水監測再添利器 無人船破浪而來
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圖為手持遙控器的工作人員正在對無人船進行操控。
三月的江南水鄉，花紅柳綠，水清波平。在蘇州市高新技術開發區內的一條寬闊河流中，游弋著三艘一米多長的小船。岸上，監測站工作人員手持遙控器，操控著無人船在不同點位有條不紊地采樣。筆記本電腦不斷接收到水質監測的成組數據，并很快形成圖表和圖片。檢測人員高興地說：“有了無人船，水環境監測工作效率高多了，勞動強度降多了！”
自從環保工作的重要性被大眾所認知和接受，相關部門在環保工作上的投入力度也越來越大，作為“排頭兵”的環境監測領域迎來了一個新成員。為了實現資源的優化配置，近年來，無人監測設備的運用已經成為主流趨勢之一，不管是無人機，還是無人船，都已經在各自的領域大展手腳。
現階段地表水環境質量監測主要是通過人工采樣或依托自動監測的模式來了解河湖斷面水質狀況。針對不能實現對某斷面或某河湖長時間連續監測、數據及時性沒有保證等難題，北京瑞升特科技有限公司無人船技術的出現為傳統水質監測提供了全新的解決方案。
無人船彌補傳統監測短板
傳統的水質監測需要工作人員實際去到監測水域采樣，但常出現水域結構復雜、工作人員不便實地采樣的情況，導致監測采樣困難重重；同樣是服務于環境監測中心站，無人船優勢明顯，具有采樣便捷、可迅速處理應急事件、可在多樣性水域環境下進行取點采樣、數據實時傳輸反饋等特點。環境監測無人船技術的研發單位——北京瑞升特科技有限公司的負責人介紹說。
每條無人船都安裝配有GPS系統，操控方式也分為人工遙控操控和衛星GPS控制兩種，其中人工遙控可以完成人船相距2km以內的水域監測，GPS操控則可實現網絡信號存續狀態下的無人行駛，同時在檢測開始前下載預定目標地圖，在地圖上規劃好路徑點，避免位置偏離造成的檢測誤差。無人船的質量、采樣和檢測方法以及數據使用均獲得環保部門等的相關認證，方法合規、數據可靠。
無人船應用后對斷面水質監測工作是否有幫助？工作人員解答道，無人船可對斷面交界處水質進行監測趨勢分析，根據水流流向，判斷污染物擴散趨勢和水質成因，采樣準確，易排查，減少因斷面交界成因不明而引發的責任推諉的情況發生。
水質監測的現狀是以固定監測點位為基礎，在人所不能及的水域可采用無人船技術實現水質監測，實際上是對常規監測、采樣方式的一個補充。
采集數據回傳方面，無人船安裝了360°旋轉攝像頭，對監測場景進行圖像捕捉，無人船所采集的數據直接回傳至用戶服務器，建立數據平臺。基于污染物濃度制作渲染圖，對應數據形成趨勢分析圖，多種樣式數據展示圖形便于用戶查看、分析。瑞升特有“一滴水”檢測技術，即抽樣只須一毫升水，三分鐘即可得出檢測結果，幾個檢測項目可同時進行。
多類型無人船解決監測難題
瑞升特科技擁有三艘功能定位不同的全自動無人監測船，分別是C100S全自動無人采樣/監測船、C180全自動無人水質監測船和C100P全自動無人測繪船。三艘全自動無人監測船具備單獨巡測或集團監測能力，均具備實時記錄監測期間途徑點的水質參數、氣象參數等數據，擁有全過程視頻信息和對某個位置360°圖片捕獲信息的能力。
三艘船功能又各有偏重，C100S可適用藍綠藻水質參數，曾在太湖水質監測項目中予以應用，對水質變化的分析，對藍綠藻監測起到預警作用；C180可對城市黑臭水體問題的來源氮、磷等指標進行監測，對擬調查或污染事故水域進行連續和定點現場分析；C100P是無人版側掃聲納船，通過地貌聲納掃描返回的圖像可以探測到地下暗管，對水下河道狀況和規模化暗道情況進行初步分析，這也是無人船技術在水質監測的應用上的一個新的亮點。
無人船所獲取的信息最終通過網絡或人工導入的方式進入定制軟件平臺進行數據分析與統計，形成污染數據分布圖和曲線圖等圖文資料，供環境管理使用。
核心技術是數據分析系統
據了解，無人船監測系統集五大技術體系為一體，即無人船導航系統、監測分析系統、數據云平臺系統、水質渲染系統和大數據環境數據分析系統。
船只可自主導航、自主航行，可提前設定航行路線，根據GPS定位實現自動返航；超聲波自動避障；可搭載采樣、監測設備進行采樣或數據及檢測。
采用連續流動分析方法，快速準確分析；完全在線樣品處理；可實現多項目通道同時分析。
數據與云端實時傳輸共享；多點數據同時上傳或下傳；通過云端實現設備的參數修正；實現大量數據的存儲備份功能；調閱無人船的工作歷時概況及航行軌跡；借助各類地理信息軟件，計算生成污染物分布圖形。
根據檢測系統數據，自動生成水質污染的多種表現圖形，包括餅圖、折線圖、柱狀圖、GIS圖等。
通過河流水體的水溫信息、氣象信息、環境污染物檢測數據，包括水質常規5參數：藻類、氨氮、COD、總磷、總氮等，結合周邊的工業企業排放、城市生活污水的排放情況，建立適當的河流流域水污染綜合診斷和評估的量化模型。通過各指標的時間與空間的關聯性定量闡明排放控制與具體類別的水環境之間的因果關系，預測預判環境污染事故的發生，測算各污染物質來源總量。
這套數據分析系統現階段在國內是領先且唯一的，能夠保證數據處理的及時性、可靠性、高效性。
無人船優勢日趨明顯
優勢一：提高監測效率
打破傳統建設自動監測站密度稀疏、定期監測的局面，無人船應用后，一公里可設3個點，增加10倍監測點位，密度增強，采用蓄電池的無人船，可進行6~8個小時的持續航行，實現連續、實時監測數據。
優勢二：降低工作強度
無人船的全自動化處理可減少監測人員工作強度，將監測人員從強勞動中解放出來。
優勢三：降低風險系數
傳統監測工作需要派員到復雜水域進行實地監測、采樣，工作存在危險因素，無人船應用后，只需遙控操作無人船即可進入情況復雜水域進行采樣、監測。
優勢四：降低投入資金
現階段水質監測仍按照以監測自動站為主，并且多地仍在建設，但水質自動監測站的數量遠遠滿足不了水質監測需求，而且建站資金的投入十分巨大，運維費用高，而一艘無人船可替代幾十個自動站，成本至少降低三分之二，監測密度高，成為替代水質自動監測站的新方法。
無人船在環保領域的應用優勢遠非人力可以比擬，它不僅能大大地縮短工作時間，提高工作效率，由此還解決了大量的資源，隨著技術的發展和人們環保理念的改變，無人技術必然是此后的主流趨勢之一。瑞升特現階段用戶多以購買服務為主，為水質監測部門提供了優質的解決方案，已在長江段、吳江水域、白洋淀得以應用。這種新的檢測方法市場需求巨大，未來的應用場景將會更加廣泛。楊陽
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