作者:孟凌霄,张春平 来源:中国科学报 发布时间:2026/9/1 10:25:23
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河海大学研制的“稳—航—探—作”一体化近海无人艇下水

 

8月21日,渤海湾埕海1-1平台,一艘5米长的双体无人艇在三级海况下平稳驶入海域。它没有驾驶舱,没有舵手,却能自主完成航行、探测与作业全流程——这艘名为“埕安一号”的作业级近海智能无人测量艇,由河海大学自主研制,当日正式交付下水。它的投入使用,标志着我国近海油气设施巡检装备从“有人驾驶、单一测量”向“无人自主、综合探测”迈出了实质性一步。

渤海湾浅海区域风浪多变,海底油气管线纵横交错。长期以来,巡检工作主要依赖有人船只:作业窗口期短、人员安全风险高、浅水区船艇难以进入。尤其在水深不足的潮间带,传统巡检船吃水和转弯半径受限,不少管线区段“看得到、靠不近”。

“埕安一号”的研制正是为了解决这一矛盾。作为一套集自主航行、远程测控、多源物探与水下作业于一体的智能平台,它能够完成从航线规划、目标感知、数据采集到设备收放的全流程作业,将巡检人员从风浪中解放到岸基监控中心。

从单项技术来看,双体船、声呐、磁力仪等设备并非全部由中国首创。但该领域真正的难点从来不是某一项单一技术,而是如何把多种专业设备集成到一条5米级小船上,让它们在风浪中协同工作,并实现自主决策与作业——这正是“埕安一号”的核心突破。由该校徐鹏飞教授团队牵头,研制工作历时近三年,完成了从总体设计、控制算法、作业机构到系统集成的全链条自主研发。在紧凑的平台上,研制团队将多波束/侧扫声呐、浅地层剖面仪、磁力仪、声速剖面仪和高精度姿态定位设备全部集成,并自主开发了完整的航行控制算法、视觉避碰系统和作业机构。全部控制软件、通信协议和系统架构均由国内团队自主完成,不依赖国外整体解决方案。这种系统级的集成与自主化,使该平台具备了从“载荷搭载”到“智能作业”的完整能力。

“埕安一号”的技术优势可以概括为四个字:

稳——双体悬浮减振构型,典型作业航速3至4节,续航不低于12小时,可在三级海况下稳定执行探测任务,兼顾测量精度与航行安全。

航——操作员在岸站导入管线路由或划定作业区域,无人艇即可自动生成全覆盖测线;航行中通过前视视觉感知系统实时识别船舶、平台等典型目标,自主计算碰撞风险并做出避让决策;遇通信中断或电量不足时自动返航,全程无需人工遥控。

探——集成多源声磁探测体系:多波束/侧扫声呐绘制海底地形地貌,浅地层剖面仪揭示管道埋深与地层结构,磁力仪捕捉金属管线的磁异常信号。三种手段协同互补,实现对海底管缆的“立体化”综合探测。

作——自主研制了载荷升降支架、磁力仪拖曳绞车和声速剖面仪收放绞车三套作业机构,抵达作业区域后可自动完成设备下放、拖曳测量和回收,使传感器从固定安装的“被动载荷”变为可按任务阶段主动操控的“作业工具”。

“埕安一号”历经两代研发迭代。第一代完成了基础构型设计、系统集成与2025年连云港海试,累计航程458公里;第二代面向油田巡检需求进行系统性升级,重点强化了多源物探载荷、自主作业机构和视觉避碰能力。2026年6月在南京溧水卧龙水库河海大学湖上试验基地完成为期四个月的湖上综合测试,8月在渤海湾三级海况下完成半个多月海上试验,开展了长距离自主航行、声磁协同测量、环境感知与多任务作业等试验验证。历时近三年的持续改进,为平台从湖试走向真实海域应用积累了扎实的工程数据。

目前,“埕安一号”的首要任务是守护大港油田埕海1-1人工岛至1-1平台之间离岸12公里海底管缆的安全运行。由于采用模块化载荷和标准化接口设计,该平台具备向多场景拓展的潜力:更换不同传感器后,可快速适配海上风电场缆线勘察、海洋工程地形测绘、水下目标搜寻、水文环境监测等任务。

更重要的是,它验证了一种新的作业模式——岸端远程规划、平台无人执行、数据实时回传、设备自主返航。这种模式能够显著降低近海作业的人员安全风险和综合成本,为未来深远海无人作业积累了重要的工程经验。

 
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