陆海空天一体化通信系统示意图[23]Fig.4 Schematic diagram of land-sea-air-space integrated communication system for rescue and salvage

沿海和长江干线实施了VHF系统新建改建工程，更新改造了天津、广州、三亚海岸电台、中国籍国际航行船舶远程识别与跟踪(long range identification and tracking of ships，LRIT)系统和长江航运通信网，安全通信系统对中央管辖水域和国际搜救责任区的覆盖更加全面；沿海和长江干线新建或改建VTS雷达站109座，实施了沿海、长江干线CCTV补点工程和渤海水域综合监控监视系统工程，沿海重点水域和内河重要航段监控系统布局更加完善，船舶动态监控管理与服务更加实时、高效、协同。

3.1.2面临的挑战

(1)离岸中远程海域通信能力不足。相比庞大的救助通信监控需求，救捞系统通信及信息化网络基础设施不够完善，救捞专网尚未全面覆盖各级救助机构，离岸通信能力不足，离岸中远距离海域船岸、机岸、船机之间的语音沟通和数据传输难以有效保证的问题依然凸显。

(2)长江干线监管系统感知手段相对传统，智能化水平较低，数据互联互通和相互支持不够。长江干线水域常年航行的运输船舶有数万艘，船舶用户在日常生产、生活或突发险情应急沟通过程中，有大量信息在船岸间、船船间传输，用户对宽带网络应用的需求越来越迫切。

3.1.3未来发展的方向目标

(1)通信监控方面。在2025年之前，通信监控系统完成对我国沿海水域、内河水域的有效覆盖；至2035年，完成对我国沿海水域、内河水域及国际搜救责任海域的全面覆盖，在离岸100海里以内水域和内河重要航段形成多重覆盖。

(2)船舶动态监控方面。在2025年之前，基本实现船舶动态信息全过程、全要素精准感知、有效辨识，全面掌控沿海离岸25海里以内的1000总吨以上船舶动态信息，对沿海重要航路感知识别率达到80%，至2035年，全面掌控沿海离岸25海里以内的200总吨以上船舶动态信息，对沿海重要航路感知识别率达到100%，对国际航路和水上战略要道感知识别率达到70%。

3.1.4未来发展的核心任务

(1)完善水上安全通信系统覆盖。升级完善沿海、长江干线和其他内河重点航段的甚高频通信系统，基本实现连续覆盖沿海近岸水域和中央事权内河水域；更新改造沿海中高频海岸电台，实现沿海MF重点覆盖、HF交叉覆盖，加强对北极航道等高纬度地区水域覆盖；沿海交通通信网覆盖近岸重点水域；建设长江干线多方式融合的应急通信系统，提高长江干线船岸安全通信能力。

(2)提升船舶交通管理系统综合功能。完善沿海主要港口和内河重要航段VTS系统布局，开展现有系统升级改造和联网工作，全面覆盖沿海和内河重点水域；建设或升级改造岸基、星基AIS系统，提高AIS的覆盖和融合水平；完善沿海及长江干线视频监控站点布局，升级改造现有视频监控系统，提升智能化分析水平。

3.2 中远程空中飞行救助装备技术

3.2.1装备技术发展现状

美国海岸警备队(USCG)作为负责沿海水域及内河航道水上突发险情应急处置的武装部队，拥有世界上最先进的海上航空救助技术。截止2019年底，美国海岸警备队设有航空基地26处，救助机队拥有55架固定翼飞机和146架螺旋翼直升机，可开展短程、中程、远程海上救助任务。为应对海难救助、海洋环境保护，早在2017年，日本海上保安厅已完成对12处航空飞行基地的建设，救助机队拥有26架固定翼飞机、48架螺旋翼直升机，可开展短程、中程、远程海上救助任务[8]。我国于2003年引入2架S-76C+型海上专业救助直升机，至此进入了海空联合搜救的新时期。目前，救捞系统下辖3个救助局、4个救助飞行队，设有8处救助飞行基地，共拥有各类型直升机26架，其中在建2架，大、中型救助直升机20架(包括与救助船舶配套的折桨救助直升机4架，可实施远海救助)、小型训练直升机4架，虽然完善了我国海上应急救援体系，可执行一定的海空联合搜救任务，但由于我国海疆广阔、海岸线漫长，现有空中飞行救助装备及救援能力明显不足。

3.2.2面临的挑战

(1)广阔海疆与救助装备技术不足之间的矛盾亟待解决。我国拥有400余万平方千米海疆，无论救助直升机配置数量还是救助飞行基地设置均明显不足。统计发现，中国、美国、日本万千米海岸线配置救助直升机数(架)分别为10.1、89.1、21.1，我国约占美国的11.3%、日本的47.9%；中美日三国万平方千米水域配置救助直升机数(架)分别为0.07、0.45、0.18，我国约占美国的15.6%、日本的38.9%；中美日三国万千米海岸线配置救助飞行基地数分别为4.04、11.46、3.43，我国约占美国的35.3%、日本的117.8%；中美日三国万平方千米水域配置救助飞行基地数分别为0.027、0.058、0.030，我国约占美国的46.6%、日本的90%[8]。

(2)中远程救助装备技术亟待补充完善。目前，救捞系统现有大中型救助直升机救助能力范围主要集中在50海里以内，由于可执行100海里范围内救援任务的大型救助直升机分别部署在北海第一救助飞行队和南海第一救助飞行队，针对50～200海里的救助任务救助效率较低，依靠现有救助直升机，需要采取转场等方式。同时，4个救助飞行队均尚未配置固定翼飞机，对发生在200海里以外突发事件的飞行救助能力严重不足，这与我国海洋强国的建设目标相差甚远。

(3)航空救助装备技术国产进程进展缓慢。4个救助飞行队现有的大中型救助直升机多依赖进口，单价不菲。然而，受限于当前国内经济发展和科技发展水平，无法根据海上救援的实际需求来配置必要数量和型号的海上救助航空器，这无形中制约了救助航空器的总体布局与飞行队的整体发展。

3.2.3未来发展的方向目标

(1)救助航空器全天候救助能力建设方面。在2025年之前，实现救助飞机能够有效执行夜间救援任务；至2035年，救助飞机能够24小时有效开展离岸200海里以内及内河重要航段的救助任务。

(2)飞行救助力量建设方面。在2025年以前，救助飞机可执行一般海况下沿海及内河重要航段的救援任务；至2035年，沿海重点水域航空救援力量应急到达时间不超过2 h。

(3)救助直升机国产化方面。在2025年以前，深化军民融合及国际合作，建设1～2个救助直升机军民融合试点基地或引入1～2家合资救助直升机制造公司；至2035年，实现国产救助直升机的量化生产。

