《大洋金枪鱼围网渔船船载无人机作业规程》标准编制说明

附件2中华人民共和国水产行业标准大洋金枪鱼围网渔船船载无人机作业规程编制说明（征求意见稿）《大洋金枪鱼围网渔船船载无人机作业规程》起草小组

目录一、工作简况 31.任务来源 32.标准编制过程 33.主要起草人及承担工作 3二、编制原则和论据 41.编制原则 42.主要内容 53．主要内容的依据和说明 5三、主要试验情况分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果 61.主要试验情况分析 62.综述报告 103.预期经济效果 11四、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国内同类标准水平的对比情况 11五、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系 12六、重大分歧意见的处理经过和依据 12七、贯彻标准的要求和措施建议 12八、其它应予说明的事项 12

一、工作简况1.任务来源本标准根据中国远洋渔业协会文件“关于同意制定《南极磷虾桁杆拖网智能控制接口及编码规范》等团体标准的通知”，由中国远洋渔业协会牵头组织编制《大洋金枪鱼围网渔船船载无人机作业规程》标准，由中国水产科学研究院东海水产研究所作为主要起草单位，广泛邀请远洋渔业公司、无人机生产企业等相关无人机技术机构、企业参与编制工作，计划项目完成时间是2022年1月。本标准负责起草单位：中国水产科学研究院东海水产研究所。本标准起草协作单位：2.标准编制过程起草工作阶段：根据任务要求，中国水产科学研究院东海水产研究所于2021年9月成立了标准编制工作起草小组，组织标准编制组织工作。标准编制工作起草小组在2021年11月份积极组织筹备和征集标准起草单位。经过近两个月的征集、评审和筛选，并最终由中国远洋渔业协会确定了标准起草工作组的成员单位，成立了标准起草小组。标准起草工作组制定了标准标准编制工作计划、编写大纲，明确任务分工及各阶段进度时间，同时，标准起草工作组成员认真学习了GBT1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》，结合标准制定工作程序的各个环节，进行了探讨和研究。标准起草工作组经过技术调研、咨询、收集、整理有关资料，并结合无人机的研制技术、应用现状及远洋渔业公司的生产经验，以中国水产科学研究院东海水产研究所的无人机测试为主要参考依据，于2021年11月编写完成了团体标准《大洋金枪鱼围网渔船船载无人机作业规程》的草案稿。于2021年11月10日，起草工作组首次会议成功召开，会议肯定了当前无人机在大洋金枪鱼围网渔船的应用，同时国际暂无相关应用及标准的制定，该标准的起草使我们迫切性需要，整体确定了标准起草的总体框架和主要内容。标准起草工作组按照首次会议纪要内容，对草案稿提出的意见、建议进行了认真分析、理解和总结，迅速开展标准的征求意见稿的编制以及试验项目的实施工作，于2021年12月编写完成了团体标准《大洋金枪鱼围网渔船船载无人机作业规程》的征求意见初稿和编制说明。3.主要起草人及承担工作本标准立项后，项目承担单位立即承担了标准起草小组。标准起草小组对无人机技术相关项目、标准、论著、手册和研究报告等材料进行收集整理，对大洋作业环境、金枪鱼围网作业模式进行实地考察和测试，综合作业渔船船长、生产企业等多方意见的基础上进行归纳总结，最后形成标准草案。主要起草人见表1.表1主要起草人及分工序号姓名单位性别专业职称/职务分工电话1张禹中国水产科学研究院东海水产研究所男捕捞学助理研究员标准起草158219961402马硕中国水产科学研究院东海水产研究所男渔业研究实习员标准起草180210189703周震博北京鸢飞科技有限公司男无人机技术高级工程师标准起草152109677314金卫国上海开创远洋渔业有限公司男捕捞学高级工程师标准起草021-656980735谢程兰上海开创远洋渔业有限公司男渔业高级工程师标准起草021-656980736王鲁民中国水产科学研究院东海水产研究所男捕捞学研究员标准起草135018233097张勋中国水产科学研究院东海水产研究所男渔具研究员标准起草139167833958王永进中国水产科学研究院东海水产研究所男捕捞学助理研究员标准起草176214901809齐广瑞中国水产科学研究院东海水产研究所男捕捞学助理研究员标准起草1861676481910王忠秋中国水产科学研究院东海水产研究所男捕捞学助理研究员标准起草1880177388411王国来上海开创远洋渔业有限公司男渔业高级工程师标准起草021-6569807312常卫东上海开创远洋渔业有限公司男渔业高级工程师标准起草021-6569807313宋春德中国水产有限公司男渔业高级工程师标准起草010-8395997514冯卫东中国水产有限公司男渔业高级工程师标准起草010-8395997515吕昊元中国水产有限公司男管理中级工程师标准起、编制原则和论据1.编制原则本标准的制定工作遵循“科学性、实用性、统一性、规范性”的原则，本着先进性、科学性、合理性和可操作性的原则，按照GBT1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规则编写，同时参考了相关标准和实际生产过程中的相关场景及无人机相关要求纳入标准中，使标准内容及指标更加符合实际运用。本标准制定过程中参照的主要标准见表2。