水下机器人在浑浊水域“零误差”探测，长江航道变得“聪明能感知”

武汉白沙洲水域，一艘货轮正依托电子航道图精准避开浅滩；王家屋锚地，无人机自主巡查影像，实时传入智慧航道平台……

智慧航道系统。 长江航道测量中心提供

如今的长江上，船员轻点手机，水位、航道尺度等关键信息便在电子航道图上清晰呈现。航标遥测遥控、自动报警，无人机远程巡航，几十分钟便可完成原本需要数小时的巡查工作。

空中、水面、水下，三位一体的“长江干线智慧航道”系统正全面铺开。 记者高文举 摄

近日，“长江数字航道与‘水上一张图’应用实践”入选全国首批交通基础设施数字化转型十大典型案例，“长江干线智慧航道创新与示范应用”入选智慧交通应用场景创新实践十佳案例。长江航道上，一场深刻的“智慧变革”正在徐徐展开。

从“3小时”到“20分钟”

无人机巡检改变人盯、船巡

2月4日上午，一架无人机从江汉关码头起飞巡航，工作人员告诉长江日报记者，普通办公电脑即可实时接收无人机传回的高清影像，并通过AI视觉识别，即时掌握航标状况。无人机配备4K超高清摄像头，巡航时速54公里。

监测航道的无人机。 长江航道测量中心提供

在监控大屏上，“汉口3号白浮”航标从四个角度的巡检画面清晰可见。“无人机飞到预设点时自动悬停拍照，触发AI识别检测。如发现异常，立即推送报警信息。”长江武汉航道局武汉航道处技术员曹远祯说道。约20分钟后，无人机完成巡航返航。

操作员回收无人机。 记者高文举 摄

航标，如同船舶在长江上的眼睛，为船员提供航道指引，帮助避开暗礁、浅滩等危险区域。然而过去，长江航道航标管理长期依赖人盯、船巡。

水上航标船。 记者汪文汉 摄

这种模式存在明显短板：航标失常后，发现、恢复耗时长；航道尺度信息更新慢，跟不上河床变化；船员手中的纸质航道图更新周期长，容易被“误导”。

智慧化转型，成为长江航道管理的必由之路。

智慧航道系统。 长江航道测量中心提供

2021年9月，交通运输部批复“长江干线智慧航道建设及应用”交通强国建设试点任务。之后4年里，航道部门开展了38项试点任务，一套覆盖长江干线“水、陆、空”的全要素立体化动态监测体系逐步形成。“以前是‘摸着石头过河’，现在有了清晰的路线图。”长江航道测量中心主任朱剑华表示。

在长江智慧航道武汉段43.3公里的创新示范航道上，立体化监测网24小时运转，成为智慧航道的“样板间”。这里的工作模式发生了效率革命。

无人机及其无人机座。 记者汪文汉 摄

“以往需要3小时的巡查工作，现在仅需20分钟。”长江武汉航道局航标处副处长郭尧说，自去年以来，长江干线武汉段43.3公里航道实现无人机常态化巡检。

航道09102船长王志成深有感触：“过去航标异常，开船检查耗时费力，现在用无人机快多了，每月还能至少节约800公斤燃油消耗。”

水下探测“所见即所得”

水、陆、空织起立体监测网

“智慧航道远不止于无人机”，郭尧强调，“智慧航道运用AI视频轮询、无人船测量等技术，构建‘水、陆、空’一体化监测网络，实现全方位感知。”

巡游中的无人测量船。 长江武汉航道局提供

他指着长江江畔说，长江武汉航道局在两岸三处制高点安装高清AI视频监控设备。这些“眼睛”具备智能识别能力，可24小时监测航标状态、船舶流量等信息，系统能自动识别异常并触发警报。

无人测量船长啥样？记者看到一艘草绿色无人测量船被吊入江中，它长约2米，船体两侧安装传感器支架，根据需要搭载测深仪等设备。

无人测量船。 长江武汉航道局提供

“传统测量快艇吃水0.8米左右，无人船仅约0.12米，”郭尧对比道，“无人船能更安全地在航道边界、整治建筑物、浅滩水域作业。”

长江航道局还专门购置了水下机器人、三维实时成像声呐等专业的水下扫测搜寻装备。

工作人员在放水下机器人。 长江武汉航道局提供

记者在现场看到，长江武汉水上应急救助基地水下机器人团队在船上精准操控水下设备，水下机器人能在浑浊水域实现“零误差”定位，通过实时回传画面，清晰辨识水下状况。

智慧航道系统。 长江航道测量中心提供

郭尧介绍，新引进的水下三维实时成像声呐系统有着强大的实时3D成像识别技术，解决了长江水体浑浊、能见度低的救援难题。即便在水下能见度为“零”的极端环境中，仍能清晰捕捉水下地形、障碍物等关键信息，并瞬间构建出目标物体的高清立体模型，实现了水下探测“所见即所得”。

江面巡逻的无人机。 记者高文举 摄

空中，无人机航测捕捉洲滩地形变化；岸上，高清AI摄像头日夜守望；水面，无人测量船精准绘制水下三维地形图；水下，无人遥控潜水器探查沉船碍航物……长江航道“水、陆、空”协同作战的立体监测图景正在展开。

让长江有了“数字双胞胎”

帮助应对水域地质灾害

航道作为“水上高速公路”，其安全与通过能力关系船舶运营效率、人员安全及区域经济发展。智慧航道建设通过精准感知和数据分析，有效应对水域淤积、地质灾害等挑战。

水下机器人拍摄出的图片。 长江武汉航道局提供

长江航道测量中心测绘信息处副处长刘阳介绍：“采用搭载多波束测深系统的无人船，3小时完成0.7平方公里水下地形测量，效率提升3倍。”这项技术能快速获取淤积分布、冲刷趋势等数据，为疏浚范围划定、护岸工程修复提供支持。

智慧航道系统。 长江航道测量中心提供

试点实施以来，一系列成效显现：航标异常信息处置准确率高于99%；航标维护从“每月见面”变为“实时监控”；平均恢复时长从5小时缩短至2小时；通过“无人机+AI”巡查，2025年全年，示范段工作船出航航次减少约35%，巡查频次提升至原来约5倍。

基于电子航道图与大数据分析打造的智慧航道服务系统，还能为船舶提供航线规划、预计到港时间、语音助导航等服务，基本实现“船舶航行到哪、服务就跟进到哪”。

无人测量船。 记者高文举 摄

工作人员在操作无人测量船。 长江武汉航道局提供

无人测量船开始工作。 记者高文举 摄

长江航道测量中心电子航道图中心主任李莉介绍，“智慧航道”还利用数字孪生技术，给长江建造了一个同步演变的“数字双胞胎”，通过建立航道要素实时同步的虚拟要素，形成一个真正反映航道实时运行情况的虚拟航道。更厉害的是，这个“数字双胞胎”可以结合实时分析河床泥沙的淤积和冲刷情况，预判航道的变化。“基于这些分析，管理者就能更科学地决定哪里需要疏浚、航标该怎么调整。”

智慧航道系统。 长江航道测量中心提供

目前，“长江数字航道与‘水上一张图’应用实践”“长江干线智慧航道创新与示范应用”一系列实践成果凝练成可复制、可推广的经验范式，已开始在金沙江、汉江、赣江、信江、京杭运河等航道推广应用，为全国内河航道数智化改造提供可借鉴的“长江方案”。

（长江日报记者汪文汉 通讯员蔡飞 于文泽 曹羽 摄影/像：记者高文举）

【编辑：丁翾】