3.2.4未来发展的核心任务

(1)完善飞行基地布局。进一步优化机场和临时起降点布局，加快推进沿海和内河重要航段救助机场等救助飞行基地建设。

(2)优化救助装备配置。根据全天候值班待命需要，综合选择性能优越、运行经济、覆盖面大的救助直升机，推动大中型救助直升机、中远程固定翼飞机等救助航空器装备入列，保障每个飞行救助基地具备24小时执行救援任务的能力。同时，为大型救捞船舶配备舰载直升机或可回收的无人飞行器，在沿海增加固定翼搜寻飞机，针对中远距离救捞任务，可及时抵达救援现场，了解掌握最新情况，并利用舰载直升机扩大搜寻范围，提高搜救效率。

(3)强化先进技术引进。积极从国家层面寻求政策支持，深入推进军民融合或技术引进，依托强大军工直升机研发能力，加强军工直升机产业向民用救助直升机研发溢出；或积极与西科斯基等美欧国家先进直升机制造商商谈合作，吸引共建合资公司，加速救助直升机国产化进程。

3.3 落水人员搜寻定位装备技术

3.3.1装备技术发展现状

在搜寻方面，常用的装备技术如下：

(1)救助船舶搜寻技术。这是当前最常用的搜寻手段，如图5所示，搜寻方式主要包括方形扩展式、扇形式、平行式(二船或多船平行协作)、海空立体协同式等。扇形式海上搜救过程其搜救半径约为5海里[24]。

(2)无人机搜寻技术。由于无人机具有机动灵活的特点，可以进入人类无法或不易抵达的区域，尤其是在岛礁或浅水区域，能快速准确定位目标并实时传输视频影像，效果良好。目前，国内外都在积极尝试采用无人机搜寻技术开展海上落水人员搜寻救助工作。如马耳他使用CAMCOPTERS-100无人机在地中海展开遇险人员搜寻定位工作，有效提升了救援效率[25]。美国“扫描鹰”无人机抗风性能好、续航能力强，引入英国ViDAR系统后性能显著升级，航速高、续航能力强，可一次性完成对4.6万km2海面的搜索[26]。近年来，我国的大疆无人机在海上搜寻方面取得了长足的发展，大疆无人机不仅被用于军事领域，也被美国海军用于执行海上搜救任务[27]；2017年，西藏纳木错湖出现人员落水险情，在6级以上风力情况下直升机无法悬停救援，救援队采用悟1、精灵4无人机对湖面区域进行人员搜寻并成功解救落水人员[28]。但是，从现有技术来看，无人机抗风能力差，多在海况良好时配合搜救船艇应用。

(a)船扩展方形搜寻

(b)单船扇形搜寻

(c)平行搜寻-二船协作

(d)海空立体搜寻图5 常用的落水人员搜寻方式Fig.5 Commonly used search and rescue methods for people falling into the water

(3)救助直升机搜寻技术。救助直升机搜寻过程中，其飞行高度更高，比救助船舶具有更广阔的搜救视野，通过借助搜救仪可针对5～20海里范围展开有效搜寻。

在落水人员定位方面，找到落水人员是实施救助的前提与基础，由于制约因素较多，救助过程中对落水人员搜寻的精度很难保障。国际上常用的水上求救定位设备定位原理主要是依托无线电信号和声光信号示警，如紧急定位示位标是一种基于无线电信号的示警设备，通常安装在远洋货船上；而基于声光信号示警的设备通常无法自主向搜救船舶或人员传输求救信号，且声光等信号易受外界因素的影响，不利于迅速定位、精准救援[29]。

近年来，随着科技的发展进步，为弥补传统定位技术的不足，相继涌现了一些在水上救助中发挥积极作用的新型定位技术，如便携式遇险示位标(MOB-AIS)，造价相对低廉，接收范围为3～5海里，可连续工作48 h。目前，MOB-AIS设备已在救捞系统得到了推广，以降低救助船员在搜救落水人员过程中自身的安全风险[30]。

3.3.2面临的挑战

(1)落水人员分布广泛，搜寻难度大。一方面，由于风向、流向等变幻莫测，落水人员分布规律性差，尤其是在海里，搜寻方向难以确定；另一方面，在水中，落水人员往往只露出头部，搜寻目标很小，即便是在能见度较好的情况下，靠肉眼观察难度也很大。如2015年，载有454人的“东方之星”旅游客船沉没，包括救捞系统、军方及沿江群众在内的大批人员，综合采取直升机巡逻、水面搜寻和潜水救援等方式，在事发地及下游水域连续搜救了近13天。然而，即便投入如此巨大的救援力量，搜救效果仍不太理想，仅12人获救[31]。

(2)个人定位装备配置率低，无法实现突发状况下对落水人员的定位。受科技发展水平的限制，目前对MOB-AIS等个人定位设备的研发仍有待进一步完善，导致我国MOB-AIS等个人定位设备的配置率不高，无法满足应对突发事件的应急处置需求。

3.3.3未来发展的方向目标

(1)无人机协同搜救能力提升方面。在2025年以前，形成1～2个无人机搜寻试点工作基地，具备一般海况下无人机搜寻能力；至2035年，在救捞系统全面推广无人机搜寻技术，具备救助船、无人机群救助直升机全天候协同搜寻能力。

(2)船员个人定位装置推广方面。在2025年以前，完成对我国救助船舶船员个人定位设备的配置；至2035年，全面完成对我国所有船舶船员个人定位设备的配置。

3.3.4未来发展的核心任务

(1)加快推进无人机搜寻试点工作，稳步掌握无人机水上搜寻技术要点，提高无人机功能配置，加装搜索设备，改进搜寻感知手段，提高抗风能力、续航能力等技术性能。

(2)加快无人机、救助直升机搜寻队伍建设，形成救助船、无人机群、救助直升机协同搜寻技术，提高海上人员搜寻能力和搜寻效率。

(3)全力推进船舶船员人员定位设备的普及，改进定位设备的信号传输距离，提高其续航能力和信号强度。

3.4 高海况下落水人员救助装备技术

3.4.1装备技术发展现状

内河和海上落水人员的救援技术不尽相同。内河水面环境相对较好，当发现落水人员时，一般派遣冲锋舟或橡皮艇前往救援。在海上，海况平和时，救助船可用救生捞网、救生吊篮、遥控救生圈[32]或释放救助艇/筏来救援落水人员，也可派出救助直升机实施锁降救援；在高海况下，无法使用救助艇/筏救人，对救生捞网、救生吊篮救人的操作要求较高，而救助直升机锁降救援受风浪影响较小，安全性相对较高，目前国内救助直升机可在10级风和9 m浪高条件下开展有效救助。

