11日,在一连串指令下,多功能扫测艇开始了例行的世博园区水域巡查探测之行。这艘22米长的扫测艇每天都在黄浦江上徐徐航行,负责世博园周边水域的安保工作,而其配置的最大秘密武器是水下机器人。依赖上海大学研究人员攻克的水下监测监控系统关键技术,这艘艇也成了国内甚至是国际上首条具有多种探测功能的内河扫测艇。
前艇:装载声纳系统,在浑浊江水中也能准确探测
要在长达184天的世博会运行期间保障园区水域安全,是世博历史上从未遇到过的难题。
“从反恐的角度讲,水下的危险对象主要有三类,一类是潜入水中的恐怖分子“水下蛙人”,第二类是水下爆炸物,第三类是破坏分子的水下机器人。”参与设计研究的上海大学谢少荣教授说,“我们的扫测艇,就是要利用各项探测技术,把这些危险对象找出来,把危险解决在萌芽之中。”
一般的水域例行巡查,装置在船头的声纳系统基本可以完成任务。在这艘艇的前部有一个艇艏,配置了侧扫声纳和前扫声纳的声纳系统就放置在里面。直立在船头的声纳,在接收到指令后,依靠旋转臂旋转180度或者270度,声纳系统自动放入水下,就可以扫测了。
声纳用的是声波反射技术。谢少荣解释道,世博园区地处黄浦江两岸,由于水质浑浊,河床浅,来往船只频繁,一般常用的光学探测达不到理想的探测效果。而声波发射呈立体扇形,一旦遇到反射物,声波就会反射信息,形成声学图像,显示在船舱的监控台的电脑屏幕上。
艇尾:水下机器人,每个角落都可走到
大范围的快速巡查,侧扫声纳和前扫声纳就足够了,如果发现了可疑点,则需要近距离仔细搜索,那么艇尾的水下机器人就派上用场了。
水下机器人的学名叫艇尾潜水器,这个长85厘米,宽62厘米,高45厘米的机器人,有四个螺旋桨,配置了前扫声纳、微光摄像和超短基线定位系统。比前艇声纳更厉害的是,它可以随时离开母船,灵活小巧地在水上活动,甚至可以走到水下的角角落落,也可以走到危险目标的面前。
船舱:中枢神经控制,让声纳自如下水
不管是前艇的声纳系统,还是艇尾的水下机器人,控制它们行动的中枢神经就是船舱里的监控台。监控台正前方是6块液晶屏幕,下面是7台工控机和2台笔记本电脑。监控台也是发命令的地方,声纳和机器人的一举一动都由这里控制。
上海大学机电工程和自动化学院龚振邦教授介绍说,三年前,项目组就预见到世博会水域安保工作的艰巨性会对高科技手段和先进装备提出不同寻常的需求,在国内率先开始了探测机器人技术应用的预研。2008年12月,上海世博局和上海水上公安局决定特制一艘多功能扫测艇,2009年3月向社会公开招标,上海大学一举中标。而这个项目组集成了技术总体、机械系统、电控系统、声纳系统、潜水器等多个课题组,用了一年多时间的研发,最终让这艘艇在世博会开幕前航行在黄浦江上,为世博会保驾护航。