全運(yùn)會(huì)背后的“隱形衛(wèi)士”，揭秘?zé)o人船三大核心技術(shù)

11月9日，第十五屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)在廣東奧林匹克體育中心開幕，本屆全運(yùn)會(huì)設(shè)有34個(gè)大項(xiàng)和419個(gè)小項(xiàng)的競(jìng)技體育活動(dòng)，以及23個(gè)大項(xiàng)和166個(gè)小項(xiàng)的群眾賽事活動(dòng)，于11月9日至21日在廣東、香港和澳門舉行，這也是全運(yùn)會(huì)首次由多個(gè)城市聯(lián)合承辦。

11月9日，廣東奧林匹克體育中心第十五屆運(yùn)動(dòng)會(huì)開幕式現(xiàn)場(chǎng)

盛大活動(dòng)順利舉行的背后，自然少不了科技的助力。2萬(wàn)余名運(yùn)動(dòng)員和數(shù)以億計(jì)的人流量，疊加賽道跨度大、水域環(huán)境復(fù)雜、跨區(qū)域協(xié)同要求高等多重挑戰(zhàn)，給賽事安防帶來極大壓力，尤其是涉水項(xiàng)目。這個(gè)問題如何解決？

廣東海事部門創(chuàng)造性搭建了一套“有人執(zhí)法船+無人巡邏船”的人機(jī)協(xié)同水上安防體系，這是全運(yùn)會(huì)歷史上首次規(guī)模化部署無人船參與水上安保，標(biāo)志著我國(guó)大型賽事安防進(jìn)入智能協(xié)同新階段。

01

水上智能時(shí)代

隨著水上經(jīng)濟(jì)活動(dòng)逐年增加，水上公安部門的監(jiān)管執(zhí)法任務(wù)不斷加重，而安保維穩(wěn)、反恐處突、應(yīng)急救援、搶險(xiǎn)救災(zāi)等場(chǎng)景往往情況復(fù)雜多變、響應(yīng)時(shí)間短，容錯(cuò)率又極低，對(duì)應(yīng)用裝備及其操作提出很高要求。

科技發(fā)展與智能化技術(shù)的滲透為水上安防提供了解法，無人巡邏船憑借抗惡劣天氣干擾、全天候防控、降低人員作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)等優(yōu)勢(shì)，已被投入越來越多的水上活動(dòng)中。

首艘AI無人船“海擎一號(hào)”亮相深圳桂灣公園，成功完成全運(yùn)會(huì)火炬?zhèn)鬟f護(hù)航任務(wù)

11月8日率先舉行的自行車公路賽事，相關(guān)部門除了提前開展對(duì)入穗船舶的專項(xiàng)檢查，還在賽事進(jìn)行期間于賽事核心區(qū)部署了無人船，用以執(zhí)行定點(diǎn)值守與動(dòng)態(tài)巡航任務(wù)。同時(shí)，配備有人執(zhí)法船在嚴(yán)管區(qū)、防護(hù)圈待命，形成多層響應(yīng)的防控體系。

這種協(xié)同模式既發(fā)揮了無人船全天候、低成本、無風(fēng)險(xiǎn)的優(yōu)勢(shì)，又保留了人類在突發(fā)狀況下的經(jīng)驗(yàn)判斷能力，釋放出1+1＞2的治理效能。

02

無人船的安防技能

那么無人船究竟是如何工作的？

如今的無人船定位早已不局限于簡(jiǎn)單的無人駕駛船只，而是集成了感知、導(dǎo)航、控制等多維度技術(shù)的智能裝備，這三大核心模塊的互相搭配，讓無人船得以實(shí)現(xiàn)“自主運(yùn)行+精準(zhǔn)感知”。

感知系統(tǒng)關(guān)聯(lián)監(jiān)測(cè)工作的首要環(huán)節(jié)。通常無人船上會(huì)搭載高清全彩攝像頭、雷達(dá)光電設(shè)備、高音喊話器及專用救生捕撈器，形成360°無死角的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

