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關鍵詞：
智慧城市
無人船
- 摘要：各種危險或重復的工作都會向無人化、智能化、標準化的方向發(fā)展，“無人船”正在改變傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測、安防的作業(yè)模式，為這個領域帶來更多的創(chuàng)新可能。
各種危險或重復的工作都會向無人化、智能化、標準化的方向發(fā)展，“無人船”正在改變傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測、安防的作業(yè)模式，為這個領域帶來更多的創(chuàng)新可能。
專訪 | 珠海云洲智能科技有限公司研發(fā)中心鄒雪松
撰文 | 趙艷秋
珠海云洲智能科技有限公司2010年 4月成立于珠海，專注于自動智能無人船等機器人自動化技術，目前已有多款產(chǎn)品面世，包括全自動采樣無人船、應急監(jiān)測無人船、采樣監(jiān)測兩用無人船和海洋探測無人船等。
最近幾年，在環(huán)境監(jiān)測、安防巡邏和地貌測繪等領域，一種名為“無人船”的智能設備正在悄然改變傳統(tǒng)的作業(yè)模式，并為這些領域的業(yè)務創(chuàng)新帶來了多種可能性。
通河上的無人船
大雨后，兩條 1米多長的無人小船行駛在安徽東至縣通河上。通河全長 6.7公里，下游匯入長江。河道附近是東至縣經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。
1個月前，經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的一批企業(yè)因向通河大肆排污而被要求限期整改，但當環(huán)保部督查人員再次來到園區(qū)時卻發(fā)現(xiàn)，企業(yè)正在用更加隱蔽的方法頂風排污。為了及時核實園區(qū)企業(yè)的排污情況，督查人員首次采用了高科技手段——無人船。
無人船學名“水面機器人”，船上配備有定位系統(tǒng)、導航平臺和探測設備。在航行過程中，無人船一邊通過聲吶、激光和雷達等技術探測障礙物，一邊實時計算出蔽障路線，并選擇最佳巡航線路。在到達目標點后，無人船可以懸停來執(zhí)行不同的任務，如抽樣船會攜帶監(jiān)控棒，監(jiān)控棒的各類傳感器可以對目標點的水樣進行自動抽樣和檢測，并通過無線通信將檢測數(shù)據(jù)傳回岸上，在岸上終端展示。
因為智能化和自動化，無人船非常適合完成在危險環(huán)境下枯燥和重復性的工作，例如環(huán)境監(jiān)測、安防巡邏和地貌測繪等。在這次通河環(huán)境污染調(diào)查中，兩條無人船分別搭載了不同設備。一條船用水下聲吶對河道進行掃描，當聲吶掃描到排污暗管時，不會產(chǎn)生回波，這讓排污暗管原形畢露。無人船還能對排污暗管拍照并記錄經(jīng)緯度，讓環(huán)保部門一抓一個準。另一條船上掛著監(jiān)控棒，能沿著指定河段從下游到上游依次對水質(zhì)進行采樣和檢測，并將數(shù)據(jù)繪制成污染分布圖。它還能在水下暗管附近有針對性地取樣，以提供執(zhí)法依據(jù)。
從無人船的監(jiān)測結果中督查人員發(fā)現(xiàn)，雖然才下過大雨，但河水中各項污染物數(shù)據(jù)不降反升。這表明，工業(yè)園中的企業(yè)趁著暴雨進行了大規(guī)模排污。在短短兩天內(nèi)，無人船為督查人員提供了大量確鑿證據(jù)，東至縣經(jīng)濟開發(fā)區(qū) 30家企業(yè)被責令限期整改、停產(chǎn)整治或掛牌督辦，相關責任單位和責任人被處理。
岸上的工作人員可以通過人機交互終端，查看船只航行路線、任務執(zhí)行狀態(tài)和檢測參數(shù)分布圖等。
從航模到商用智器
