文章來源：科技日報 發布時間：2025-07-15
近日，我國自主研發的國際首創深水海管鋪設智能監測裝備“海衛”系統順利完成海試。其高耐波無人船、自主遙控水下機器人（ARV）、光通信等多項關鍵技術性能指標均達到設計要求。這套“黑科技”裝備的誕生，標志著我國在深水海洋油氣裝備智能化、無人化領域取得重大突破。
海上能源生命線面臨監測困局
海底管道是海洋油氣資源開發的關鍵基礎設施，被稱為“海上能源生命線”。目前，我國已建成近1萬公里的海底油氣管道網絡。隨著深海油氣開發持續推進，管道鋪設正向著更深的水域拓展。
在深海管道鋪設過程中，管道與海床首次接觸的著泥點位置至關重要。這個接觸點的狀態直接影響管道的結構安全和使用壽命。“準確監測著泥點的位置和狀態，能夠為管道鋪設提供關鍵數據支持，確保施工質量和安全。”海洋石油工程股份有限公司（以下簡稱“海油工程”）副總工程師何寧說。
傳統上，當作業水深超過200米時，需要動用多功能支持船搭載水下遙控機器人（ROV）進行監測。這種方式不僅存在船舶交叉作業的安全隱患，而且成本較高。雖然國際上已有深水海管智能監測技術的應用先例，但我國在這一領域仍處于空白狀態。
相較現有的“無人船+水下遙控機器人/自主水下航行器”模式，海油工程創新性地提出了“無人船+ARV”的解決方案。這種新模式融合了自主性、靈活性和智能化特點，具有部署高效、人力需求低、適應性強等優勢，代表了未來深海作業的發展方向。
為此，海油工程專門組建了“深水海管鋪設智能監測系統”科研項目組，聯合國內多家科研院所和企業，共同開展技術攻關工作，力求突破這一制約我國深海油氣開發的關鍵技術瓶頸。
耗時5年自研全新方案
在遼闊的海面上，18米級的“守護者”無人船正劈波斬浪。作為國內首艘深水鋪管監控無人船，它創新集成了USBL高精度定位系統、中繼通信模塊和定制化絞車系統，為水下作業提供穩定的能源和控制信號，成為整個監測系統的“水面中樞”。
而在海域水面之下，我國首個自主研發的自主遙控水下機器人“領航者”正以3節的抗流能力自如穿梭。這臺1500米級自主遙控水下機器人不僅具備10天的超長續航能力，其搭載的高清攝像系統更能精準識別海管著泥點，并通過水下無線光通信技術，將實時監測數據無縫回傳至水面無人船，再傳輸至指揮中心。
“這套‘海衛1.0’系統是我們歷時5年研發的成果。”海油工程項目負責人魏佳廣介紹道，“團隊相繼突破了水下光通信的核心技術瓶頸，成功研制出具備全向大功率發射、寬視場高靈敏度接收能力的深海光通信設備。設備可在強背景光下進行跨平臺大容量數據高速穩定傳輸。”
在自主遙控水下機器人的研制過程中，科研人員創新實現了多約束條件下的總體設計。通過反復的耐高壓測試，確保關鍵部件能在1500米的深海環境下可靠工作。目前，該系統的海管著泥點識別正確率為95%，達到行業領先水平。
在指揮中心，工程師們通過高度集成的綜合控制平臺，可以實時監控無人船、自主遙控水下機器人和中繼器的運行狀態。這個融合了多源信息的智能平臺，不僅實現了對深海作業設備的精準協同控制，更以其快速響應能力和出色的可視化界面，大幅提升了深海管道鋪設監測的智能化水平。
值得一提的是，“海衛”系統采用的“無人船+ARV+中繼器+光通信”技術方案屬國際首創，成功實現了6項國內首次的技術突破。
智能系統展現全方位技術優勢
與傳統“多功能支持船+ROV”的作業模式相比，“海衛”系統在安全性、經濟性和作業效率等方面展現出全方位的技術優勢。
在安全性方面，這套智能監測系統正在重新定義深海管道鋪設的安全標準。施工人員完全無需下水作業，徹底規避了傳統潛水作業的高風險；同時，水面無人船與水下ARV的協同配合，有效避免了傳統作業中常見的纜線纏繞隱患，為深海施工筑起了一道堅實的安全屏障。
在作業效率方面，“海衛”系統也展現出智能化裝備的獨特魅力。當ARV在深海游弋時，其搭載的智能視覺系統能自動識別管道著泥點，通過深度學習算法實時計算坐標位置和管道彎曲度，監測精度達到厘米級。在復雜的海底地形中，ARV就像一位經驗豐富的“深海偵察兵”，能自主規劃最優路徑，靈活避開障礙物，完成全自動監測任務。
更令人驚喜的是，相比“多功能支持船+ROV”的傳統方式，“無人船+ARV”投用后日費率將大幅降低，減少了操作人員的數量，降低了經濟成本。
展望未來，魏佳廣表示：“我們正在根據近岸聯調、海試數據及問題項，優化完善監測系統，不斷迭代產品功能，為下一步深化國產裝備工程化示范應用和持續拓展‘海衛’系統應用場景奠定扎實基礎。”
【責任編輯：韓夢圓】