专访“潜龙二号”AUV控制系统负责人许以军：跟故障“死磕到底” 细致排查曾拆卸千余个零件

大洋40航次中进行硬件检查的许以军（摄影 舒珺）

“潜龙二号”遵从“六性”设计已达到较高的技术水准

许以军告诉记者，“潜龙二号”的控制系统在设计方面注重“六性”及标准化设计，即可靠性性、维修性、保障性、测试性、安全性、环境适应性和标准化。

紧接着他“掰开揉碎”的向记者一一讲解该系统：“比如可靠性设计，在潜器设计上，包括每一个组部件都进行了可靠性预计，根据元器件的寿命和各方面指标进行计算，预估整个系统组成后可靠性可达到的指标和量级。”

许以军所带领的团队将产品的安全性视为重中之重，经过多年的努力和探索，可以说在水上、水下定位监控已达到了先进水平，包括卫星的应用、无线通讯技术、水下声学定位、超短基线的跟踪等等，取得了长足的进步。

在“潜龙二号”自身方面设计了完善的安全性措施，如安全航行、自主避碰、故障诊断与应急处理、水上、水下示位与定位等，在潜水器的自救能力方面下足了功夫。“潜器的安全性设计考虑到空天及水下全方位的通讯与监控，自身安全控制策略、故障诊断处理和抛载上浮能力、应急处理等”许以军告诉记者。

此外，“潜龙二号”各分系统在设计过程中留有必要的测试点，可通过通用检测设备或专用检测设备对产品的状态进行检查和故障定位。对于必须通过专用检测设备才能进行状态检查和故障定位的则提供专用检测设备，这也是控制系统设计贯彻的可测试性。

在故障定位到段或功能置换模块的条件下，潜水器的平均故障修复时间不超过3小时，这一点上充分体现出许以军带领团队对系统的可维修性的设计。

“那么潜器如何实现自救？会遇到哪些危险？”面对这个问题，许以军信心满满回答：“AUV作为自主水下机器人，我们通常会事先在系统里设定某些条件，它会根据预设条件判断能否航行，如果通行不了或出现故障，就会根据当前的环境条件来判断故障的状态并进行分级，根据级别不同采取相应的措施，比如潜器里某个设备出现故障影响到试验任务完成时，就会进入故障诊断程序，进行抛载处理也就是潜器上浮。”

抛载后的潜器顺利上浮，这时水面安全系统也就是水上定位发挥作用，把潜器当前的位置信息和状态实时反馈给母船，许以军告诉记者：“海洋环境不像陆地可以感知或者人为预判，在海洋中只能模拟一些故障环境，比如漏水、巨型障碍物等等，根据这些假定的条件，潜器自主的进行判断处理并应对。”

通过许以军的描述，“潜龙二号”采用可旋转的推进装置，可实现正负90度范围大角度的转动，增大潜器自身的操纵性，就好像鱼可以自由的在水里畅游一样，上升下潜，左右调节及水中悬停等。

跟故障“死磕”  细致排查一个月拆卸千余个零件

在同事的眼里，许以军沉默内敛，标准的工科男装扮，来到中科院沈阳自动化研究所十年来刻苦钻研，目前已成长为团队的骨干。为了攻克技术难关常常加班加点，有一股“死磕到底”的执着精神，最开始研究时，自动驾驶单元作为潜器控制系统的核心硬件可靠性不高，经常会突然重启。为了排查这个问题，许以军带领团队废寝忘食一个月，不断地拆装元部件进行研究，反复测试，他们先后检查了上千个零件，没有任何抱怨，最后终于找到故障的“元凶”。

对于即将到来的大洋40航次科考，许以军告诉记者，此次出航我们的任务目标非常重，一方面是“潜龙二号”去那么大面积的海底探测是一种挑战，另一方面时间安排紧凑，一旦设备出现故障，解决问题会浪费时间，从而使整个任务执行时间拖延，他说：“其实最担心的就是设备出现故障，有的故障可以现场解决，有的故障则难以解决，这对我们来说是极大的考验。”

出海时间长对人的体力、心理承受能力也是一种考验，面对茫茫大海难免会有孤独寂寞的情绪，对如何克服这些情绪时，许以军笑了笑说：“在之前的海试的时候专心于试验的过程，潜器是否安全，所想的事情都跟试验有关，其他情绪就在工作状态时无暇顾及了。”

据介绍，“潜龙二号”是十二五”国家863计划“深海潜水器装备与技术”重大项目的课题之一。课题总体目标为自主研制出一套4500米级的AUV系统，以此为平台，集成热液异常探测、微地形地貌探测、海底照相和磁力探测等技术，形成一套实用化的深海探测系统，并培养一支装备操作维护队伍，用于多金属硫化物等深海矿产资源勘探作业，该课题由中国大洋协会办公室总体负责，中科院沈阳自动化所为技术抓总单位，联合国家海洋局第二海洋研究所等单位共同研制。

“潜龙二号”的成功研制，为我国开展深海资源大范围精细探测提供了重要技术装备，标志着我国深海资源勘查装备已达到实用化水平，使我国自主水下机器人技术及产品跨入了国际领先行列。