3.4.2面临的挑战

(1)落水人员难以有效应对复杂的海上情况。落水人员需要与恶劣海况抗争，通常极度疲劳，尤其是在缺乏有效漂浮救生器材的情况下。同时，落水人员还要面对食品和淡水短缺的困境，生存维系难度很大。低温环境将更可能危及落水人员的生命，研究发现，人体对水温条件存在一定的耐受极限，超出极限将危及生命，对于浸泡在海水中的人员，若无有效的防寒措施，通常，在水温为18～20 ℃的海水中，落水人员能坚持约3 h；当水温降至16～18 ℃时，耐受时间约1 h；当水温降至13～16 ℃时，耐受时间约40 min；当水温降至10～13 ℃时，耐受时间约20 min。若落水人员处于15 ℃以下的海水环境超过1 h却无法得到及时救援将会危及生命[33]。此外，鲨鱼、海蛇等海洋生物也是威胁落水人员生命的重要因素。

(2)气象、海况等因素是制约落水人员救援效率的关键因素。水上险情事故发生时往往气象状况恶劣、海况复杂，难以组织力量出海施救，现有救援装备技术难以有效开展救援工作，救助成功率不高。如1999年，“大舜”号滚装船在9级海况下沉没，280余人遇难[34]；2008年，“群星公主”号渡轮遭遇台风沉没，800余人遇难[35]；2014年，“岁月”号客轮意外进水沉没，302人死亡或失踪[36]。虽然上述三起特大沉船事故发生后均投入了包括军方在内的各方救援力量，但事发现场要么风高浪急，要么暗流汹涌，迫使救援活动数度中断或进展缓慢，救援效果很不理想，究其缘由，气象环境、海况条件是影响落水人员救捞成功率的关键因素。

3.4.3未来发展的方向目标

(1)海上人体保温方面。在2025年以前，研发设计超感知、自适应智能救生衣，可根据需要自行调节温度；至2035年，全面推广智能自适应救生衣。

(2)无人化人命救助设备方面。在2025年以前，遥控智能救生机器人能够自主识别遇险人员；至2035年，遥控智能救生机器人可在一般海况下自主开展救援工作。

3.4.4未来发展的核心任务

(1)优化救生装备配置。按照适用不同季节、不同海况的救生服配置原则，加快协调相关厂家对保温救生衣的研发。

(2)完善无人智能救援技术。一方面，在救生圈上加装人脸识别摄像头，通过人脸识别目标温度、面部表情与特征，自主判断救助目标；另一方面，加装基于北斗或GPS导航的返航路径自动规划程序，实现智能救生圈可自主规划路线返航。

3.5 高海况下群体性伤病/被困人员转移装备技术

3.5.1装备技术发展现状

海上群体性伤病/被困人员转移通常可采用救助船旁靠遇险船、救助直升机锁降转运、气胀式救生滑道、释放灵便型救生快艇或快速救助艇拖带遇险船至安全水域等方式。其中，救助船傍靠遇险船是在低海况下转移被困人员时最迅速最高效的方式，但在高海况下，救助船与遇险船都将剧烈摇摆，两船傍靠过程中将相互碰撞，不但容易造成船体破损进水，也将制约遇险人员的安全转移。救助直升机锁降转运被困人员对海况适应性强，可有效应对基地或救助船舶与遇险船只、平台、岛礁等之间的遇险人员转运作业。由于单架飞机每次可救援人数有限，若遇险人数较多，救助直升机转运效率相对较低。气胀式救生滑道转移被困人员是低海况下最安全的大规模人员转移方法[37]，目前，国内外大多数客滚船均有配备。灵便型救生快艇或快速救助艇主要针对高海况下救助船无法傍靠遇险船的情形[38-39]，拖带遇险船至安全水域主要针对风浪较大，救助船难以傍靠遇险船，且局势发展对遇险船舶及人员的威胁较小，距离安全水域较近的情形。

3.5.2面临的挑战

(1)险情救助时效性高。水上突发险情救援，尤其是在恶劣海况下，通常留给救援的时间非常短暂，如“东方之星”号客船从遇险到翻扣仅约2 min，对现场人员和应急救援队伍的响应处置的要求极高[40]。

(2)群体性人命救助难度大。客船大型化、高端化是当今水运行业发展的主流，不少豪华邮轮载客可达数千人，一旦发生火灾、倾覆等险情事故，极易导致重特大安全事故的发生。通常，大型邮轮舱室结构复杂，普通乘客很难迅速抵达指定避险区域或就近逃生。

3.5.3未来发展的方向目标

(1)大规模人员转移能力建设方面。在2025年以前，形成1～2个救助直升机编队与救助船船舶编队(“机-船编队”)协同救助试点工作基地，具备一般海况下群体性人员快速转移能力；至2035年，在救捞系统全面推广“机-船编队”协同救助技术，具备高海况下群体性伤病/被困人员转移能力。

(2)大型邮轮自救装置建设方面。在2025年以前，研发针对大型邮轮等船舶的安全逃生滑道装备及筏式人员转运平台技术；至2035年，针对大型邮轮等船舶全面推广安全逃生滑道装备及筏式人员转运平台技术。

3.5.4未来发展的核心任务

(1)高强度变刚度梯度降速滑道设计与安全监控技术。通过分析人员运动速度与安全性间的关联关系，建立最优撤离速度计算方法；利用高强度复合材料设计撤离滑道的柔性骨架，通过分段气压控制调节滑道各部位的结构刚度，根据最优撤离速度设计滑道下降速度曲线，利用材料选取与结构设计实现人员撤离速度控制；利用压力、红外传感器设计滑道人员监测网络，根据人员撤离最优时间间隔计算，通过光、声组合的方式对人员进入滑道进行提示，根据人员监测信息对滑道出口处的上跃结构进行动态调节，提高人员撤离的安全性。

(2)筏式人员转运平台稳定性控制与快速展开技术。根据客船类型与特点设计筏式转运平台几何尺度，基于滑道的倾角设计囊柱式滑道位姿保持结构，通过气压调节改变囊柱刚度实现滑道位姿稳定；设计柔性滑道与筏式转运平台的折叠方法，以展开速度优化为目标进行充气管路与充气方法设计，设计最优充气策略，并根据折叠后的几何尺度设计收纳箱的几何尺寸，设计快速释放机构的机械结构与操作方法。

3.6 超浅水搁浅船舶救助装备技术

3.6.1装备技术发展现状

通常，船舶搁浅后首选自力脱浅救援，若由于船舶受损严重等原因而无法自力脱浅，则应立即请求他船协助[41]。在自力脱浅方面，主要包括调载脱浅、卸载拖浅等方式。调载脱浅的方式是针对仅船舶的一端或一舷搁浅的事故，可以通过移动船用货物、压舱水等方式调整压力分布，然后用车舵使搁浅船脱浅。卸载脱浅的方式主要针对因船体破损程度大或浮力丧失过大的搁浅事故。绞锚拖浅的方式主要针对搁浅程度较轻的搁浅事故，将锚抛到合适的位置，绞锚并充分利用绞锚产生的拉力使船脱浅。在他船协助拖浅方面，主要包括拖船拖带拖浅、利用浮力出浅等方式。拖船拖带拖浅时，在具有足够水深的区域，救助船驶靠搁浅船，卸载搁浅船并带缆拖带拖浅；若搁浅区水深不足，则通过释放小船接拖缆，由拖船拖带搁浅船出浅。利用浮力出浅主要包括利用绞关绞力出浅、利用气囊出浅等方式。