表2参考标准序号标准号标准号1DB63/T1954-2021水文流量监测无人机操作规程2DB5101/T79.2—2020成都市无人机服务规范第2部分：农业3CH/Z3001-2010无人机航摄安全作业基本要求4DB37/T4219—2020海洋监视监测无人机应用技术规范2.主要内容本标准规定了适用范围、规范性引用文件、术语和定义、设备基本要求、管理要求、作业方法、注意事项。3．主要内容的依据和说明1）标准名称：标准名称为《大洋金枪鱼围网渔船船载无人机作业规程》。2）范围：文件规定了大洋金枪鱼围网渔船船载无人机作业的设备基本要求、管理要求、设备要求，作业方法注意事项等内容。3）规范性引用文件：本标准引用和参考了最新版国内相关先进标准，以充分保证本标准条款的可依性和可行性。4）术语和定义：本标准根据实际应用场景和模式进行制定术语和定义，由于该装备研发之前，暂无金枪鱼围网渔船船载无人机装备的相关研究，标准起草小组对大洋金枪鱼围网渔船进行实际调研其实际需求得知，渔船传统的渔情搜索方法主要靠肉眼长时间使用望远镜瞭望、高处塔台瞭望搜寻金枪鱼鱼群，发现疑似鱼群后，驾驶渔船前往确定后捕捞，该方法的风险在于渔船到达后发现不是鱼群，不仅费时费力，而且渔船耗油量很大；其次金枪鱼围网渔船使用载人直升机寻找和确认鱼群。因此，标准起草小组以此为依据，对无人机及作业模式进行了术语定义。5）设备基本要求：根据起草小组实地调研，与渔船船长、远洋渔业公司、无人机生产企业的相关人员交流发现，渔船人员使用高倍镜能看到6海里之内的海况，而载人直升机巡航范围达到27海里，同时渔船降落只能在甲板垂直起降，其他方式回收无人机风险较大，正常作业海况一般为4级，以此制定无人机图传距离＞27海里，由于海上风力较强，无人机续航能力将会减弱，因此巡航范围达27海里，则根据N字型路线损耗巡航能力近30%，因此要求无人机在陆地续航时间大于2h，同时最大巡航速度不低于100km/h，保证无人机在区域内巡航后安全返航。同时渔船在海上正常横摇角度8°-15°，因此要求地面站天线垂直波宽度为15°±3°。由于海上空气中盐分较多，腐蚀性强，结合无人机机体在陆空使用要求，规定无人机机体必须1、重量轻、比重小，以提升续航能力。2、耐腐蚀、耐冲击，不容易损坏。3、高流动，容易加工，成本可控。4、耐磨性能好，耐刮擦。根据应用场景对无人机吊舱设备进行了规范，具体是参照无人机巡航高度、巡航速度及地面站接收端，选定相机、云台性能和功能支持，参考无人机性能规定吊舱重量要求。6）管理要求：通过查阅资料，归纳整理，规定无人机适航要求，及无人机操作人员、作业空域、升降区域要求，确保航行安全。7）作业方法：本内容依据金枪鱼围网渔船实际需要，为保证无人机安全作业，到达寻鱼效果规定的作业方法，首先根据作业模式，规划无人机巡航航线，航线规划完成，进入无人机飞前准备，具体是依据无人机性能参数，规定无人机在在特定的环境下方可起飞，这就需要观察员对气象条件进行观测，严格按照安全飞行的条件下进行起飞。对无人机在陆空使用时的飞行经验进行总结归纳，形成一套完备的无人机飞前检查，确保无人机软硬件良好下进行起飞。其中规定了无人机巡航所找寻的目标及作业完成后的返航降落。8）试验方法：根据规定的标准要求，进行以下测试：a)存放测试渔船在海上航行颠簸，而且海上环境较恶劣，空气潮湿，海水腐蚀能力强，检测无人机长时间存放在渔船上是对无人机系统产生的影响,验证无人机在海上抗腐蚀能力、防潮能力、抗震能力。b) 起飞测试渔船颠簸，起飞空间较小，对无人机在渔船上起飞需测试以下几点,验证无人机能否在渔船上正常起飞起飞性能包括最小离地（离开弹射设备）速度、垂直起飞偏移距离。c) 降落测试测试无人机能否在渔船上正常降落，内容包括：无人机返航寻找地面站是否准确、旋翼降落切换手动人工降落偏移程度。d) 任务试飞 无人机最终应满足任务载荷，巡航等探捕工作，具体测试内容包括预设航线飞行偏离度、无人机搭载任务载荷飞行的系统状态是否正常、无人机巡航画面能否满足渔情搜索标准、无人机在海上远距离图传效果是否符合行业要求9）注意事项：根据无人机作业场景，对未尽事项进行补充，确保无人机的安全作业。三、主要试验情况分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果1.主要试验情况分析针对大洋上空无人机降落环境，设计无人机升降平台，设计其结构形式为下图所示。该平台整体高50cm左右，长和宽皆为5m,表面网织材料，三根固定的横杆分别粘连网，另一根为可滚动横杆，用以调节网的张紧度。作为无人机降落平台。无人机起飞时，平台可收起，等无人机准备降落时，平台展开作为无人机降落平台。本文考虑降落平台的缓冲性和安全性，设计网织材料为尼龙及无人机起落架结构。等无人机回到降落点降落在平台时，网的韧性会减缓无人机降落的冲击力，同时起落架的倒钩会陷入网目中，保证无人机在恶劣环境中也不会发生侧翻。试验表明无人机降落在网织平台后，无人机降落架的倒钩钩中网片，无法弹起。 针对海上恶劣环境，我们进行了无人机海上飞行测试，具体测试报告如下：飞行测试报告表1起飞时间：北京时间1:44:00着陆时间：1:47飞行内容:测试机型:大雄鹰电机电动飞机飞控编号：17717天气：多云飞机编号：A1温度：25℃风速：5m/s飞行高度：60m翼展：3.5M重心位：110mm倒V主马达型号：XC5530/490kv多旋翼马达型号:DT5215/435kv固定翼螺旋桨：18X8E多旋翼螺旋桨：18X5.5副翼舵机型号：KST-X10状态正常倒V舵机型号：KST-X10状态正常整机重量：16kg配重：0.3kg飞行地点:太平洋（塔马纳岛）附近海域

