原標(biāo)題：深水海管鋪設(shè)有了智能衛(wèi)士

　　工作人員為“海衛(wèi)”系統(tǒng)海試做準(zhǔn)備。

　　“海衛(wèi)”系統(tǒng)海試現(xiàn)場(chǎng)。

　　受訪單位供圖

　　◎本報(bào)記者 陳 曦

　　近日，我國(guó)自主研發(fā)的國(guó)際首創(chuàng)深水海管鋪設(shè)智能監(jiān)測(cè)裝備“海衛(wèi)”系統(tǒng)順利完成海試。其高耐波無人船、自主遙控水下機(jī)器人（ARV）、光通信等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。這套“黑科技”裝備的誕生，標(biāo)志著我國(guó)在深水海洋油氣裝備智能化、無人化領(lǐng)域取得重大突破。

　　海上能源生命線面臨監(jiān)測(cè)困局

　　海底管道是海洋油氣資源開發(fā)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，被稱為“海上能源生命線”。目前，我國(guó)已建成近1萬公里的海底油氣管道網(wǎng)絡(luò)。隨著深海油氣開發(fā)持續(xù)推進(jìn)，管道鋪設(shè)正向著更深的水域拓展。

　　在深海管道鋪設(shè)過程中，管道與海床首次接觸的著泥點(diǎn)位置至關(guān)重要。這個(gè)接觸點(diǎn)的狀態(tài)直接影響管道的結(jié)構(gòu)安全和使用壽命。“準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)著泥點(diǎn)的位置和狀態(tài)，能夠?yàn)楣艿冷佋O(shè)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持，確保施工質(zhì)量和安全。”海洋石油工程股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“海油工程”）副總工程師何寧說。

　　傳統(tǒng)上，當(dāng)作業(yè)水深超過200米時(shí)，需要?jiǎng)佑枚喙δ苤С执钶d水下遙控機(jī)器人（ROV）進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這種方式不僅存在船舶交叉作業(yè)的安全隱患，而且成本較高。雖然國(guó)際上已有深水海管智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用先例，但我國(guó)在這一領(lǐng)域仍處于空白狀態(tài)。

　　相較現(xiàn)有的“無人船+水下遙控機(jī)器人/自主水下航行器”模式，海油工程創(chuàng)新性地提出了“無人船+ARV”的解決方案。這種新模式融合了自主性、靈活性和智能化特點(diǎn)，具有部署高效、人力需求低、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，代表了未來深海作業(yè)的發(fā)展方向。

　　為此，海油工程專門組建了“深水海管鋪設(shè)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”科研項(xiàng)目組，聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家科研院所和企業(yè)，共同開展技術(shù)攻關(guān)工作，力求突破這一制約我國(guó)深海油氣開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。

　　耗時(shí)5年自研全新方案

　　在遼闊的海面上，18米級(jí)的“守護(hù)者”無人船正劈波斬浪。作為國(guó)內(nèi)首艘深水鋪管監(jiān)控?zé)o人船，它創(chuàng)新集成了USBL高精度定位系統(tǒng)、中繼通信模塊和定制化絞車系統(tǒng)，為水下作業(yè)提供穩(wěn)定的能源和控制信號(hào)，成為整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的“水面中樞”。

　　而在海域水面之下，我國(guó)首個(gè)自主研發(fā)的自主遙控水下機(jī)器人“領(lǐng)航者”正以3節(jié)的抗流能力自如穿梭。這臺(tái)1500米級(jí)自主遙控水下機(jī)器人不僅具備10天的超長(zhǎng)續(xù)航能力，其搭載的高清攝像系統(tǒng)更能精準(zhǔn)識(shí)別海管著泥點(diǎn)，并通過水下無線光通信技術(shù)，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無縫回傳至水面無人船，再傳輸至指揮中心。