3.6.2面临的挑战

对超浅水搁浅船舶的救助能力不足。我国沿海地区台风多发、频发，台风不但能在海上形成较大风浪，还会在内陆江河形成流域性大洪水，巨浪或大洪水可能将船舶推至岸上或超浅水区搁浅，给救援工作带来极大的不便。然而，目前国内外在超浅水救援方面尚未形成成熟有效的救援技术。

3.6.3未来发展的方向目标

重点研发超浅水搁浅船舶快速拖浅装备技术。在2025年以前，形成超浅水搁浅船舶救助理念，研发出易于操作的超浅水搁浅船舶救助装备模型；至2035年，研发出成套的超浅水搁浅船舶救助装备技术。

3.6.4未来发展的核心任务

以拖船拖带拖浅与浮力出浅为出发点，充分考虑海/江/河岸、滩涂等复杂陆基环境，加强多领域的交叉，强化技术移植，重点研发以气囊或履带为承载载体、能适应复杂陆基环境的抬浮设备，自行或与其他设备配合实现大吨位搁浅船舶快速转移的救助装备。

3.7 船舶火灾/爆炸救助装备技术

3.7.1装备技术发展现状

目前，常用的水上消防灭火与火情监控设备主要包括大排量消防炮、泡沫炮、高效F-500灭火剂、水幕保护系统、光电跟踪监视系统等[42]。消防炮是专业救助船舶配备的关键灭火设备，通常被安装在各型救助船顶甲板上，具备FIFI-Ⅱ级对外消防灭火能力的救助船舶的消防炮射程可达190 m，兼备直流喷射和开花喷射2种功能。泡沫炮射程约100 m，通过隔离空气灭火，被广泛装配在各型救助船舶上。F-500灭火剂适用范围广，能有效应用于多种类型火灾，尤其对易燃易爆液体具有较好的控制能力，在降低烟雾毒性及增强烟雾透光率方面具有独特的优势。水幕保护系统能有效阻挡辐射热穿透及可燃气体的通过，可为救助消防人员和设备提供长期有效的保护。船用光电跟踪监视系统具备较强的红外热成像功能，对黑夜环境具有较强的适应性，可在一定距离内的漆黑环境中呈现清晰图像，能有效提高救助效率和成功率。

3.7.2面临的挑战

(1)大型油轮火灾/爆炸救助效率低。大型油轮一旦发生火灾或爆炸，出现爆炸或二次爆炸的可能性大，燃烧猛烈，救助的难度、危险性均极大，仅派几条消防船展开救助根本无济于事，国内外针对这类火灾或爆炸事故的救助通常以救人为主，而无法针对灭火采取有效的施救措施。

(2)智能化、无人化救助装备技术配置率较低。船舶火灾事故通常会产生大量的浓烟及有毒气体，尤其是油船或危化品船，在实施救助时需时刻警惕救助船陷入火场或有毒烟气环境中，智能化、无人化救助装备技术的广泛使用可根据实时监控火场周围环境状态、遇险船舶状态、火焰颜色、燃烧速度等因素的变化而及时调整救助方案，从而有效保障消防人员和救助船舶的安全。

3.7.3未来发展的方向目标

(1)大型油轮或危化品船火灾扑救方面。在2025年之前，形成大型油轮或危化品船火灾/爆炸快速高效救助工艺技术理念；至2035年，初步研发大型油轮或危化品船火灾/爆炸快速扑救新型工艺材料。

(2)智能化、无人化灭火装备研制方面。在2025年之前，研发易于操作的智能化、无人化船舶火灾救助装备模型；至2035年，研发出成套的智能化、无人化船舶火灾救助装备技术。

3.7.4未来发展的核心任务

(1)加大快速高效扑灭大规模火灾的工艺材料研发力度。从油品或危化品的组分、燃烧特性与燃烧机理出发，充分考虑水上运输过程中可能出现的油品或危化品意外燃烧或爆炸的情况，加强多领域的交叉，强化技术移植，重点研发油品或危化品燃烧或爆炸过程的阻断产品或工艺，通过填加试剂材料、防护材料或专用灭火材料等方式实现油品或危化品的本质安全运输。

(2)强化智能化、无人化火灾/爆炸救助装备技术的研发。收集汇总船舶火灾/爆炸事故救助案例，总结分析船舶火灾/爆炸救助过程中的主要风险点和救助注意要点，构建船舶火灾/爆炸事故核心要点数据库，加快推进无人救助船/艇消防灭火试点工作，稳步掌握无人救助船/艇水上救助技术要点，提高无人救助船/艇功能配置，加装自动感应、搜索、识别、处置设备，改进搜寻感知手段，提升抗风能力、续航能力等技术性能。

(3)加快智能化、无人化船舶火灾/爆炸救助队伍建设。依托水上消防队伍，深化推进信息化进程，提升消防队员的综合能力，形成无人救助船/艇、救助船、救助直升机等多方位一体化消防灭火技术，提升水上火灾救助能力和救助效率。

3.8 北极航行冰困船舶救助装备技术

3.8.1装备技术发展现状

北极航线是连接欧亚大陆的重要海上航线，与绕道苏伊士运河等传统航线相比航程更近，战略优势和经济优势十分突出，自实现季节性通航以来，北极航线在国际上广受关注。然而，高纬度低温度的特性导致北极海域海冰覆盖度高、航行条件差、安全系数低。2013至2019年，中远海运集团组织的31次北极航运经验表明，船冰碰撞及冰困、冰情预报的不确定性等因素是当前北极航线航行存在的主要风险，31次航行中有14次申请了破冰船的护航，破冰船编队航行是北极航线航运的主要模式[43]。据美国海岸警卫队发布的数据[44]，世界上拥有破冰船队的国家中，俄罗斯拥有全球近半数的破冰船，包括核动力破冰船队，破冰能力建设水平全球领先。加拿大等环北极国家的破冰船队也颇具规模，日本、韩国等亚洲国家也在积极开展极地考察、极地破冰运输工作，配备了破冰船。“雪龙”号极地考察船的引进标志着我国具备了极地航行的能力，“雪龙2”号极地考察船的交付使用，进一步提升了我国极地破冰航行的能力[45]。

