水(shuǐ)下通(tōng)信是海洋電(diàn)子信息發展的基石級需求。在深海實現穩定、高(gāo)速率的通(tōng)信傳輸,是世界共同難題。沒有(yǒu)通(tōng)信,萬米深海既“聾”又“盲”。
深圳創新構建水(shuǐ)下WiFi網絡,研發水(shuǐ)下衛星導航通(tōng)信網絡,解決了水(shuǐ)下無線通(tōng)信的世界性難題,海洋因此“聰慧”起來(lái)。
目前,深圳正利用世界領先的水(shuǐ)聲通(tōng)信和(hé)水(shuǐ)下無線組網技(jì)術(shù),在海洋能源勘探開(kāi)采、國防安全、海洋風力發電(diàn)、海洋應急處理(lǐ)、海底管網檢測維護等方面發揮作(zuò)用,為(wèi)我國海洋經濟、海洋事業發展貢獻力量,并加快在海洋科研、海洋應急環保、海洋環境監測、潛水(shuǐ)旅遊等領域的應用與服務,與海工裝備、海上(shàng)風電(diàn)、天然氣水(shuǐ)合物、深海礦産等海洋經濟龍頭企業開(kāi)展合作(zuò)探索,助推智慧海洋發展。
水(shuǐ)下WiFi信号暢達萬米深海
深圳高(gāo)新區(qū)。深圳市海涯科技有限公司的實驗室裏,一個(gè)碩大(dà)的白色水(shuǐ)箱裝滿了海水(shuǐ)。水(shuǐ)箱底部,安放着一圈锃亮的不鏽鋼圓筒。一旁的研發人(rén)員盯着3台儀器(qì)屏幕上(shàng)跳(tiào)動的信号傳輸數(shù)據,仔細觀察這些(xiē)水(shuǐ)聲通(tōng)信基站(zhàn)在模拟海底的表現。
這種水(shuǐ)聲通(tōng)信基站(zhàn),正是實現“水(shuǐ)下WiFi網絡”的關鍵設備。它能讓信息在藍(lán)色國土的水(shuǐ)面之下流動起來(lái),為(wèi)海洋及海洋經濟插上(shàng)“智慧的翅膀”。
海洋電(diàn)子信息産業是海洋工程、海洋交通(tōng)、海洋生(shēng)物醫(yī)藥、海洋新能源、海洋漁業養殖、海洋環保等海洋經濟産業數(shù)字化和(hé)智能化的重要支撐。深圳智慧海洋科技(jì)公司科研團隊創新研發水(shuǐ)聲通(tōng)信、定位及組網技(jì)術(shù),打通(tōng)了智慧海洋發展的“腸梗阻”。
無線通(tōng)信有(yǒu)三種方式:電(diàn)磁波通(tōng)信、光通(tōng)信、聲通(tōng)信。常規民用的電(diàn)磁波水(shuǐ)下傳播距離最遠數(shù)十米;激光水(shuǐ)下傳播距離最遠數(shù)百米;聲波水(shuǐ)下傳播距離最遠可(kě)達數(shù)千公裏。
2016 年,智慧海洋科技(jì)公司的創始者看中深圳産業配套、創新氛圍、營商環境等優勢,落戶深圳灣畔。他們聚焦水(shuǐ)聲通(tōng)信、定位、組網等關鍵技(jì)術(shù)及算(suàn)法,瞄準海洋電(diàn)子信息“卡脖子”技(jì)術(shù)難題,建立智慧海洋技(jì)術(shù)體(tǐ)系,開(kāi)創了 “雲-洋計(jì)算(suàn)”方法論,廣泛應用于水(shuǐ)下無線通(tōng)信基礎設施建設,打造水(shuǐ)下移動平台自組織(Ad-Hoc) 網絡。2018年一年內(nèi),該公司就獲批3個(gè)國家(jiā)級重大(dà)科研項目,目前承接多(duō)個(gè)國家(jiā)、省市各級重大(dà)項目。
“水(shuǐ)聲通(tōng)信是目前水(shuǐ)下中遠距離雙向無線通(tōng)信的唯一手段,我們已經把技(jì)術(shù)難題基本解決了。”智慧海洋科技(jì)公司副總裁、聯合創始人(rén)俞知遠透露,目前已可(kě)實現從100米到1萬米深海的水(shuǐ)下信号覆蓋。
