海测无人船之我见

Posted 2022-05-19 xiaokcehui

回首使用海测无人船的岁月，有欢笑，有痛苦，各中酸甜苦辣，皆是自己的亲身经历，现分享以飨读者。

    笔者亲眼见到的第一艘海测无人船作业是在厦门，时间是2018年7月份。我们是建设项目的勘测总承包商，保障现场地质勘察和地形测绘的质量。测区位于滨海滩涂区，遍布大小不一的养殖池。养殖池和滩涂的水深测量是个难点。我们之前碰到这种浅水测量，一般是租小船赶潮水或者靠人力进行RTK测量。

踌躇之际，测量单位带来了他们的无人船。第一眼的感觉它就像个孩童的玩具船。无人船大约半米长，船体是在淘宝定制的，搭载中海达测深仪和RTK系统。此船虽不起眼，但非常适合于当时的滩涂和养殖池测量，且这种小型无人艇成本低，携带和搬运都非常方便。他们一天就测完了全部养殖池的水深。此次无人船测量的经历刷新了笔者的认知，也增加了不少见识。

 笔者见到的第二艘海测无人船是朋友夏先生的作品。他的无人船大约2m长，采用2个PVC浮筒，结构简单，可根据需要搭载不同的设备。这类小型无人艇携带和使用方便，已经广泛应用于各类水上作业。但是它们的缺点也比较明显，一是需要良好的天气，晴朗，风小，二是尽量在湖泊和封闭港湾等相对平静的水域作业，否则，无人艇容易翻沉，造成较大的损失。

第三艘无人船就是笔者单位的，型号是：上海大学的“精海”，船体由北海造船厂生产。无人船长度6.5m，重2.6吨，比起上面的小型无人船，此货绝对称得上大型无人船。大型无人船具有不倒翁特性，能抗5-6级风浪。舱底配置中科探海自研的多波束和声呐一体机。舱体内置小型柴油机、发电机、UPS、控制电脑和空调，舱顶配置高清摄像头、红外雷达以及无线通讯模块。看着它一身的宝贝，是不是有一种“麻雀虽小，五脏俱全”的感觉。从本质上来说，其实它就是一个缩小版科考船，技术含量相当高。技术含量高的另一种说法就是异常娇贵，难以伺候。想要让这位爷干活，可得小心供着和哄着。笔者总共用它干了两次活，次次刻骨铭心。

第一次使用浮标船当其母船，用无人船进行断面测量。断面穿越胶州湾大桥，但是由于激光雷达的避障功能，无人船怎么也无法穿越大桥。万般无奈之下，只有将激光雷达关闭了，手工画航线，让无人艇从桥墩中间穿越过去。桥墩底下的GPS信号容易丢失，有时能撞到桥墩，幸亏无人船四周有厚厚的防撞垫。就这样有惊无险地、跌跌撞撞地将断面测量完成了。

当时激光雷达只能在类似于Windows命令窗口的后台手动关闭，得亏上海大学的技术团队都在，否则任务不可能顺利完成。上海大学老师说第一次碰到这种穿越大桥的情况。实事求是地说，激光雷达在开阔海域的避障作用还是很明显的。如果水面上有一颗小树或者木桩，无人船都能轻易地绕过去。但是对于宽度很大且有一定高度的物体，就不容易绕过去，仍然需要手动干预。

        第二次使用无人船完成了两个浅水项目：其中一个是礁石岸滩区，另一个是烂泥岸滩区。当时直接雇佣一个大型汽车吊装载无人船跟随外业队。

首先测量的是礁石岸滩区。选择测区旁边的渔业码头，用来收放无人船。因码头被一个村庄包围，想要达到码头就必须穿越这个村庄。未曾预料的事情出现了：汽车吊加上无人船的桅杆高度普遍比村庄电线杆高一些，难以穿越村庄。这可把我们急坏了。正在一筹莫展的时候，一阵阵“噗噗噗”的声音传入我们的耳朵。一辆平板拖拉机晃晃悠悠地映入我们的眼帘。看到这辆拖拉机，我们眼前一亮，这个小拖拉机不正好能解决眼下的难题吗？比划了拖拉机平板的尺寸，刚好能放下无人船。即使用拖拉机拖着无人船，也不是一帆风顺的，碰到较矮的线缆，仍然需要人将其挑高，拖拉机才能通过。费了九牛二虎之力，我们终算将无人船拉到码头边。