3.8.2面临的挑战

(1)冰区编队航行研究不足。北极地区高纬低温的特性导致船舶在北极航行过程中无法避免与海冰相互作用，船舶与海冰直接碰撞可能影响到船体的结构安全。为提高冰区船舶操纵和结构的安全性，低冰级船舶需要在破冰船的协助下穿越冰区，而目前对冰区船舶护航编队航行的研究十分有限，编队航行的安全与效率难以得到保障。

(2)冰情预报准确性亟待提升。作为制约北极通航最主要的因素，冰情对破冰、导航、航速、船体结构等都会产生显著影响[46]，无论海冰的密集度、厚度、覆盖范围估计，还是海冰的运动预测，都将有助于及时调整航行计划，降低海冰对船舶航行安全的威胁。然而，受极地风、洋流等因素影响，北极航线实际冰况与气象预报冰况存在较大误差。

(3)破冰型救助船舶数量无法满足北极航线常态化运营需求。近年来，虽然俄罗斯在破冰能力建设方面给予了政策和资金支持，俄罗斯破冰能力也得到了提升，但是相比庞大的市场需求，俄罗斯破冰船数目有限，难以有效覆盖北极航线给境外船只护航破冰[46]。而我国“雪龙”号、“雪龙2”号主要承担极地科研考察任务；“海冰722”、“海冰723”号破冰船，以及“北海救117”轮、“北海救118”轮、“北海救119”轮等主要负责区域性的冰情调查与破冰，以及执行对冰困船舶和人员的搜救任务。

3.8.3未来发展的方向目标

(1)极地航行风险预报系统建设方面。在2025年之前，完成对近年来冰区编队航行主要风险数据库的构建；至2035年，搭建一套满足极地运输要求的冰情预报系统。

(2)破冰船队建设方面。在2025年之前，研制大型核动力极地破冰船等极地破冰装备技术，增建1～2艘常规型极地破冰救助船，形成系统可靠的冰区编队航行理论；至2035年，建成可有效执行极地护航任务的规模化极地护航船队。

3.8.4未来发展的核心任务

(1)加快冰区编队航行理论的形成与发展。基于对国外极地航行过程中所遇风险的收集总结，重点依托近年来中远海运集团所属中远海运特运公司的商业航行活动，深入研究北极航行经验，分析各个航次所遇到的风险和危险场景，积极邀请相关高校、科研机构、海运公司及一线员工开展广泛合作，针对各个航次所遇风险展开针对性研究，充分吸收借鉴国外先进航行经验理论，形成系统可靠的编队航行理论。

(2)完善冰情预报系统建设。冰情预报数据是多源数据融合的结果，要重点布局极地航运安全风险收集与分析，构建极地航行风险数据库，利用大数据挖掘技术研究北极航线潜在风险点及其致因；同时，加大北极地区卫星遥感分析和海冰监测力度；此外，加强与环北极国家的冰情预报、海冰监测、海冰变化机理等方面的研究合作，深化对大气、海洋与海冰之间相互作用机理的研究。

(3)大力推进极地破冰船及配套基地建设。极地船舶设计和制造经验不足是当前我国面临的关键问题，应从国家层面出台政策文件，合理布局极地冰级船队和破冰船队的建设；加大科研投入，不断提升极地冰级船队的建造水平与能力；积极吸收借鉴国外先进经验，大力拓展国际合作；加大基础设施建设投入，建立支持保障系统和以港口为核心的陆基基地，为“冰上丝绸之路”战略提供支撑。

3.9 大规模油品泄漏救助装备技术

3.9.1装备技术发展现状

为应对海上危化品泄漏污染事故，国际海事组织制定了一系列国际海洋环境污染防治公约。近年来，在《海洋环境保护法》等法律法规的指导下，我国在治理以溢油为主的海上危化品方面也取得了一定的进展。现有的石油泄漏处理方法主要包括物理、化学和生物处理方法[47-48]。其中，物理处理法主要装备包括溢油回收船及相关配套材料。溢油回收船种类很多，见表2、表3，其适用范围不完全相同，实施救援时通常根据需要灵活选用。化学法主要包括传统化学处理法和现代化学处理法，传统方法是通过燃烧去除水面浮油，但若燃烧不充分会产生次生灾害。现代方法是通过采用可与水中浮油发生化学反应的处理剂，使得浮油凝结回收，或乳化分散消除，多用于不适宜采取物理处理技术的海况。生物处理法主要包括生物强化法和生物刺激法。生物强化法是指先采取措施聚集溢油，再向其加入特殊菌株，强化溢油降解效率；生物刺激法是指通过采取措施增大溢油分散面积，增加接触面，缩短降解时间[49]。

表2 国外专用溢油回收船型号Tab.2 Model of foreigndedicated oil spill recovery vessel

3.9.2面临的挑战

(1)专业救捞队伍大型溢油救助装备配备不足。受现有溢油回收装置材料和选型的限制，传统溢油回收船在溢油回收过程中作业面积较小，在应对大规模溢油事故时作业能力十分有限。然而，当前我国6支海上专业救捞队伍仅配备一艘大型专业溢油回收船，在发生重大溢油事故或大面积溢油时，溢油回收压力很大。

(2)溢油事故多发易发水域专业溢油回收船覆盖不足。由表3可知，我国现有溢油应急处置船很少，仅有少数油品码头配备，水上溢油应急处置建设任重道远[50]。

(3)化学溢油处理技术造成的二次污染不容忽视。化学溢油处理技术对恶劣海况适应性强，可以迅速、高效地处理较大面积且厚度不足l mm的薄油膜。然而，化学制剂自身的毒性很强，甚至比肩溢油对环境的危害。

表3 国内已建专用溢油回收船Tab.3 Dedicated oil spill recovery vessel model in China

(4)生物溢油处理技术的实用化程度有限。相比物理法和化学法，采用生物溢油处理技术降解污染水域中的浮油优势明显，不但对油层厚度适应性强，而且经济、环保。但是，国内外在采用生物修复技术处置水上溢油方面的研究多处于试验阶段，距离大规模运用还比较遥远。

3.9.3未来发展的方向目标

(1)大型溢油回收船配备方面。在2025年之前，解决各大专业救捞队伍大型溢油回收船缺项问题；至2035年，实现全国各重点水域专业溢油回收船的全覆盖，离岸50海里以内水域溢油清除能力不低于1000 t。

(2)无人化、智能化溢出处置方面。在2025年之前，深化推进溢油回收装备的智能化；至2035年，实现溢油回收装备的智能化、一体化，以及水上溢油处置的无害化。

3.9.4未来发展的核心任务

(1)加强各型专业溢油回收装备的研发与布局。一方面，针对传统溢油回收船在溢油回收过程中智能化程度低、应急能力差、受风浪等环境影响大的特点，研发能根据风、浪、流、水深及周边环境等因素进行自动调整的溢油回收装备，降低对人工的依赖性，提升对环境的适应性；另一方面，结合我国海岸线、港口布置、以及内河航线特点，合理布局，在各大救捞队伍配备各型专业救助船，保证各重点水域专业溢油回收船的全覆盖。