深圳大(dà)鵬灣,智慧海洋科技(jì)承接相關部委項目的水(shuǐ)聲通(tōng)信組網系統海上(shàng)外場(chǎng)試驗,在碧波下晝夜進行(xíng)。20個(gè)移動設備在海底深處不停變換位置,設備之間(jiān)通(tōng)信、設備與後台之間(jiān)通(tōng)信始終流暢穩定,成為(wèi)國內(nèi)首個(gè)實現移動節點組網的水(shuǐ)聲網絡。
“我們的研發團隊研究水(shuǐ)聲通(tōng)信已經快20年了,技(jì)術(shù)叠代已到第四代。” 俞知遠說,第三代技(jì)術(shù)的核心産品是“通(tōng)導一體(tǐ)”,通(tōng)信融合定位導航功能,好比水(shuǐ)下GPS;第四代技(jì)術(shù)則是“通(tōng)探導測一體(tǐ)”,可(kě)以探察和(hé)測繪,應用場(chǎng)景更多(duō)、範圍更廣。
目前,美國、德國、澳大(dà)利亞的水(shuǐ)聲通(tōng)信實測速率在0.3Kbps—2Kbps之間(jiān)。智慧海洋科技(jì)實現的速率超過國外同類産品3倍-5倍。該公司在水(shuǐ)下網絡技(jì)術(shù)基礎上(shàng),集成海洋感知、智能控制(zhì)、數(shù)據分析、數(shù)據融合與可(kě)視(shì)化等技(jì)術(shù),與水(shuǐ)上(shàng)通(tōng)信構成了“空(kōng)天地海”一體(tǐ)化通(tōng)信網絡。
憑借領跑全球的水(shuǐ)聲通(tōng)信技(jì)術(shù),智慧海洋科技(jì)與海工裝備、海洋開(kāi)發應用等産業上(shàng)下遊緊密結合,實現了對海洋的全面立體(tǐ)感知、廣泛互聯互通(tōng)、海量數(shù)據共享、信息分析決策。目前,已承接“多(duō)節點無人(rén)無纜潛水(shuǐ)器(qì)組網作(zuò)業技(jì)術(shù)研究與應用示範”“基于雲-洋計(jì)算(suàn)的深海海底觀測網無線拓展觀測系統研發”“海底沉積物力學特性的位置測試裝置”“海洋工程技(jì)術(shù)與設施海上(shàng)試驗平台”“基于水(shuǐ)聲通(tōng)信的水(shuǐ)下WiFi網絡系統研發與應用示範”等一批國家(jiā)和(hé)省級重點研發項目,提升我國海洋開(kāi)發、海洋安全保障等能力。
能下海能登陸用武之地無限廣
碧波萬頃的深圳海域。水(shuǐ)下跟拍無人(rén)機不斷接收海底水(shuǐ)聲通(tōng)信基站(zhàn)發來(lái)的定位信息,并靈巧避開(kāi)礁石,拍攝的影(yǐng)像資料通(tōng)過基站(zhàn),傳給海面的通(tōng)信浮标,再通(tōng)過4G或5G網絡傳回陸地控制(zhì)中心。
從事海底設備和(hé)線路巡檢的水(shuǐ)下機器(qì)人(rén),則通(tōng)過水(shuǐ)聲通(tōng)信網絡導航,及時(shí)發現移動障礙物并成功避開(kāi),順利抵達海底的充電(diàn)塢,充電(diàn)後繼續開(kāi)展巡檢工作(zuò)。
岸邊和(hé)船(chuán)上(shàng)的科研人(rén)員看着儀器(qì)屏幕,海底情況實時(shí)掌握。根據各種無人(rén)設備的工作(zuò)情況,科研人(rén)員不斷發出試驗指令,指揮水(shuǐ)下無人(rén)設備完成“規定動作(zuò)”,遠程采集實驗數(shù)據。
“海裏的試驗場(chǎng)實戰性很(hěn)強,水(shuǐ)下有(yǒu)了穩定高(gāo)效的通(tōng)信,海洋應用才能真正智能起來(lái)。”俞知遠說,智慧海洋科技(jì)已推出水(shuǐ)聲通(tōng)信定位網絡、水(shuǐ)下傳感器(qì)網絡、水(shuǐ)下機器(qì)人(rén)網絡、智慧海洋技(jì)術(shù)、海洋智能裝備、海洋大(dà)數(shù)據等一系列技(jì)術(shù)産品及解決方案,水(shuǐ)聲通(tōng)信、定位、組網等核心産品正在批量生(shēng)産,導航、探測類産品逐步成熟,快速應用到海洋經濟多(duō)個(gè)領域。