测区是个L形状，北部是顺着南北方向的岸线展开，南部垂直于岸线。开始的时候，我们把与无人船通讯的天线架设在码头的挡风墙顶，测完了测区的中南部。正值春天，风和日丽，我们不用上船，动动鼠标就干完了大部分工作。想一想，工作还是挺惬意的。第一次觉得海洋测绘不但好玩，而且高端上档次。

在礁石岸滩区，无人船测量工作总体还算顺利。但是在烂泥滩区的工作就极不顺利。在测区附近的码头租了一个小船，我们将无人船拖到测区。然后，将车开到离测区较近的堤坝之上，在车顶架设通讯天线。测量了约莫1个小时，无人船动力停止，无法被操控。当时我们都懵圈了，不知道咋回事，于是让小船上的值班人员去侦察一下。值班员说当时无人船冒着浓烟，排烟管被烧穿，动力舱和电子舱都被熏黑了。

值得庆幸的是设备都是完好的。无人船的动力不行了，剩余工作怎么办？我们灵机一动：既然无人船的设备是好的，那么用小船拖着它不就可以继续测量了。测量完成以后，无人船就一直被放在仓库里束之高阁了。

直到今年3月份，我们开始对无人船进行检修过。维修师傅说，主机停车是因为温度过高，进行自我保护，温度过高的原因是海水冷却系统被堵塞。堵塞的原因有2个：一是吸入了螺旋桨搅动的烂泥，堵塞了滤网，二是吸入口被海底垃圾比如塑料袋堵塞，没有海水进入。维修的一项重要工作是清理管道里的滤网。滤网上的泥土清理干净以后，主机的排水就通畅了，喷水口也开始喷水了。

维修完了之后，在水池试验无人船的动力的时候， 有时候仍然出现主机排水口不喷水和主机不转的现象。把船舶拉到池边，排水口又开始喷水了，主机也能转了。这简直就是一件灵异事件，让人丈二和尚摸不着头脑。试验水池水深2-3m，池底是混凝土浇筑的，水底杂物不多，还算干净。正当我们百思不得其解的时候，船尾漂了一大块塑料布，真是踏破铁鞋无觅处，得来全不费功夫，罪魁祸首就这么轻而易举地找到了。进水口的吸力将塑料布粘在船底了，堵塞了海水冷却系统的进水口，触发了主机的高温自我保护机制，主机随后停止转动，由于进水口被塑料布堵住了，排水口也不喷水了。

看来，无人船不合适在淤泥质浅滩工作。维修师傅曾建议我们扩大海底门，但这只能解决进水的问题，不能解决吸进的泥沙堵塞过滤网的问题。一旦过滤网被泥沙堵住，冷却水仍然不能循环起来，主机还是会停车。

以上内容就是笔者使用和维修无人船的全部经历。大型无人船科技含量非常高，与小型无人船相比有云泥之别。如果说大型无人船相当于缩小版的科考船，那么小型无人船只能算个玩具。因此，操控和维护大型无人艇对人员要求比较高，操作员不仅要懂测量，而且对机械、电子、雷达通讯也要有所了解。

      结识星天海洋是一次偶然的机会。今年年初在写国产浅地层剖面综述的时候，搜索到星天海洋生产的一款国产浅地层剖面仪，型号是GeoPass200。它采用参量阵技术，能提供精确的测深结果和穿透数据。从技术参数来看，其对标的是Innomar公司的SES2000 Compact，其主要应用场景包括掩埋物寻找、海底管线探测、航道淤泥厚度测量以及多频测深。近几年，国产海洋设备的发展突飞猛进，大家都有目共睹，衷心希望星天海洋生产出更好更强的海洋设备，助力海洋强国建设。