如果按照傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測方式，通河環(huán)保調(diào)查和執(zhí)法將很難在這么短時間內(nèi)完成，這讓這一過程中發(fā)揮巨大作用的無人船聲名鵲起。實際上，近幾年，無人船在環(huán)境監(jiān)測領域起到了越來越重要的作用。而將無人船最早引入環(huán)境監(jiān)測領域的，是一家名為珠海云洲智能科技有限公司的初創(chuàng)企業(yè)。
云洲智能科技的創(chuàng)始人張云飛在學生時期經(jīng)常參加各種航模大賽。2010年，國內(nèi)曝出多起水質(zhì)污染事件，張云飛想，能不能將他們制作的模型應用到環(huán)境監(jiān)測領域，讓模型成為更強大智能的機器？
于是，那一年他與同伴跑遍了大半個中國，到多個地區(qū)的水質(zhì)監(jiān)測站調(diào)研。在水質(zhì)監(jiān)測領域，傳統(tǒng)在線監(jiān)測方式要在水面不同位置放置固定的浮筒，每個浮筒價格高達 80萬到 120萬元。每隔一段時間，還要定期派人去清理浮筒，維護成本頗高。而傳統(tǒng)采樣方式是人工劃船打水，很多時候靠臨時招募的人員完成，每個月只能進行一次。
無人船的出現(xiàn)，就像一個移動浮筒，將監(jiān)測從一個點擴展到一個面；它還能連續(xù)多點監(jiān)測，繪制出水質(zhì)參數(shù)分布圖，這為大范圍水質(zhì)普查和生態(tài)研究提供了新思路。無人船的測量靈活、高效，只需兩個人就能完成搬船下水、控制和回收等全部操作，解決了由于環(huán)境執(zhí)法人員有限，很難在短期內(nèi)完成大規(guī)模排查的難題，為應急和執(zhí)法提供了有利條件。而且，勘查現(xiàn)場通常環(huán)境都非常惡劣，以通河為例，高毒性污染物苯已超過國家標準的 136倍，而抗腐蝕、抗輻射的無人船能“百毒不侵”，確保工作人員的人身安全。此外，與浮筒相比，無人船幾乎沒有什么維護成本。
調(diào)研結束后，張云飛對環(huán)保型無人船的應用前景充滿信心?，F(xiàn)在，不僅在環(huán)保領域，無人船還逐步出現(xiàn)在測繪、巡邏、搜救等應用場景中。
智能化！智能化！
讓無人船在各領域大展拳腳的，是船上的“司令部”，它由“無人船基令部 ”，船只才能按照既定路線自主航行，自主躲避障礙，并獨立執(zhí)行各種任務。司令部還具備實時數(shù)據(jù)和視頻通訊功能，能將數(shù)據(jù)及時發(fā)送回岸上。這樣，岸上的工作人員可以通過人機交互終端，查看船只航行路線、任務執(zhí)行狀態(tài)和檢測參數(shù)分布圖等。
為了讓無人船能在更多環(huán)境下智能地工作，云洲的智能算法人員正在不斷研發(fā)適應更多場景的導航算法和模型，如平靜的湖面、湍急的河流或是暗礁嶙峋的大海。當越來越多的算法和模型被開發(fā)出來以后，算法人員計劃將探索能融合多場景的普適算法。
與此同時，船只能像人一樣靈活、合理地蔽障，也是智能算法工程師的目標?，F(xiàn)在，無人船的蔽障技能還比較機械。打個比喻，當它遇到障礙物時，可能執(zhí)行一個既定策略——向左拐。云洲的算法人員希望，有一天無人船能根據(jù)現(xiàn)實場景，聰明、合理地蔽障。這意味著“司令部”的算法將越來越復雜。
智能算法工程師也正在將人流分析、車牌偵測、逆行識別等路上技術引入無人船，讓無人船具備船只識別、移動船只跟蹤等智能功能。這個功能對于水上巡邏是不可或缺的。
無人船的這些智能化功能不僅需要大量算法和模型的開發(fā)，也需要硬件平臺的創(chuàng)新，現(xiàn)在云洲智能引入了研華研發(fā)的高性能工控機，這是工控機行業(yè)的最新趨勢，它相當于把一個高性能的服務器嵌入到具備高可靠性的工控機中；云洲還采用了研華研發(fā)的視頻采集卡，有了它，無人船在巡航中的錄播就能變成了實時的直播。
在云洲智能的戰(zhàn)略中，更智能強大的無人船將從河流湖泊等內(nèi)陸水域逐漸駛向大海，在海洋調(diào)查、護衛(wèi)巡邏、海洋搜救和海洋測繪領域繼續(xù)開拓創(chuàng)新。
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