无人机在南京市内河航道水上巡航中的探索与应用

丁浩，黄健

（南京市交通运输综合行政执法监督局，江苏 南京 210000）

为了加强水上动态监管和应急处置能力，维护水上安全环境持续稳定，根据特性针对性研究和应用适合于水上巡航作业的一整套智能化技术手段是有必要的。目前，水上巡航主要采用固定视频监控设备、水上执法船开展通航安全巡查、生态环境保护和执法调查取证相关工作。本文运用飞行平台、高清变焦相机、空中喊话器、5G 直播等先进技术手段，探索性地引入无人机及相关前沿成套技术，形成“新技术装备+新专业人员+新常态化应用”的方式，提高智能化程度，进一步减少人力投入和人工干预，提高作业效率、效果，促进生态经济和谐发展。

1 应用背景

南京全市内河（长江除外）现有航道总里程645 公里，主要通航航道为秦淮河、秦淮新河、滁河、马汊河、划子河、驷马山干渠、芜申运河、水阳江，共设有交通船闸5 座，通江口门上通航水利闸3 座，船舶年进出量10 万余艘次。内河乡镇渡口3 道，水上风景游览区10 个，游客年接待量100 余万人次。日常水上巡航及特定条件下的应急救援工作，由于水面广、船舶视角狭隘、航行速度慢，存在难迅速定位、难全面取证、难快速到达、难及时救援等工作难题，本项目即是运用先进的无人机装备及其配套工作设备组，既能满足内河干线航道、水上旅游区、水上作业区的特殊作业环境，又能与南京市交通运输综合行政执法监督局工作职能和需求相结合，提供更全面、直观、迅速及时的探查响应手段，以实时视频、区域航拍图片等为工作成果，辅助相关工作的开展。

南京市交通运输综合行政执法监督局管辖范围包括：对秦淮新河、滁河、芜申运河、玄武湖、夫子庙、金牛湖等水上风景游览区和水工作业现场以及苏皖两省交界渡口水域、长江沿线港区等进行巡视，对沿湖（河）通航环境、船舶航行、停泊秩序、船舶污染等情况在水上巡航管理系统进行实时画面传输和拍照取证，制定通航环境无人机巡查考核规定，对全市各区水域通航情况进行季度考核和年度考评，对辖区内长江沿线港区、生态修复和土地利用情况巡航影像资料在系统平台上实现地图化管理，探索无人机技术在长江岸线生态修复领域的应用，对辖区内长江沿线港区、生态修复和土地利用情况等进行试点巡航，并形成实施方案报告，同时方便执法管理人员对视频图像数据的进行随时查看和问题清单的管理和统计工作等。

图1 南京航道范围图

2 无人机应用情况

2.1 巡航内容

运用无人机空中巡查的方式，实现对主要航道、水上风景游览区、水工作业现场以及苏皖两省交接通航水域进行巡视；对沿湖（河）通航环境、船舶航行、停泊秩序、船舶污染等发现疑似违法违规情况进行实时画面传输和拍照取证；制定通航环境无人机巡查考核规定，对全市各区水域通航情况进行季度考核和年度考评；实现系统化全过程管理；参与演习、救援及重大活动安保任务。

巡航范围覆盖秦淮河、滁河、马汊河、芜申运河，玄武湖、夫子庙、金牛湖、固城湖等主要景区水域，苏皖交界通航水域、水工作业水域（航空管制区除外）。每月至少一次巡航。

2.2 无人机水上巡航执行情况

2.2.1 巡飞排查

围绕工作要求，根据现场实际情况，并仔细研习《南京市地方海事系统水上巡航工作规范》细化了内容和标准。定义为六大工作内容，分别是：

（1）通航环境巡查。运用无人机对船舶等设施违法排放污染物、碍航物、妨碍通航违法行为、违反安全规定施工作业行为、航道设施建筑物损坏情况、水上交通事故及安全隐患、水文气象情况进行自主巡查。