飞行时间：加布卡收网期间

飞行结果：

起飞时天气良好微风，起飞爬升正常；

切换过程中，出现侧风，飞行不稳定，因此，起飞时避免侧风，旋翼切换固定翼最后的时刻，飞机掉高20M，飞机触发旋翼保护，固定翼切换成功；

飞机安全降落于起飞平台，无损坏。

分析结果：

起飞前检查，飞机航向准确，起飞后遇侧风，飞行不稳定；

地面检查各个舵面反馈正常，飞行中飞机的俯仰杆度没有超出安全范围（飞机内部设备没有松动，重心位无异常），起飞前检查无问题；主动力：6S42000mAh电池旋翼动力：8S10000mAh电池表单编号：F001报告编号:20211017001日期:2021年10月17日飞行测试报告表2起飞时间：北京时间4:03:00着陆时间：4:44飞行内容:测试机型:大雄鹰电机电动飞机飞控编号：17717天气：多云飞机编号：A1温度：25℃风速：5m/s飞行高度：60m翼展：3.5M重心位：110mm倒V主马达型号：XC5530/490kv多旋翼马达型号:DT5215/435kv固定翼螺旋桨：18X8E多旋翼螺旋桨：18X5.5副翼舵机型号：KST-X10状态正常倒V舵机型号：KST-X10状态正常整机重量：16kg配重：0.3kg飞行地点:太平洋（所罗门群岛）附近海域

飞行时间：加布卡收网期间

飞行结果：

起飞时天气良好微风，起飞爬升正常；

切换正常，切换盘旋点正常，飞行41分钟，搭载云台+GoPro5；

飞机安全降落于升降平台，无损坏.

分析：无人机在巡航时，没有固定的参照物，以船为起飞点，但船一直在动，地面站内起飞点始终保持不变，无法准确找到降落点，因为无人机记录起飞位置点，返回时未更改降落点，下次试飞用经纬度找降落位置。主动力：6S42000mAh电池旋翼动力：8S10000mAh电池表单编号：F001报告编号:20211121001日期:2021年11月21日飞行测试报告表3起飞时间：11:58着陆时间：12:16飞行内容:公海首次试飞机型:大雄鹰电机电动飞机飞控编号：17717天气：阵雨飞机编号：A1温度：30℃风速：12m/s飞行高度：100m翼展：3.5M重心位：110mm倒V主马达型号：XC5530/490kv多旋翼马达型号:DT5215/435kv固定翼螺旋桨：18X8E多旋翼螺旋桨：18X5.5副翼舵机型号：KST-X10状态正常倒V舵机型号：KST-X10状态正常整机重量：16kg配重：0.3kg飞行地点:太平洋（阿努塔岛）附近海域