(2)加强溢油处置技术研发。恶劣海洋环境对专业溢油回收船的作业能力具有很大的制约作用，研发高海况下无害化溢油处置技术至关重要。其一，加大对物理性油水分离技术的研发，研制亲水憎油材料，可通过物理原理实现油水快速分离；其二，加大生物溢油处置技术的投入，加速生物溢油处置技术转入实际应用阶段；其三，加大科研投入，推进化学溢油处置技术的革新，研发出无害化的化学溢油处置材料。

3.10 非油危化品泄漏救助装备技术

3.10.1装备技术发展现状

大多数散装液体化学品具有毒性、腐蚀性，且密度和黏度范围均较大、压力高、对热敏感，需要由专门的散装液体化学品船运输，一旦发生泄漏事故，由于性质的差异，不同危化品泄漏入水中状态各异，对海洋环境和人类健康危害极大[51]。近年来，世界各国普遍重视危化品的水上运输安全管理，相继发布了一系列的管理规定，如国际海事组织发布了《OPRC-HNS 议定书》，以防控危化品泄漏风险。我国也先后出台了《危险化学品安全管理条例》等危化品安全管理规定。然而，目前国际上还没有出现十分理想的海上危化品泄漏处置装备技术[52]，“深海01”(隶属于深圳海事局)是我国为数不多的可用于液化天然气(LNG)等危险气体海上泄漏扩散应急处置的执法公务船，但救捞系统尚未配置专业危化品处置船，相关危化品泄漏救助的工作主要集中在危化品检测、危化品消防和堵漏方面。

3.10.2面临的挑战

(1)危化品泄漏探测装备技术的探测能力不足。目前，全球经过水路运输的危化品达数千种，我国作为全球危化品生产和消费大国，每年发生的水上危化品运输事故都涉及50多种危化品[53]。检测是危化品事故应急救援的关键环节，当前常用的危化品泄漏检测装备通常只能检测单一气体或多种气体，即便是多种气体检测仪也只能对常见的几种有毒、有害气体进行检测，而水上运输危化品的种类众多，发生重大危化品泄漏事故时救援人员获取危化品的种类、性质、潜在危险性的难度较大。

(2)专业危化品处置船的空白亟待填补。当发生水上危化品泄漏事故时，专业危化品处置船可以快速响应，赶往现场布放防扩散围栏、转移危化品、开展应急通信等，从而有效地遏制事态的恶化。虽然《国家“十三五”规划纲要》已对海上突发环境事故救援提出明确要求，我国专业水上救捞队伍建设也在“十三五”期间取得了突飞猛进的发展，但相对而言，我国在危化品泄漏救援方面的投入还远远不够，截止目前救捞系统鲜有关于专业危化品处置船服役的报道。

(3)危化品信息数据库亟待建立。船载危险化学品泄漏应急处置复杂危险，掌握泄漏危化品的种类、性质、潜在的危险性(爆炸、中毒)等因素至关重要。然而，从事危化品运输的工作人员普遍文化素质低，对所装运危化品的危险性知之甚少，泄漏事故发生后救援人员无法及时掌握危化品信息，这无形中加大了危化品泄漏事故救援的难度。

3.10.3未来发展的方向目标

(1)水上危化品运输信息实时共享方面。在2025年之前，建立我国沿海及内河各大港口危化品信息数据库；至2035年，完成包含全球水上运输涉及危化品的信息数据库的建设。

(2)专业危化品应急处置装备技术建设方面。在2025年之前，研发针对水上应急救援的多种气体检测仪，实现我国各大重点港口专业危化品处置船的全覆盖；至2035年，实现全国各重点水域专业危化品处置船的全覆盖。

3.10.4未来发展的核心任务

(1)加强各型专业危化品应急救助装备的研发与布局。危化品泄漏应急救助装备主要包括危化品检测装备、控制装备、清除装备、应急人员个人防护装备等。一方面，由于不同类型的危化品性质各异，应急救助过程中对救助装备的要求较高，为提高装备利用效率，可根据危化品的性质，研发具有多重适用性的个人防护设备、危化品控制与清除装备；另一方面，结合我国海岸线、港口布置以及内河航线特点，合理布局，在各大救捞队伍配备各型专业危化品泄漏救助船，保证全国各重点水域专业危化品处置船的全覆盖。

(2)加强水上运输涉及危化品信息数据库的建设。针对从事危险品运输工作人员文化素质普遍偏低的现状，加强对水上运输涉及危化品信息数据库的建设至关重要。其一，加大对危化品运输船的管控登记，充分利用大数据完成对危化品运输船载货能力，以及危化品的性质、潜在危害、应急救援要点等信息的记录；其二，加强对危化品船实时监控能力建设，并做好危化品运输船载货信息数据的共享，保障救援人员能够及时准确掌握事故船舶泄漏危化品的详细信息。

3.11 深远海沉船/沉物应急探测装备技术

3.11.1装备技术发展现状

针对沉船/沉物探测通常以海洋地球物理调查为主，具体实施过程中往往根据实际条件、探测目的和探测设备性能的差异采取多种探测手段相结合的方式。目前，常用的沉船/沉物探测手段主要包括多波束测深系统、侧扫声纳系统、海洋磁力探测仪和ROV等。

多波速测深系统具有覆盖范围广、精度高、高效便捷的特点。近年来，美国、德国、挪威等国家开发出了多种型号的多波束测深系统产品[54]。20世纪80年代以来，我国也相继引进或开发了多款多波速测深系统，并在近海和沿岸多个领域进行了广泛的应用[55]。

侧扫声呐系统具有分辨率高、可连续成像的特点，早在20世纪50年代，英国已开始尝试采用声学侧扫原理探测海底地貌。随后，舷挂式和拖曳式侧扫声呐相继问世，随着计算机技术的引入，数字化侧扫声呐逐渐投入到海洋测绘、海洋地质调查、沉船/沉物探测等方面，并得到了广泛的应用[52]。然而，目前全球较为先进的美国SIS1615的最大工作深度也不足3 km，难以有效应对大深度搜寻探测任务[56]。

海洋磁力探测仪无论识别能力还是独立工作能力，抑或定位精度，都具有独特的优势，在探测沉船、海底管道、水雷、潜艇、未爆炸弹等方面得到了广泛的应用。由于磁力仪工作过程中需要拖曳，且其与海底之间的距离不能过大，故该技术在远洋深海中难以有效发挥其作用[56]。

