固體所無人船技術助力水庫安全防控邁進無人時代

近期 ，深圳市水務局牽頭中國科學院合肥物質科學院研究院和廣東逸動科技有限公司 ，成功研製了目前尺寸最大 、功能最全和智能化程度最高的水麵智能安防無人船 ，顯著提升庫區安全管控的時效性 、快速性 、智能化和安全性技術水平 ，已在深圳市鬆子坑水庫開始上崗作業 。      我國是世界上水庫大壩最多的國家 ，已建成水庫9.8萬座 。隨著對水庫安全管理要求的不斷提升 ，2022年水利部發布了《關於加強河湖水域岸線空間管控的指導意見》 。但國內95%的小型水庫防控人員編製較少 ，而且通常是由人工駕駛傳統船舶對庫區進行巡邏 ，對違禁人員和船舶人工喊話 、手動拍照取證 。這種方式不僅效率低 、防控盲區多 、執法手段不專業 ，且夜晚庫區巡邏時會因危險性太高而無法防控 。隨著人工智能和機器人技術的發展，充分利用智能化裝備對庫區進行全天候 、全方位的現代化監測 ，結合人工巡查 、智能巡檢 、視頻監控 、儀器監測等手段 ，構建水庫庫區動態監測體係 ，能夠切實提升庫區侵占信息數據自動采集與分析水平 ，使庫區的準確動態監測和侵入執法得以實現 。

中國科學院合肥物質科學院研究院固體物理所餘道洋博士團隊聯合廣東逸動科技有限公司 ，研製的水麵智能安防無人船長7.5米 ，寬2.5米 ，由70 kwh的磷酸鐵鋰電池供電 ，最大速度13公裏/小時 ，續航裏程65公裏以上 ，適用內河C級航區4級風浪作業 。據悉 ，這是國內目前尺寸最大 、功能最全和智能化程度最高的水庫智能安防無人船 ，該產品的應用將顯著提升庫區安全管控的時效性 、快速性 、智能化和安全性技術水平 。同時 ，該產品在關鍵技術上取得多項突破 ：

（1）發明了多傳感器融合的無人船同步定位與建圖方法(SLAM)及係統 ，解決了無人船在河湖庫通信和衛星導航信號缺失及複雜水麵障礙幹擾時的自主導航避障與地圖構建問題 ；（2）研製了手動 、遙控 、網絡操控和無人控製四位一體的全電動轉向架構及控製係統 ，解決了船舶傳統操控與智能化係統的兼容性和魯棒性問題 ；（3）開發了水麵目標的圖像自動監測與識別智能算法 ，在傳統監控攝像機智能偵測功能的基礎上 ，進一步通過深度學習算法對違禁目標進行篩選和分類 ，實現對水域岸線違禁人和物的精準甄別與預警 ，同時將預警圖像自動上傳至平台並關聯GIS標簽 ，精準定位違禁的位置和時間 ；（4）針對水質檢測數據的可信度問題 ，開發了檢測數據和無人船巡航作業軌跡的GIS數據相融技術 ，並通過多種數據的交互校驗實現監測數據的可溯性 ；（5）發明了無人船舶多模控製轉換裝置和一鍵巡航方法 ，解決了無人駕駛和人工駕駛雙模操控係統之間的無縫切換和信號幹擾問題 ，實現無人船在無智能設備和通信信號情況下的自主巡航和自主控製 。

該無人船在鬆子坑水庫交付使用後 ，顯著提升了深圳市水務局對庫區管理的現代化 、智能化、高效率和綠色節能技術水平 ，各級領導對該產品考察後均給予了較高的評價和肯定 。據該無人及控製係統研製項目的負責人中國科學院合肥物質科學研究院餘道洋博士介紹 ，水麵智能安防無人船是團隊研究的水麵機器人係列成果之一 ，其他研究成果還包括針對河湖長的智慧管理平台 、水汙染追蹤溯源機器人 、水麵智能保潔 、水生態精準修複和過程管理 、水文地質探測和測繪 、應急救援等 。

餘道洋博士團隊是國內最早從事無人船艇技術研究的團隊之一 ，已授權中國和美國發明專利及相關知識產權40餘項 ，研製的產品在上海黃浦江 、北京冬奧會舉辦地水源地等水域有所應用 ，並且在國內多個省市實現批量化應用 ，研究成果多次被新華社 、中新社 、人民網 、安徽電視台等媒體報道，並被中國科學院 、安徽省科技廳 、合肥市人民政府等官網多次轉載 。

水麵智能安防無人船