飞行时间：加布卡漂流期间

飞行结果：

起飞时天气良好微风，起飞切换正常；

飞行时间18min，搭载gopro4飞行，视频图像传输无碍；飞行14分钟海面起风平均8m/s—12m/s，最大16m/s，由于未使用网织平台进行降落，降落时无法稳定，飞机降在甲板上，前脚架损坏，中翼损坏，测试表明无人机降落时，无网织平台，飞行降落不稳定，容易碰撞、侧翻等问题。主动力：6S42000mAh电池旋翼动力：8S10000mAh电池2.综述报告金枪鱼渔业作为“远洋渔业的黄金产业”，长期以来备受国家关注。我国在2001年由远洋渔业公司引进第一艘金枪鱼围网渔船开始发展金枪鱼围网渔业，通过国家不断投入资源拓展和生产规模，中国大陆的金枪鱼围网渔业在最初的13年里得到迅猛发展。据有效数据显示，从2001年年产量3091吨发展到2013年，中国大陆在中西太平洋已有14艘金枪鱼围网船，捕捞产量达8.1万吨，占中西太平洋总产量的5.1%。随着全球捕捞强度的增加，为了应对金枪鱼资源的衰退，各大洋区域开始建立渔业管理组织来保护金枪鱼渔业资源，建立一系列监督和管制措施，如何有效可持续的开发金枪鱼渔业资源成为渔业管理组织当前解决的问题。尤其是中西太平洋渔业区域的渔业管理组织——中西部太平洋渔业委员会，自2004成立以来为防止区域内金枪鱼渔业资源的进一步衰退，建立一系列的管理方法，包括公海登临检查制度、船位监控制度、捕捞配额制度、渔船租赁制度、对兼捕物种的管理等措施。这些措施为保护金枪鱼资源起了很大作用，为其他渔业组织提供了教科书式的渔业管理。在2007年，瑙鲁协议成员国(PNA)实施“按日计费入渔模式”(船天计划，VDS)，对中西太平洋金枪鱼围网渔业产生了很大影响。2007年全年单船入渔费不到40万美元，而到了2014年，单船入渔费突破150万美元，入渔费增长了275%以上。面对高昂的入渔成本，各国纷纷开始提升渔业装备水平。而我国快速发展的同时，遇也到一些问题，渔船现代化水平不高、捕捞技术研究有待加强，再加上国际金枪鱼价格持续下滑，入渔成本按作业天数计算使金枪鱼围网船作业单价大幅上涨，中西太平洋渔业管理组织针对金枪鱼资源现状，对围网船只作业实施更加严格的管理方法等，导致我国大陆中西太平洋金枪鱼围网捕捞产量持续下滑，在2018年降至1.4万吨。使我国中西太平洋金枪鱼围网渔业面临严峻的挑战。为解决当前金枪鱼围网所面临的的问题，中国水产科学研究院东海水产研究所依托2019年蓝色粮仓项目，设计研发了大洋金枪鱼围网渔船船载无人机装备，用于在大洋上空搜索金枪鱼鱼群，为了加快无人机装备的模式化应用，避免因为无标准可依，导致以安全等为由被岛国、欧美和WCPFC禁止。，中国远洋渔业协会提出并立项，以蓝色粮仓项目为依托，由中国水产科学研究院东海水产研究所起草编制《大洋金枪鱼围网渔船船载无人机作业规程》标准。经工作组调查发现，当前金枪鱼围网渔业最关键的就是鱼群搜索，如果找不到如果找不到鱼群，围网作业将无法进行，只能在大洋中四处“游荡”，成本消耗巨大。而传统的渔情搜索方法主要靠肉眼长时间使用望远镜瞭望、高处塔台瞭望搜寻金枪鱼鱼群，这些方式不仅费时费力，而且搜寻范围有限，更有甚者不惜高价租赁载人直升机巡察金枪鱼鱼群，虽然其效率高，但其风险大，成本高。为实现金枪鱼鱼群的快速寻找，中国水产科学研究院东海水产研究所研发了大洋金枪鱼围网渔船船载无人机装备，该系统基于金枪鱼围网渔船作业环境集成了飞行姿态反馈控制技术、失控返航技术、无人机倒钩起落架、远距离无线电台通讯技术、高清图传模块、接口密封等技术实现了金枪鱼围网捕捞场景下抗风雨、起降安全、防坠毁沉没、防海上盐雾腐蚀等功能，能够达到50km远距离图传和巡航，6级风力（4级海况）下可实现安全垂直起降。该项技术拓展了金枪鱼围网产业关于鱼群搜索的方法，不仅效率高、机动性强，而且成本较低。该技术的应用推广可大大提高我国金枪鱼渔业的经济效益，开创了全新的金枪鱼鱼群侦查方式，全面地推动我国金枪鱼围网