无人潜水器(ROV)也称水下机器人，可以长时间待在水下，完成常规条件下人无法完成的特定任务。通过在无人潜水器上加装诸如多波束测深系统、侧扫声呐、海洋磁力探测仪、CTD(cable thermal detector)探测器、照相机或摄像机等多种仪器设备到达深海展开近海底探测，被广泛应用到海洋测绘、近海油气田开发、矿产资源调查取证、沉船/沉物打捞等领域，具有分辨率高、环境适应好的特点。马航MH370客机失联事件发生之后，我国对深海ROV的关注度日益提高，研发或引进的3 km级ROV、6 km级ROV相继下水入役救捞系统[10]。然而，由于深海ROV入役时间较短、使用频次较少，救捞队伍的综合能力尚未形成，目前我国深海ROV在沉船/沉物扫测打捞方面发挥的作用仍十分有限。

3.11.2面临的挑战

(1)深远海探测装备技术能力较为落后。马航MH370客机深远海救助搜寻经验表明，我国在执行深海搜寻任务中，搜寻手段单一、装备落后，搜寻效果难以满足实际搜寻需求，搜寻装备在探测深度、精度等方面与美、英等国存在不小的差距[16-17]。近年来，我国不断加大在水下无人潜航器、水下自主航行器及配套搜救母船等方面的建设力度，并取得了可喜的成绩[11]，如可执行6 km深水扫测定位任务的“南海救102”于2017年交付入列，首艘具备深远海拖曳救助功能的14 MW大型巡航救助船(升级版)于2020年开工建造，3套3 km级、1套6 km级深海无人遥控潜水器、AUV等搜寻扫测定位装备相继投入使用，初步具备了大深度水下应急搜救和处置作业能力，然而，相比我国庞大的深远海救援需求仍存在不小的差距。

(2)重大应急救援自我保障能力不足。在执行远洋深海探测搜寻任务过程中，远离母港、搜寻时间长、补给困难是救捞队伍必须面对的三大关键难题，有效解决燃油、淡水、主副食等基础保障问题是确保搜寻任务能够连续及时执行的前提和基础。以搜寻马航MH370客机为例，由于我国大型远洋救捞补给船舶尚未到位，导致救助船舶自我保障能力受限，在寻求外部保障力量支持时又遇到协调环节较多、沟通不畅等问题，现场补给十分困难，救助船舶不得不选择从澳大利亚赶到新加坡补给，不但造成了大量人力、财力和物力的浪费，还导致了搜寻中断，严重影响了救助船舶在重特大搜寻行动中任务执行的及时性和连续性。

(3)救援队伍综合能力有待提升。长期以来，我国救捞队伍主要执行沿海地区的应急抢险任务，而参与跨国搜救的机会十分有限，这也造成了我国海上专业救捞队伍深远海搜寻经验的匮乏，在应对国际重特大突发事件时不免会暴露以下问题：一是救助人员英语交流能力不足将直接影响顺畅的国际交流协作；二是远洋航行经验不足，救助队伍的专业技术能力难以支撑重特大搜寻行动任务的高效执行；三是救助队伍对设备维护检修能力有待加强，尤其是深远海搜寻设备；四是在涉及多国联合救援时，信息传递环节繁杂，救捞系统的指挥协调机构组织协调能力将面临不小的挑战。

3.11.3未来发展的方向目标

(1)深海搜寻探测装备建设方面。在2025年之前，救捞系统可有效执行6 km水深水下扫测定位任务；至2035年，水上专业救捞力量能高效应对深远海域沉船/沉物的探测搜寻任务。

(2)深海搜寻探测配套建设方面。在2025年之前，救捞系统优化人才结构，根据现代化、国际化救援队伍建设需要，完成对相关人才的配置；至2035年，水上专业救捞力量能有效实施深远海重要通道救援力量的机动部署和应急保障任务。

3.11.4未来发展的核心任务

(1)进一步加强深海搜寻探测装备建设。大力打造综合性深远海专业救助母船，并在专业救捞船上配备一定数量的侧扫声呐和多波束测深系统、深拖设备、AUV和ROV等深海扫测定位和搜寻打捞设备，有效提高专业队伍的深海搜救作业能力。

(2)进一步提高救捞船舶的远海支持保障能力。一是在后续船舶设计建造中充分考虑远洋补给能力，适当增加远洋救捞船舶油水装载容量和食品的储存能力，进一步提升远洋续航力；二是研究适合救捞船舶海上补给的协同保障机制；三是收集并建立海外供应服务信息数据库，加强对外沟通联系，确保应急保障需求。

(3)进一步加大专业救捞队伍的综合能力建设。若无相关技术支持，再精良的装备也无法发挥其作用，人始终是决定性因素。要着力打造一支现代化、专业化的救捞队伍：一是在组织管理上，要培养一批精于组织指挥跨国的重大救助、善于合理利用有限救助资源的管理人才；二是在应用技能上，要培养一支精通设备维修保养、熟悉设备操作管理的一线救捞人才；三是在创新研发上，要形成一个具有创新研发能力的团队，掌握国际前沿科研成果，提升改进深海搜救能力。此外，还要加强海上实战训练和应急演练，提升实战救援能力，强化国际合作交流，提升专业救捞队伍对国际重特大事故的处置水平。

3.12 大深度大吨位沉船/沉物救助打捞装备技术

3.12.1装备技术发展现状

目前，救捞系统拥有包括4000 t级“华天龙”、4500 t级一系列“创力”和5000 t级“德和”等大型抢险打捞起重船，以及3万吨级“华海龙”、50000 DWT级“华洋龙”等大型自航半潜船，正在建造或引进12万吨级抬浮力打捞工程船，现已具备60 m水域5万吨沉船整体打捞能力，结合已掌握的饱和潜水技术，理论上已具备300 m以浅大深度万吨级沉船/沉物打捞能力，基本达到了世界先进水平。然而，在救捞系统之外，中国海洋石油有限公司装配了7500 t级“蓝鲸号”打捞起重船，上海振华重工(集团)股份有限公司配置了12万吨级“振华30”打捞起重船。“世越号”沉船(总排水量1.7万吨)打捞实践过程中，所用的三艘配套抬浮力打捞工程船均为租赁，花费在船舶改造和安装提升系统方面的时间长达100多天，严重制约了应急抢险打捞进程[12]。当前我国各大港口的国际运输船舶多为30万吨以上大型船舶，一旦出现突发险情沉没，现有的打捞工程船舶装备在作业能力、作业深度和作业效率上都很难满足大吨位沉船应急抢险打捞的需求。

3.12.2面临的挑战

大吨位大深度沉船/沉物快速整体打捞能力不强。大深度大吨位沉船整体打捞需要具有深海动力定位功能的大型半潜式起重船、大吨位半潜驳船，以及大吨位液压同步提升设备、金刚石绳锯、深海机器人、水下扫测定位设备等共同配合完成，单靠浮吊船和浮筒无法有效应对大吨位沉船的打捞和装运，救捞系统现有大吨位大深度沉船整体快速打捞能力十分有限。