其中，雷達(dá)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全天候環(huán)境監(jiān)測(cè)，不受霧天、夜間等惡劣天氣影響；高清攝像頭則能實(shí)時(shí)捕捉水面動(dòng)態(tài)，識(shí)別異常船只與人員；救生捕撈器可在發(fā)現(xiàn)落水者時(shí)快速響應(yīng)，為救援爭(zhēng)取時(shí)間。這些設(shè)備的協(xié)同工作，讓無人船具備了“發(fā)現(xiàn)—預(yù)警—初步處置”的全鏈條能力。

云洲智能的無人船平臺(tái)搭載多波束測(cè)深儀系統(tǒng)監(jiān)測(cè)防洪堤壩

越復(fù)雜的水域越需要精密的導(dǎo)航定位，無人船的導(dǎo)航系統(tǒng)將北斗定位、慣性導(dǎo)航（目前應(yīng)用最廣泛的自主式導(dǎo)航技術(shù)）和多傳感器融合這三重保障機(jī)制結(jié)合在一起，先通過接收北斗衛(wèi)星信號(hào)獲取全局位置坐標(biāo)，搭配慣性導(dǎo)航設(shè)備在衛(wèi)星信號(hào)遮擋時(shí)維持定位精度，再整合雷達(dá)、攝像頭等數(shù)據(jù)消除誤差，最終實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精準(zhǔn)航行。

這一技術(shù)特性大幅提升了無人船在復(fù)雜航道和船只密集的賽事環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行的能力，因此得以在港珠澳大橋、橫琴大橋周邊的敏感水域投入使用。

智能控制系統(tǒng)則是無人船的“神經(jīng)中樞”，也是區(qū)別于以往安防設(shè)備的關(guān)鍵模塊。

通過嵌入的AI算法，無人船可以對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析，自主完成避障、跟蹤、報(bào)警等決策。例如，當(dāng)雷達(dá)探測(cè)到無關(guān)船只闖入管控水域時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整航向進(jìn)行跟蹤，并同步向3D安保指揮調(diào)度平臺(tái)回傳畫面與位置信息，整個(gè)反應(yīng)過程較人工處置更為迅速精準(zhǔn)。

中地?cái)?shù)碼智慧公安項(xiàng)目的安保指揮調(diào)度平臺(tái)界面示例圖

此外，多航態(tài)設(shè)計(jì)還進(jìn)一步拓寬了無人船的作業(yè)區(qū)域，它支持智能分析所處的水域環(huán)境，并自主匹配對(duì)應(yīng)的航態(tài)模式，如在潛水區(qū)域增強(qiáng)避障能力，在開闊海域切換為高速巡航模式提高效率。

從應(yīng)用場(chǎng)景來看，無人船技術(shù)的潛力正逐步釋放，本屆全運(yùn)會(huì)再次驗(yàn)證了“智能巡查+遠(yuǎn)程監(jiān)管”模式在實(shí)踐中的穩(wěn)定發(fā)揮。除大型賽事安保外，其在海事監(jiān)管、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市水域管理等領(lǐng)域的應(yīng)用也開始初見成效。

盡管目前無人船存在不少尚待優(yōu)化的技術(shù)短板，例如，在遠(yuǎn)海復(fù)雜海況中的感知精度需要提升，跨部門數(shù)據(jù)共享的效率有待優(yōu)化，混合動(dòng)力系統(tǒng)的應(yīng)用以及長(zhǎng)續(xù)航能力仍待加強(qiáng)等。但隨著警企合作的深入，專屬算法模型的定制常態(tài)化，數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)的建立與完善，以及新能源技術(shù)的發(fā)展，無人船的潛力有望進(jìn)一步爆發(fā)，成為公共安全領(lǐng)域智慧化轉(zhuǎn)型的實(shí)踐樣本。

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編輯｜張毅

主編｜黎坤

總編輯｜吳新

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壹零社：用圖文、視頻記錄科技互聯(lián)網(wǎng)新鮮事、電商生活、云計(jì)算、ICT領(lǐng)域、消費(fèi)電子，商業(yè)故事。《中國(guó)知網(wǎng)》每周全文收錄；中國(guó)科技報(bào)刊100強(qiáng)；2021年微博百萬(wàn)粉絲俱樂部成員；2022年抖音優(yōu)質(zhì)科技內(nèi)容創(chuàng)作者