　　“這套‘海衛(wèi)1.0’系統(tǒng)是我們歷時(shí)5年研發(fā)的成果。”海油工程項(xiàng)目負(fù)責(zé)人魏佳廣介紹道，“團(tuán)隊(duì)相繼突破了水下光通信的核心技術(shù)瓶頸，成功研制出具備全向大功率發(fā)射、寬視場(chǎng)高靈敏度接收能力的深海光通信設(shè)備。設(shè)備可在強(qiáng)背景光下進(jìn)行跨平臺(tái)大容量數(shù)據(jù)高速穩(wěn)定傳輸。”

　　在自主遙控水下機(jī)器人的研制過程中，科研人員創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了多約束條件下的總體設(shè)計(jì)。通過反復(fù)的耐高壓測(cè)試，確保關(guān)鍵部件能在1500米的深海環(huán)境下可靠工作。目前，該系統(tǒng)的海管著泥點(diǎn)識(shí)別正確率為95%，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。

　　在指揮中心，工程師們通過高度集成的綜合控制平臺(tái)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)o人船、自主遙控水下機(jī)器人和中繼器的運(yùn)行狀態(tài)。這個(gè)融合了多源信息的智能平臺(tái)，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)深海作業(yè)設(shè)備的精準(zhǔn)協(xié)同控制，更以其快速響應(yīng)能力和出色的可視化界面，大幅提升了深海管道鋪設(shè)監(jiān)測(cè)的智能化水平。

　　值得一提的是，“海衛(wèi)”系統(tǒng)采用的“無人船+ARV+中繼器+光通信”技術(shù)方案屬國(guó)際首創(chuàng)，成功實(shí)現(xiàn)了6項(xiàng)國(guó)內(nèi)首次的技術(shù)突破。

　　智能系統(tǒng)展現(xiàn)全方位技術(shù)優(yōu)勢(shì)

　　與傳統(tǒng)“多功能支持船+ROV”的作業(yè)模式相比，“海衛(wèi)”系統(tǒng)在安全性、經(jīng)濟(jì)性和作業(yè)效率等方面展現(xiàn)出全方位的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

　　在安全性方面，這套智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正在重新定義深海管道鋪設(shè)的安全標(biāo)準(zhǔn)。施工人員完全無需下水作業(yè)，徹底規(guī)避了傳統(tǒng)潛水作業(yè)的高風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，水面無人船與水下ARV的協(xié)同配合，有效避免了傳統(tǒng)作業(yè)中常見的纜線纏繞隱患，為深海施工筑起了一道堅(jiān)實(shí)的安全屏障。

　　在作業(yè)效率方面，“海衛(wèi)”系統(tǒng)也展現(xiàn)出智能化裝備的獨(dú)特魅力。當(dāng)ARV在深海游弋時(shí)，其搭載的智能視覺系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別管道著泥點(diǎn)，通過深度學(xué)習(xí)算法實(shí)時(shí)計(jì)算坐標(biāo)位置和管道彎曲度，監(jiān)測(cè)精度達(dá)到厘米級(jí)。在復(fù)雜的海底地形中，ARV就像一位經(jīng)驗(yàn)豐富的“深海偵察兵”，能自主規(guī)劃最優(yōu)路徑，靈活避開障礙物，完成全自動(dòng)監(jiān)測(cè)任務(wù)。

　　更令人驚喜的是，相比“多功能支持船+ROV”的傳統(tǒng)方式，“無人船+ARV”投用后日費(fèi)率將大幅降低，減少了操作人員的數(shù)量，降低了經(jīng)濟(jì)成本。

　　展望未來，魏佳廣表示：“我們正在根據(jù)近岸聯(lián)調(diào)、海試數(shù)據(jù)及問題項(xiàng)，優(yōu)化完善監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不斷迭代產(chǎn)品功能，為下一步深化國(guó)產(chǎn)裝備工程化示范應(yīng)用和持續(xù)拓展‘海衛(wèi)’系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。”