3.12.3未来发展的方向目标

(1)大吨位沉船整体打捞能力建设方面。在2025年之前，救捞系统可在100 m以浅水域有效执行10万吨沉船整体打捞任务；至2035年，专业救捞力量能有效执行30万吨沉船整体打捞任务。

(2)大深度沉船整体打捞能力建设方面。在2025年之前，救捞系统具备1500 m以浅水域沉船/沉物的应急处置能力；至2035年，针对沉船/沉物的应急处置深度达到3 km。

3.12.4未来发展的核心任务

(1)进一步完善救捞基地建设布局。优化救助打捞综合基地与前沿待命站点布局，在三亚等地设立综合救捞保障基地，提升南海海域救捞综合保障能力，确保管辖海区、责任海区救捞力量全覆盖。

(2)进一步加快深远海大型救助打捞船舶配置。加快10万吨、15万吨及以上半潜式打捞工程船、起重能力8000～10 000 t半潜式抢险打捞起重船等关键装备技术研发与配置，提升大深度大吨位沉船整体打捞硬实力，保障海上大型船舶装备应急救援任务需要。

3.13 大深度饱和潜水救助装备技术

3.13.1装备技术发展现状

我国拥有四大海域，其中黄海、东海、南海海域最大水深分别为140 m、2717 m、5567 m。水深超过300 m的海域集中在南海和东海，而南海和东海是当今世界关键的贸易和能源运输通道，全球一半以上的海上贸易途经南海[57]。目前，全球有8个国家先后突破400 m大深度潜水技术，法国、美国等国载人试验潜水深度更是突破了500 m[58-59]。一直以来，由于我国缺少饱和潜水作业装备与技术，大深度潜水打捞作业一直被欧美国家垄断。近年来，我国饱和潜水事业取得了长足的发展，继成功进行300 m饱和潜水作业之后，我国救捞系统已于2012年装配300 m饱和潜水作业系统及“深潜号”饱和潜水母船，水下巡回潜水深度达313.5 m，使我国成为世界上第九个掌握大深度饱和潜水技术的国家。2021年，交通运输部上海打捞局500 m深度的教学与陆基载人实验取得成功，使中国成为继法国701 m、美国686 m之后第三个成功完成500 m水深载人试验的国家[60]。

在内陆水域，我国最大水深超过60 m的湖泊和水库有30多个，三峡库区等多地最大水深超过160 m，而内陆现有潜水装备(部署在长江干线)均为常规潜水装备，根本无法满足深潜水作业的要求。“重庆公交坠江事故”(水深约71 m)救援表明，从10月28日10时公交车坠江，至10月30日6时上海打捞局潜水员下水搜救，间隔约44 h，严重影响了应急救捞进程[18]。

3.13.2面临的挑战

(1)大深度饱和潜水作业能力同发达国家相比仍存在一定差距。目前法国、美国等国家饱和潜水实战作业深度已超过500 m，陆地模拟深度接近700 m。虽然我国已成功完成500 m饱和潜水陆基载人实验，但救捞系统深潜水科研水平、技术装备、实战能力和保障机制与技术领先国家相比还存在一定差距。

(2)内陆深水应急救捞能力不强。目前我国内陆基本不具备大深度救捞能力，同时受地域环境、后勤保障、资金保障等因素制约，救捞系统现有内陆应急救捞装备数量严重不足，内陆深水应急救捞能力建设亟待进一步加强。

(3)深潜水科技研发体系有待完善。深潜水救捞技术研发配套基础设施不完善，深潜水领域的科技领军人才、研发人才和高级实用技术人才不足，关键核心技术基础理论和应用研究与发达国家差距较大。

3.13.3未来发展的方向目标

(1)饱和潜水装备建设方面。在2025年之前，救捞系统具备500 m以浅水域饱和潜水实战作业能力；至2035年，具备500 m以深饱和潜水实战作业及保障任务，并在现有氦氧饱和潜水技术的基础上实现更大深度突破。

(2)饱和潜水配套能力建设方面。在2025年之前，救捞系统加强对科技领军人才的引进或培养，初步建成深潜水救捞装备运行维护人才队伍；至2035年，打造一支由潜水领军人才、科技研发人才和高级实用技术人才组成的高层次人才队伍，建成完备的深潜水救捞装备运行维护人才队伍。

(3)内陆深水饱和潜水能力建设方面。在2025年之前，救捞系统具备移动式200 m以浅水域饱和潜水装备技术；至2035年，根据内陆深水分布特征，建成2～3个移动式饱和潜水前沿待命基地。

3.13.4未来发展的核心任务

(1)加快大深度饱和潜水装备研发。优化不同型深饱和潜水成套装备和饱和潜水支持母船建造配置，增强深潜水作业能力，适应深水应急复杂作业需要。在500 m饱和潜水技术研究和实战作业能力的基础上，有序开展500 m以深饱和潜水系列技术和装备的研究和论证工作，适时开展600 m甚至更深饱和潜水系统和工作母船的前期研究工作。

(2)强化大深度饱和潜水配套能力建设。深入推进深潜水运行保障设施建设，提升深潜水救捞装备实战能力，建立健全实战化训练机制，科学有序组织开展潜水员技能训练，提升救捞人员专业素养与实操能力。

(3)加强内陆深水应急救捞能力建设。借鉴移动方舱设计建造理念，充分发挥我国便利的交通运输条件，依托航运、铁路等方式，研制多套机动式200 m饱和潜水系统，建设饱和潜水前沿待命基地，以满足全国内陆江河、湖泊、水库深水应急处置需求。

4 结论

(1)结合我国水上应急救援能力建设现状，深度剖析了近年来一些典型水上应急救援案例暴露出的关键问题，指出“体系建设”是我国应急救援装备技术建设亟待加强的核心问题。

(2)为使救捞系统能够更好地承担人命救助、环境救助、财产救助和应急抢险打捞的使命任务，从“陆海空天”一体化建设的角度系统性将水上应急救援关键装备技术从天基、空基、水面和水下4个维度划分为通信监控、飞行救助、救助船舶、溢油处置、深海搜寻探测、打捞船舶和深潜水七大类型，评估了每类关键装备技术建设现状，针对性地指出了存在的短板。

(3)综合采用德尔菲法、头脑风暴法和文献计量法开展水上应急救援关键装备技术发展趋势研究，系统分析了包括大规模人员转移、超浅水搁浅船舶救助、北极航行冰困救援、大规模油品泄漏救助等在内的13项亟需重点关注的关键装备技术面临的挑战，给每一项关键装备技术针对性地提出了在未来5～15年的发展目标及重点建设任务的建议，为我国水上应急救援装备技术发展规划提供参考。