海洋油氣的探測、開(kāi)采、運輸都需要用到水(shuǐ)下通(tōng)信。智慧海洋科技(jì)已與中海油、中石油開(kāi)展水(shuǐ)下智慧油氣田建設。同時(shí),海上(shàng)應急環保、環境觀測等領域也存在千億級市場(chǎng),水(shuǐ)下通(tōng)信大(dà)有(yǒu)可(kě)為(wèi)。
在海洋旅遊和(hé)運動領域,水(shuǐ)下通(tōng)信也有(yǒu)用武之地。智慧海洋科技(jì)研發水(shuǐ)下伴侶機器(qì)人(rén)等潛水(shuǐ)安全監測産品,讓潛水(shuǐ)者與海面、地面保持通(tōng)信暢通(tōng),遇險一鍵呼叫。據悉,該公司正與多(duō)家(jiā)企業開(kāi)展水(shuǐ)下伴侶機器(qì)人(rén)的商業合作(zuò),同時(shí)還(hái)有(yǒu)搭載水(shuǐ)聲通(tōng)信模塊的潛水(shuǐ)手表等衍生(shēng)産品。
在繁華都市,水(shuǐ)下通(tōng)信一樣能派上(shàng)用場(chǎng)。城市地下污水(shuǐ)管網、橋梁、大(dà)壩、涵洞等需要日常檢查監測。“光成像技(jì)術(shù)經常看不清水(shuǐ)下情況,現在用水(shuǐ)聲通(tōng)信技(jì)術(shù),不僅看得(de)更清楚,畫(huà)面還(hái)可(kě)以實時(shí)傳回,遇有(yǒu)隐患可(kě)馬上(shàng)遠程排除。”俞知遠說,水(shuǐ)聲通(tōng)信解決方案兼具水(shuǐ)下通(tōng)信、水(shuǐ)底探測、影(yǐng)像傳輸、遠程控制(zhì)等多(duō)種功能,可(kě)用于城市管網日常巡檢和(hé)安全保障,前景廣闊。
“兩院一場(chǎng)”創新體(tǐ)系浮出水(shuǐ)面
水(shuǐ)深1500米的海底,連續12個(gè)月的海底工程地質原位長期觀測,是對水(shuǐ)下通(tōng)信設備的一次大(dà)考。
深圳智慧海洋科技(jì)公司對此交出高(gāo)分“答(dá)卷”,其深水(shuǐ)版點對點水(shuǐ)聲通(tōng)信機成功實現1500米海底觀測平台與海面之間(jiān)的實時(shí)水(shuǐ)聲通(tōng)信,并進入國家(jiā)深海基地部署在“蛟龍”号平台協助測試。
在我國某領域首屆水(shuǐ)下機器(qì)人(rén)挑戰賽中,智慧海洋科技(jì)負責提供水(shuǐ)下平台定位與信息傳輸系統,比賽期間(jiān)實現零故障完成水(shuǐ)下定位測量、裁判決策輔助等工作(zuò)。
智慧海洋科技(jì)的源頭創新能力和(hé)應用開(kāi)發能力離不開(kāi)創新體(tǐ)系的支撐。2022年6月,智慧海洋科技(jì)攜手電(diàn)子科技(jì)大(dà)學(深圳)高(gāo)等研究院,成立海洋電(diàn)子信息創新研究院。此前,該公司已在各級政府支持下成立深圳海洋電(diàn)子信息産業研究院。一個(gè)緻力于科研攻關,一個(gè)聚焦海洋電(diàn)子信息技(jì)術(shù)孵化及成果轉化。加上(shàng)近20平方公裏的海洋電(diàn)子信息試驗場(chǎng),智慧海洋科技(jì)構建起“兩院一場(chǎng)”的創新支撐體(tǐ)系,既立足于細分行(xíng)業專精特新“小(xiǎo)巨人(rén)”的做(zuò)大(dà)做(zuò)強需求,也着眼于全産業鏈的創新發展支撐。
