丹江口的十堰水域救援打捞行动开展,由武汉鸿源水下工程这家专门搞水下潜水作业的企业来负责。打开百度APP扫一扫就能下载,免费咨询那里的水文情况。这地方是个水库型深水环境,上下水层差别挺大,表层水流动快受温度影响大;中间层有个温度跃层,密度变化显著;底层水一直低温,能见度基本为零。东西掉进水里不是直接往下掉,是因为各层密度不同产生的浮力变化会让它走复杂的路线。做这个活儿主要就是收集水下的信息,再通过机器去操作。先建信息场,用多波束声呐扫出水下地形的三维数据,侧扫声呐把表面纹理拍下来,凑一块儿成了初步的搜索范围。 找到可疑目标后就进行验证识别,得调水下机器人配的成像声呐多方位拍一遍,看声学阴影来分析形状。确认是目标了就进入操作阶段,得算好提升力的大小,设计好抓或者吊的方案。工具装备就是干活的身体。水面平台负责供电、传数据还有留人值班,稳不稳直接影响水下干活的精度。 遥控无人潜水器是主力工具,机器臂能动七个自由度能精细抓东西;手腕上还有力反馈传感器,戴着手套就能感觉到力度。提升系统用了波浪补偿技术,实时测船体上下动再反向拉吊索保持张力恒定。 水体透明度受藻类影响会变,夏天可能透光层只有两米多点。这就限制了光学设备的使用时间。水流速度变了会让设备定位不准得随时修正位置。水底的沉积物软硬不一样决定了机器怎么接地,淤泥地得用穿透声呐探一下深度。 评判作业做得好不好要看几个方面:时间上看找得多快、设备部署多快、任务多久能完成;精度上看定位准不准、操作准不准、数据齐不齐;安全上看设备坏不坏、环境乱不乱、风险管不管得住。 这些指标是连着的,比如找得快可能就得把声呐范围开大但分辨率就低了。 救援打捞技术现在越来越成体系。 新型系统把三维建模、智能路径规划和自适应控制整合在一起成了一个圈儿。 机器人开始能自己定任务了。 多个机器人一起干活正在测试中通过水下网络分享数据分配任务提高效率。 干这个活儿的人得懂潜水物理、导航这些基础理论还得懂声学成像、液压控制和流体力学这些复杂的东西。 实际干活的时候要同时看声呐图像、监控设备状态还有分析环境数据多任务处理能力得靠模拟训练练出来。 训练系统用VR建不同水文条件下的场景能模拟设备坏了环境变了这些情况。 这项技术也能用到别的地方比如修水利设施。 机械臂带个清洗装置能把闸门上的脏东西去掉。 高精度测绘技术能帮地质监测定期扫描看水下地形有没有变。 目标识别算法改改也能用来研究鱼群分布分析声呐回波看是哪种鱼。 以后的技术发展可能会更关注怎么感知。 光纤水听器阵列能监听水下声音通过声音识别不同材质的东西撞在一起的响声。 合成孔径声呐变得更小了装在小型潜水器上能拍出厘米级的画面。 人工智能在图像识别上进步了以后能自动识别目标不需要人工看了。 丹江口这种地方正好是个试验场。 深水考验设备耐压性能复杂的水文条件检验系统行不行低能见度环境逼着感知技术发展。 这些经验总结后能变成适用于类似水域的规范给别的水库做参考。 技术方案一直优化不仅能提高成功率还能给水下工程积攒经验。