水下機(jī)器人ROV行業(yè)趨勢(shì)及新技術(shù)

2019-10-17

 隨著涉及ROV的相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，使用這種“遠(yuǎn)程遙控”的作業(yè)方式在不斷增加?？稍偕茉葱袠I(yè)就是當(dāng)下ROV應(yīng)用不斷增長(zhǎng)的行業(yè)，諸如：離岸的風(fēng)電站的建設(shè)需要一個(gè)很長(zhǎng)時(shí)間的周期，包括安裝、檢修、維護(hù)等任務(wù)。這些工作中需要在水下（尤其是在大流速和低能見度下）采取無人潛水器進(jìn)行水下干預(yù)作業(yè)。同理，以前很多在半潛式平臺(tái)上進(jìn)行的深水作業(yè)現(xiàn)在都可以使用ROV來遠(yuǎn)程進(jìn)行支持，從而顯著的降低實(shí)施成本。

隨著海洋傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，也無疑會(huì)推動(dòng)和擴(kuò)展ROV及AUV的應(yīng)用范疇。比如利用聲學(xué)定位及激光技術(shù)去準(zhǔn)確地繪制海底地形及水下結(jié)構(gòu)物，并實(shí)時(shí)地生成一幅3D的點(diǎn)云數(shù)據(jù)并傳送到陸地基站。水聲通訊技術(shù)的持續(xù)發(fā)展使得ROV/AUV直接和水下的控制設(shè)施通訊，這樣當(dāng)和水上的通訊設(shè)施通訊失敗時(shí)，可以提供一個(gè)額外的通訊設(shè)施覆蓋。

 電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的不斷進(jìn)步使得純電動(dòng)ROV的數(shù)量在不斷增加，但這種ROV一般會(huì)使用在對(duì)環(huán)境比較敏感的區(qū)域，比如含有碳?xì)浠衔锏囊后w泄露造成的環(huán)境污染。大型純電動(dòng)ROV的電力消耗會(huì)明顯增加，這些電能必須通過臍帶纜傳送到水下的ROV本體，這也成為純電動(dòng)ROV發(fā)展的一個(gè)限制因素。相比之下，使用液壓動(dòng)力作為推進(jìn)器以及工作負(fù)載的動(dòng)力源是更高效的一種方式，在適合的環(huán)境區(qū)域內(nèi)，液壓動(dòng)力ROV無疑在一段時(shí)間內(nèi)還將占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

最新的發(fā)展是混合了ROV和AUV特點(diǎn)的水下無人潛器系統(tǒng)的出現(xiàn)，它在降低海洋工程作業(yè)的運(yùn)行成本上表現(xiàn)出很多優(yōu)勢(shì)。按照現(xiàn)今技術(shù)的水平，將一臺(tái)AUV永久地部署在水下的“站點(diǎn)”并隨時(shí)待命接受指令進(jìn)行工作已經(jīng)完全可能。但設(shè)備長(zhǎng)期待命，其可靠性和維護(hù)性是這種方案真正可行的關(guān)鍵因素。

海底地形及海底管線路由的調(diào)查領(lǐng)域，這種ROV/AUV的混合型系統(tǒng)也有相當(dāng)?shù)哪芰梢蕴魬?zhàn)傳統(tǒng)的工作級(jí)ROV。雖然在兩種潛器系統(tǒng)上可以搭載的傳感器的性能表現(xiàn)上相差無幾，但是在水下不斷變化的動(dòng)態(tài)環(huán)境下，類似AUV系統(tǒng)的控制決策的響應(yīng)要比一個(gè)ROV飛手快得多，因此這種系統(tǒng)能夠提供一個(gè)更加穩(wěn)定的水下平臺(tái)供傳感器去采集數(shù)據(jù)。

未來無人潛器的發(fā)展會(huì)怎樣？是完全無人干預(yù)的潛航器在世界的各個(gè)海域自主巡航工作，還是使用混合型的無人潛器讓其處于自動(dòng)飛行模式但同時(shí)工程師持續(xù)地監(jiān)控潛器狀態(tài)？無論怎樣，潛器在水下出現(xiàn)意外情況時(shí)有后備的應(yīng)急方案是水下無人潛器設(shè)計(jì)者始終需要考慮的問題。