日前，中國自主研發(fā)的深水海管鋪設(shè)智能監(jiān)測裝備“海衛(wèi)”系統(tǒng)在海南文昌海域完成海試，其高耐波無人船、自主遙控水下機(jī)器人、光通信等多項關(guān)鍵技術(shù)性能指標(biāo)均符合設(shè)計要求，標(biāo)志著項目進(jìn)度取得關(guān)鍵突破。
哈工程船舶工程學(xué)院智能海洋航行器技術(shù)全國重點實驗室李曄教授團(tuán)隊完成了“領(lǐng)航者”自主遙控水下機(jī)器人、中繼器的研制和“海衛(wèi)”系統(tǒng)總體監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)。
團(tuán)隊成員在試驗現(xiàn)場
項目團(tuán)隊進(jìn)行“領(lǐng)航者”自主遙控水下機(jī)器人
下水前的檢測工作
“海衛(wèi)”系統(tǒng)歷時5年研發(fā)，采用國際原創(chuàng)的“無人船+自主遙控水下機(jī)器人+中繼器+光通信”深水海管鋪設(shè)智能監(jiān)測技術(shù)，其中無人船“守護(hù)者”是國內(nèi)首艘深水鋪管監(jiān)控用18米級無人船，自主遙控水下機(jī)器人“領(lǐng)航者”是國內(nèi)首個自主研發(fā)1500米級深水鋪管監(jiān)測水下機(jī)器人，對推動我國深水海洋油氣裝備智能化無人化發(fā)展具有重要意義。
“領(lǐng)航者”自主遙控水下機(jī)器人
與“守護(hù)者”無人船協(xié)同作業(yè)
項目總體技術(shù)負(fù)責(zé)人張國成副教授介紹，智能海洋航行器技術(shù)全國重點實驗室研發(fā)的“領(lǐng)航者”自主遙控水下機(jī)器人可達(dá)到1500米作業(yè)水深，抗流能力3節(jié)，續(xù)航能力可達(dá)10天。團(tuán)隊攻關(guān)了基于總體、控制、導(dǎo)航、能源、操縱等多約束條件下的水下機(jī)器人總體及詳細(xì)設(shè)計方案，并開展了長時間實驗測試，為保障“海上能源生命線”安全，推動海洋資源開發(fā)向智能化邁進(jìn)奠定了堅實基礎(chǔ)。
中繼器
團(tuán)隊在“海衛(wèi)”系統(tǒng)中央控制室進(jìn)行遠(yuǎn)程控制
團(tuán)隊研發(fā)“海衛(wèi)”系統(tǒng)總體監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了對“領(lǐng)航者”自主遙控水下機(jī)器人、“守護(hù)者”無人船及中繼器的協(xié)同控制與集中監(jiān)控，構(gòu)建起一個信息融合度高、響應(yīng)速度快、可視化程度高的綜合控制平臺。該平臺不僅提升了多設(shè)備協(xié)同作業(yè)的穩(wěn)定性與智能化水平，也為未來海洋探測、資源開發(fā)和應(yīng)急救援等重大應(yīng)用場景提供了堅實的技術(shù)支撐。
海底管道被稱為“海上能源生命線”，是海洋油氣資源開發(fā)的核心基礎(chǔ)設(shè)施。在深水海管鋪設(shè)作業(yè)中，海底管道初始部位與海床接觸的位置被稱為著泥點，其運動狀態(tài)直接影響管道結(jié)構(gòu)完整性和安全性。因此，著泥點監(jiān)測是整個作業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
傳統(tǒng)鋪管作業(yè)水深超過200米時，需依賴多功能支持船釋放遙控水下機(jī)器人進(jìn)行著泥點監(jiān)測，這種方式不僅增加了船舶交叉作業(yè)風(fēng)險，還大幅提高了海管鋪設(shè)成本。“海衛(wèi)”系統(tǒng)設(shè)計作業(yè)水深達(dá)1500米，“守護(hù)者”無人船可以作為水面基站，為中繼器和光通信提供能源和控制信號；“領(lǐng)航者”自主遙控水下機(jī)器人，可自主識別并跟蹤著泥點，通過水下無線光通信，無縫傳輸至指揮中心。該系統(tǒng)實現(xiàn)了關(guān)鍵零部件自主研制，并形成了完整的自主知識產(chǎn)權(quán)體系，海管著泥點識別正確率高達(dá)95%，為中國海洋工程智能化、裝備國產(chǎn)化提供有力支撐。
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