□ 全媒记者 杨瑾 通讯员 余江

5月13日，在2024年中国品牌博览会上，中交疏浚挖泥船智能疏浚作业系统正式发布。记者从发布会上获悉，该系统采用人工智能和疏浚机理相结合的方法，实现了“一键疏浚”和能效智能优化，典型工况下可进行“无人疏浚”，由AI代替人工操作，提升疏浚安全和效能。

目前，该系统已经在国内7艘耙吸挖泥船和6艘绞吸挖泥船实船成功应用，未来可推广至国内外其他疏浚船舶。较以往相比，不仅在挖泥效率上提高了约10%，而且在万方土油耗上还降低了约5%，带来显著的经济效益和社会效益。

摘下“卡脖子”的枷锁

“疏浚产业作为国家战略性产业之一，代表着中国的创造水平。挖泥船作为必不可少的核心利器，可谓是真正的大国重器。”中交疏浚（集团）股份有限公司（简称“中交疏浚”）高级专家张晴波告诉记者，在很长一段时期里，挖泥船智能疏浚技术一直被西方国家垄断。在中国“疏浚人”的持续攻坚下，智能化疏浚时代已经到来，中国人自己的智能疏浚技术已领先世界。

据悉，国内首艘双燃料动力挖泥船，由中交上海航道局有限公司投资，上海振华重工（集团）股份有限公司建造的全球最大、国内首艘液化天然气（LNG）双燃料动力15000方舱容大型耙吸式挖泥船“新海鲟”号，配备了国内最先进、智能化程度最高的“一键疏浚”和“浚驾合一”系统，是具有国际先进技术水平的挖泥船，该船预计10月底交付，将首次在国内实现典型工况条件下的“无人疏浚”功能。

“只要按下按钮，疏浚船舶便可自动完成挖泥、抛泥、吹泥等一系列施工作业。以前需要4个人协作完成的工作，如今只需要1个人，工况好的话，完全可以实现‘无人疏浚’。现在夜里施工‘人停机不停’，安全又高效。这一切都得益于我们自主研发的耙吸挖泥船智能疏浚系统。”中交疏浚所属技术研究中心自动化系统研究所负责人张红升介绍道。

据悉，早在2013年，中交疏浚研发团队就已着手耙吸挖泥船智能疏浚系统的自主研发工作，历经5年完成了全自动疏浚系统研发，并在“新海虎8”轮得到应用。

“国外研发智能疏浚技术较早，十几年前就已经实现了高度自动化疏浚作业，在特定工况条件下，施工效能可超越人工。”张红升说。受限于国外工程师对智能疏浚系统技术严格保密，中国疏浚业有几项智能疏浚关键技术一直未能有效攻克。依靠进口的智能疏浚挖泥船每转战一个新工地，都需要请国外工程师到场调试，不仅要提前预约，服务费用还高达每天两万元，这使得中方团队身处被动局面。

“核心技术是命脉，再难也要握在手中。我们一定要研究出我们自己的智能疏浚系统，结束这种窘迫局面。”张红升说。

“我们的算法一定要超越国外”

当为秋霜，无为槛羊。为了打造拥有完全自主产权的智能疏浚系统，研发团队做足了功课。

要研发智能疏浚系统，首先要研究自动控制技术。据介绍，当时研发团队收集了国内外大量船舶、工程机械相关资料，甚至还从汽车、飞机的相关技术中寻找灵感，收集梳理的相关资料，摞起来足足有1米厚。

突破自动控制技术只是第一步，研发团队还要把它应用到疏浚船舶上，这就要求大家对疏浚施工足够了解。同时，为了能够让控制系统应对更多的施工工况，变得更加智能，研发团队还要掌握更多的疏浚施工数据。为此，在中交上海航道局的大力支持下，研发团队梳理了近10年来的人工施工工艺和经验，并在此基础上开展相关机理研究和大量的试验。

耙吸挖泥船所施工的海底高低起伏，这就要求智能疏浚系统能够根据海底高程，自动控制耙唇角度和泥泵转速等来达到最大施工效率。仅仅为实现这一目标，自动化团队就至少做了3个月实验。不计其数的参数调整，一本又一本厚厚的数据记录，浸透着每一位团队成员的心血和汗水。

功夫不负有心人，最后，研发团队终于设计出了一整套的自动控制算法。但他们的脚步并没有就此停止，在观察某次实验后，他们发现耙臂姿态控制精度虽然满足了智能系统要求，但还有进一步的提升空间，尤其是收放效率还有待提高。“我们的算法一定要超越国外。”张红升给团队成员打气。

接下来的日子里，研发团队至少又尝试了多种优化控制算法，历经数次紧锣密鼓的实验，设计出了耙臂姿态全自动自适应控制算法，并引入了智能PID控制器，最终实现了耙臂姿态的完美控制和高效收放，控制效果远超国外智能疏浚系统。

锲而不舍，金石可镂。又经过三年奋斗，研发团队终于在2021年成功攻克了智能疏浚核心技术，完成了智能疏浚系统自主研发，并在上航局新建“航浚4019”轮实船应用。

智能化研究永无止境

“智能疏浚系统推动了我国耙吸挖泥船智能化水平再上新台阶。”中交疏浚副总裁、总工程师刘树东告诉记者，2021年12月，他在日照港岚山港区深水航道施工的“航浚4019”轮上按下“一键疏浚”按钮后，智能疏浚系统开始自动调整耙唇角度与泵机转速等参数。数据显示，航迹线和耙头深度稳定流畅，施工作业安全可靠。

据了解，相较国外的智能疏浚系统，“航浚4019”轮的智能疏浚系统还更加“聪明”。得益于机理与数据双驱动的智能疏浚策略系统，当船舶到达不同施工工地时，无需开发人员到场或试挖，便可自行适应不同工况，为项目开展节省了大量时间。同时，研发团队针对疏浚设备故障和施工作业异常还分别建立了预判与应对机制，让船舶可以在全程无人干预的情况下顺利施工。

“智能化的研究是永无止境的。”张红升表示，下一步，项目团队还将持续研发新技术，打通无人疏浚的最后一公里，打造挖泥船的全方位监管生态体系。

据中交疏浚党委书记、董事长刘永满在中交疏浚挖泥船智能疏浚作业系统发布会上介绍，中交疏浚旗下的疏浚技术装备研究中心专家团队聚焦关键领域突破创新，实现了中国疏浚技术和装备从“跟跑”“并跑”再到部分领域“领跑”的蜕变。今后，中交疏浚将聚焦深远海工程技术与装备研发全力攻关，为实现海洋强国中国梦提供重要支撑，让新质生产力成为中国疏浚行业高质量发展的鲜明标识。