在“兩院一場(chǎng)”創新體(tǐ)系中,深圳海洋電(diàn)子信息産業研究院院長、智慧海洋科技(jì)公司董事長崔軍紅是領軍者。作(zuò)為(wèi)全球知名的智慧海洋技(jì)術(shù)專家(jiā),崔軍紅已發表專業論文200餘篇,其中水(shuǐ)下傳感網絡、水(shuǐ)下機器(qì)人(rén)網絡領域論文累計(jì)引用逾萬次。截至目前,該公司已獲得(de)各類專利和(hé)知識産權近百項。近段時(shí)間(jiān),依托于“兩院一場(chǎng)”的研發團隊不斷壯大(dà),國內(nèi)外多(duō)所知名高(gāo)校(xiào)院所的技(jì)術(shù)專家(jiā)紛紛慕名而來(lái)。
“企業這幾年的發展,趕上(shàng)了深圳全力加快建設全球海洋中心城市的曆史性機遇,我們很(hěn)慶幸當初落戶深圳的決策是正确的。在我們看來(lái),深圳完全有(yǒu)能力構建一流的深圳海洋科技(jì)創新聯盟,對接成為(wèi)國家(jiā)海洋戰略科技(jì)力量體(tǐ)系的一部分。海洋文化精神就是敢于嘗試、敢于冒險,我們對深圳、對企業的未來(lái)充滿了信心。”崔軍紅說。
短(duǎn)評
海洋科技(jì)攻關需要深圳多(duō)出“絕活”
智慧海洋建設離不開(kāi)海洋科技(jì),特别是電(diàn)子信息等基礎技(jì)術(shù)。建設海洋強國,同樣必須大(dà)力發展海洋科技(jì),尤其要加快核心技(jì)術(shù)和(hé)關鍵共性技(jì)術(shù)的研發。
水(shuǐ)下通(tōng)信正是這樣一種基礎技(jì)術(shù)、核心技(jì)術(shù)、關鍵共性技(jì)術(shù),更是世界各國共同面臨的一個(gè)技(jì)術(shù)難題。
深圳市海涯科技有限公司聚焦于這一細分行(xíng)業,創新研發出領跑全球的水(shuǐ)聲通(tōng)信和(hé)水(shuǐ)下無線組網技(jì)術(shù),構建水(shuǐ)下WiFi網絡、水(shuǐ)下衛星導航通(tōng)信網絡,打造水(shuǐ)下移動平台自組織(Ad-Hoc) 網絡,與水(shuǐ)上(shàng)通(tōng)信構成“空(kōng)天地海”一體(tǐ)化通(tōng)信網絡,實現了對海洋的全面立體(tǐ)感知、廣泛互聯互通(tōng)、海量數(shù)據共享、信息分析決策,讓萬米深海也可(kě)“網上(shàng)沖浪”、通(tōng)信暢達。
憑借這一領先技(jì)術(shù),智慧海洋科技(jì)公司在助推我國智慧海洋發展,為(wèi)海洋能源、海洋工程、海洋交通(tōng)、深海養殖、海洋環保、海洋科研等賦能的同時(shí),也為(wèi)海洋強國戰略貢獻出深圳力量。國家(jiā)海洋科技(jì)攻關,需要深圳多(duō)出這樣的“絕活”。
水(shuǐ)下通(tōng)信、定位、導航、探測等自主技(jì)術(shù),是我國海洋經濟高(gāo)質量發展的重要臂助。智慧海洋科技(jì)公司一面承接多(duō)個(gè)國家(jiā)及省市級重大(dà)科研項目,一面構築“兩院一場(chǎng)”創新體(tǐ)系,在努力做(zuò)大(dà)自己的同時(shí),服務于全産業鏈的創新需求,以帶動更多(duō)上(shàng)下遊夥伴共同成長。這樣的“智慧海洋”,多(duō)多(duō)益善。
(深圳市海涯科技有限公司供圖)
(原标題《水(shuǐ)下無線通(tōng)信讓萬米深海“耳聰目明(míng)” 深圳突破海洋電(diàn)子信息技(jì)術(shù)難題,助推智慧海洋發展》)
編輯 張玉潔 審讀 韓紹俊 二審 張雪松 三審 周斐斐
(作(zuò)者:深圳特區(qū)報記者 吳凡)
