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無人機(jī)和無人駕駛汽車，想必大家耳熟能詳，二者在科技界可謂如日中天，風(fēng)頭正盛。相比之下，無人船就“低調(diào)”多了，度自然也沒法比。今天咱們就說說“無人船”在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，準(zhǔn)確說是在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。
無人船，就是無人駕駛的船？這樣說也不能說是錯(cuò)誤，不過總顯得不太嚴(yán)謹(jǐn)。嚴(yán)格意義上的無人船是什么？先看看中國(guó)船級(jí)社(CSS)對(duì)“智能船舶系統(tǒng)”的定義：
智能船舶系統(tǒng)指利用傳感器、通信、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，自動(dòng)感知和獲得船舶自身、海洋環(huán)境、物流、港口等方面的信息和數(shù)據(jù)，并基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)，在船舶航行、管理、維護(hù)保養(yǎng)、貨物運(yùn)輸?shù)确矫鎸?shí)現(xiàn)智能化運(yùn)行的船舶。
實(shí)際上無人船本身就是一種智能船舶系統(tǒng)。再簡(jiǎn)化一些來說，無人船就是通過遠(yuǎn)程遙控或自主航行以實(shí)現(xiàn)正常航行的無人駕駛的船的簡(jiǎn)稱。
日前在杭州召開的2019首屆中國(guó)水環(huán)境發(fā)展論壇上，大連海事大學(xué)無人船研究院王國(guó)峰院長(zhǎng)介紹，目前國(guó)外很多國(guó)家，如美國(guó)、葡萄牙、韓國(guó)等，已經(jīng)利用無人船作為載體，配置水質(zhì)監(jiān)測(cè)任務(wù)載荷，實(shí)現(xiàn)基于無人船的水環(huán)境監(jiān)測(cè)。國(guó)內(nèi)一些學(xué)校與企業(yè)在基于無人船的水環(huán)境監(jiān)測(cè)研究方面也進(jìn)行了研究探索工作。
比如中國(guó)西北工業(yè)大學(xué)的學(xué)生設(shè)計(jì)“ORCA船”小型水面環(huán)保船，設(shè)想通過無人船來清理水面、減少污染，以解決這一城市污染問題。
再比如云州公司開發(fā)的云州無人船，作為可搭載多樣儀器設(shè)備的無人智能平臺(tái)，已經(jīng)成功應(yīng)用于我國(guó)水環(huán)境日常采樣監(jiān)測(cè)、污染源追蹤、排污安管、環(huán)境應(yīng)急燈環(huán)保工作。
基于無人船的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，具備采樣快、可迅速處理應(yīng)急事件、可在多樣性水域環(huán)境下進(jìn)行取點(diǎn)采樣、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸反饋等特點(diǎn)，大大提升監(jiān)測(cè)效率，降低工作強(qiáng)度、風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)以及投入成本。盡管目前無人船用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)還處于探索階段，存在諸多不完善的地方，但這是大勢(shì)所趨。
王國(guó)峰院長(zhǎng)指出，水質(zhì)監(jiān)測(cè)對(duì)無人船也有一定的要求，比如船體尺寸應(yīng)較小、重量輕，具有抗撞擊抗風(fēng)浪能力，便于運(yùn)輸與吊裝；具備較高的尋跡精度和定位精度；具備航行環(huán)境智能感知能力、遙控、自主航行能力和避碰能力；具有較強(qiáng)的即時(shí)通信能力以及需要岸基支援系統(tǒng)等。
當(dāng)然也需要正視當(dāng)前無人船用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)存在的問題，主要體現(xiàn)在船行環(huán)境感知技術(shù)、避碰決策、通信受限、自主能力以及定位精度等方面。
不管怎樣，以無人船為移動(dòng)載體，通過全天候、全覆蓋、高頻次、實(shí)施的采集水質(zhì)、流速流量、水深、污染源分布等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)從點(diǎn)源到面源的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)量得到若干倍提升，有效彌補(bǔ)了現(xiàn)有監(jiān)測(cè)手段“覆蓋面不全，建設(shè)成本巨大”等更不足之處。
伴隨時(shí)代與技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式已經(jīng)開始慢慢被新型技術(shù)取代，而且這種技術(shù)的更新?lián)Q代是必然的，必將更加有利于對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)和保護(hù)。