（2）航道设施管理。运用无人机对岸线及后方陆域、港口、码头、渡口及配套设施、生态修复情况进行巡航建档。

（3）船舶秩序监控。运用无人机对超载等显性违章行为、碍航锚泊行为、船舶集散地停泊秩序、交通管制水域船舶航行情况、重点监管船舶进行监控留证。

（4）事故应急救援。运用无人直升机搭载救援设备，对遇险船舶及遇难人员进行应急探查、现场控制和实施初步救援。

（5）防汛查险。运用无人机在汛期对防汛设施、护岸、防洪堤等进行快速检视、评估。

（6）疫情防控。运用无人机搭载高空喊话设备，对过往船舶及相关人员进行高空喊话，宣传疫情防控要求，投递防疫物资等。

图2 无人机巡查内河航道

2.2.2 工作流程

经过五年工作的不断磨合，将技术能力与各执行单位工作要求相结合，形成一套较为完善的六步工作流程，具体如下：

（1）计划编制。参照《关于印发江苏省交通运输综合执法领域行政检查工作规范的通知》与《南京市地方海事系统水上巡航工作规范》规定的工作内容，结合以往巡航问题特征，制定每月巡航计划。

（2）航飞直播。运用无人机配备高清变焦镜头搭载视频直播设备，将无人机飞行至巡航区域，保持飞行高度60 至80 米，视频角度为斜向下45 度角均速飞行，巡航时拍摄的现场视频通过5G 无线网络传输链路发送至应急指挥中心大屏，同时也在系统平台与手机客户端实时推送，指挥中心接收到信号推送后，可以确认目标位置信息和现场情况，便于指挥调度执法人员到该区域进行救援或执法。

（3）问题取证。通航水域内利用无人机实施水上巡航工作，在实施巡航过程中发现问题，无人机下降高度，围绕违法行为主体拍摄视频与照片留证，并利用变焦功能，多角度记录违法船只船号等信息，并同步反馈辖区管理部门，由执法人员及时制止、督促纠正，并按照有关规定进行调查处理。

（4）系统部署。完成水上巡航工作计划后，巡航数据部署至系统平台，通过系统平台可查看拍摄时间，确定违法位置，记录现场照片与视频，数据全过程可溯可查，可进行视频回放、轨迹联动、问题清单录制等操作。

（5）评估考核。每月巡航结束后形成《无人机巡航报告》提交市局和各管理处，季度（年度）通航环境考核结束提供通航环境考核和分析报告。

（6）综合分析。通过无人机巡航报告与系统问题清单，分析问题位置与分布情况、问题趋势与治理进度把控，为下阶段工作提供指导意见。

3 无人机水上执法应用成效

自2018 年利用无人机辅助巡航服务，至今已持续五年，顺利完成7382 公里巡航任务，排查84 处问题，编制60 份评价报告。考虑到整个交通运输行业尤其是综合执法领域在治理体系和治理能力现代化、科技信息化发展的总体要求，执法公正、信息公开、取证可溯可查的工作规范，以及大体量精细化管理与人力财力不足的矛盾带来的智能化发展趋势。水上巡航组联合技术服务单位做好以下技术储备。

（1）无人机巡航行政执法管理系统。该系统通过南京水上五年工作的优化，涵盖一整套执法监管功能，能较好地满足江苏省关于建立“双随机、一公开”监管为基本手段、重点监管为补充、信用差异监管为基础的新型监管机制。

（2）全市重点水域基础信息库。涵盖了码头、桥梁、船闸、渡口、锚地、游览区、水上服务区、水上执法站等九大类信息，细分56 个类别、283 条基础信息。有助于全面掌握实际信息情况，编制年度计划，及时动态调整执法基础信息。

（3）全年无人机巡航直播视频地图影像数据库。能有效响应执法行政检查关于有效记录巡查频次、时段和检查内容，实现执法全过程记录的要求。

（4）无人机巡航电子巡查工作机制。能有效响应建立电子巡查工作机制和管理办法，确定定期巡查频次、覆盖范围、问题交办处理闭环流程和台账记录。

4 结语

通过五年无人机巡航工作的开展，各地通航环境及秩序的各类违法行为得到有效的震慑，问题发现数量逐年降低，整体水平得到良好改善。有效减少一线工作人员的工作负担，提高巡查覆盖面，在现行工作机制下，处置人员可以便捷地在后台监督整个行政检查和执法取证查处全过程，并提供便利的销号闭环管理工作平台。